DE3422497A1

DE3422497A1 - Luftdruck-formverfahren

Info

Publication number: DE3422497A1
Application number: DE19843422497
Authority: DE
Inventors: Shunsaku Kawagoe Saitama Munakata; Mitsuru Saitama Noguchi; Shinichi Kunitachi Tokio/Tokyo Sawai; Hitoshi Niiza Saitama Ukai
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-06-16
Filing date: 1984-06-16
Publication date: 1985-01-10
Also published as: DE3422497C2; GB8415481D0; GB2143463B; JPH0138660B2; GB2143463A; US4555380A; JPS59232818A

Description

Patentanwalt Ί r_: *\ r \~z ^r - ?_ο^!!?|_Λ

r^^. D-8000 München 70

DipL-Phys. Dr. Lothar Marx , Telefon 089/713813

[f Telex 5212312 marxd

Anwaltsakte 8007

16. Juni 1984

Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha

6-27-8, Jingumae,Shibuya-ku

Tokyo / Japan

Luftdruck-Formver'fahren

' ■ Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Formverfahren, und insbesondere ein mit Druckluft arbeitendes Formverfahren, das für die Herstellung der inneren Auskleidung bzw. Verkleidung einer Fahrzeugtür oder eines ähnlichen Flächengebildes aus einem geformten, laminierten, bahnförmigen Material mit einer geschäumten Harzschicht als Zwischenschicht geeignet ist.

Bei der Fertigung der inneren Verkleidung einer Fahrzeugtür oder eines ähnlichen Flächengebildes werden üblicherweise sowohl das Basismaterial, das aus einem thermoplastischen Harz oder einem ähnlichen Kunststoff besteht,

Zugelassen beim Europäischen Patentamt European Patent Attorney

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und das Haut- bzw. Abdeckmaterial mit einer integrierten, geschäumten Harzschicht, die als Polstermaterial dient, vorher in verschiedenen Verfahrensschritten so geformt und möglicherweise einer weiteren Formgebung unterworfen, daß sie in Form der . inneren Verkleidung der Tür zusammengesetzt werden können, wobei die geschäumte Harzschicht zwischen den anderen Schichten angeordnet ist. Bei diesem herkömmlichen Verfahren müssen jedoch die jeweiligen Materialien getrennt gegossen bzw. geformt und anschließend, beispielsweise durch ein Haftmittel, miteinander verbunden werden. Für dieses herkömmliche Verfahren ist also eine große Zahl von Einzelschritten erforderlich, so daß der Zeit- und Arbeitsaufwand für die Massenfertigung sehr hoch ist? der Fertigungswirkungsgrad ist entsprechend gering.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, reicht es an sich aus, eine Bahn aus einem laminierten Material in einem Schritt zu gießen und zu formen; dabei wird die Bahn vorher durch Laminieren bzw. Aufeinanderlegen des Basismaterials und des Hautmaterials vorbereitet, während die geschäumte Harzschicht zwischen diesen Materialien angeordnet wird. Wenn jedoch ein solches Laminat einem Preßvorgang bzw. einer Preßverformung unterworfen wird, wird die Zwischenschicht aus dem geschäumten Harz zerdrückt, so daß sie die angestrebte Polsterwirkung nicht erfüllen kann. Wenn andererseits dieses Material einer Vakuumverformung unterworfen wird, besteht die Gefahr, daß die Zwischenschicht aus dem geschäumten Kunstharz abblättert und sich von dem Grundmaterial und/oder dem Hautmaterial trennt.

Die Anmelderin hat, ausgehend von diesen Problemen, bereits ein Luftdruck-Formverfahren vorgeschlagen, mit

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dem das oben erwähnte Laminat-Material in idealer Weise geformt werden kann. Bei diesem Luftdruck-Formverfahren wird das laminierte Material in erwärmtem und entsprechend erweichtem Zustand auf der Formfläche eines Formwerkzeugs angeordnet; dann wird der zu verformende Bereich des Laminat-Materials durch einen kastenförmigen, oberen Deckel, der nach unten verschoben werden kann, begrenzt und hermetisch bzw. luftdicht abgedichtet.

in diesem abgedichteten Zustand wird dem Innenraum des oberen Deckels über ein Luftrohr Luft zugeführt, deren Luftdruck höher als der Atmosphärendruck ist, so daß dieser Bereich des Laminatmaterials nach unten in Berührung mit der Formfläche des Formwerkzeugs gedruckt wird, bis er die entsprechende, angestrebte Form hat. Bei diesem Luftdruck-Formverfahren kann der Luftdruck gleichmäßig nach unten wirken und die gesamte Oberfläche des zu verformenden Bereiches des Laminat-Materials beaufschlagen, so daß dieser Bereich des Laminat-Materials die angestrebte Form mit gleichmäßiger Dicke erhält, ohne daß die Schicht aus dem geschäumten Harz brechen kann. Die Luft, die zwischen dem Laminatmaterial und der Formfläche des Formwerkzeuges zurückbleibt, bildet jedoch eine dünne, gleichmäßige Luftpolsterschicht, so daß das Laminat-Material nicht in engen Kontakt mit der gesamten Formfläche des Formwerkzeuges gebracht wird. Das beschriebene, von der Anmelderin vorgeschlagene Luftdruck-Formverfahren ist deshalb nicht geeignet, wenn das Abdeckmaterial durch seinen Kontakt mit der Formoberfläche eine geprägte oder gesteppte Oberfläche erhalten soll. Wenn die Luft zwischen dem Laminatmaterial und der Formfläche des Formwerkzeugs nur einfach zur Außenseite des Formwerkzeugs hin abgegeben bzw. freigegeben wird, um auf diese Weise die Oberfläche des Abdeckmaterials mit einer Prägung oder einer Stepp-

bzw. Maschenstruktur zu versehen, muß von einem unerwünscht dicken Laminatmaterial ausgegangen werden? dies

gilt insbesondere dann, wenn die Abwicklung der geprägten 5

Oberfläche groß ist.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung? ein
Luftdruck-Formverfahren zu schaffen, mit dem ein Laminat-Material mit gleichförmiger Dicke und mit einer Prägeoder Stepp-Struktur hergestellt werden k'ann.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im kennz eichender* Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale erreicht.
Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den ünteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgender Punktionsweise: Bei dem,-Luftdruck-Formverfahren

nach der vorliegenden Erfindung wird ein laminiertes 20

Ausgangs-Material im erwärmten und entsprechend erweichten Zustand auf der Formfläche eines Formwerkzeuges mit einem Luft-Vorratsbehälter angeordnet; der zu verformende Bereich dieses Laminat-Ausgangsmaterials wird hermetisch

durch einen kastenförmigen, oberen Deckel abgeschlossen 25

und begrenzt. Dann wird ein Luftdruck, der höher als der Atmosphärendruck ist, an den Innenraum des oberen Deckels angelegt, so daß das laminierte Material mit gleichmäßige'r Dicke auf der Luftpolster-Schicht entwickelt und geformt wird, die sich durch diesen Luftdruck zwischen

dem laminierten Material und der Formoberfläche des

Formwerkzeuges aufbaut. Unmittelbar anschließend wird die Luft in dieser Polsterschicht in den Luft- Vorratsbehälter gedrückt, wodurch das laminierte Material in Kontakt mit dem Formwerkzeug gebracht wird, so
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daß die Oberfläche der Deckhaut des Laminat-Materials mit einem umgekehrten Präge- oder Steppmuster versehen werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 das Laminat-Material, das durch das Luftdruck-Formverfahren nach der vorliegenden
Erfindung verformt werden soll,

Fig. 2 die Vorbereitung des Laminatmaterials nach
Pig. 1,

Fig. 3 die Erwärmung des Laminat-Materials, und

²^ Fig. 4a und 4b die Luftdruck-Verformung des Laminat-Materials.

Das Luftdruck-Formverfahren nach der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt für die Herstellung der Innenverkleidung von Fahrzeug-Türen eingesetzt. Zu diesem Zweck wird ein bahnförmiges Laminat-Material verwendet, das (siehe Fig. 1) aus wenigstens drei Schichten besteht, nämlich einer Deckschicht bzw. einer Deckhaut a, einem Basismaterial b und einer zwischen den Schichten a und b angeordneten Schicht c aus einem geschäumten Harz. Als Material für die Deckhaut a kann PVC (Polyvinylchlorid), TPE ( )

oder ein anderes, thermoplastisches Harz oder ein bahnförmiges Material auf der Basis von Textilien, also Geweben, Gewirken usw., verwendet werden. Das Basismaterial b kann aus einem geeigneten, thermoplastischen

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Material bestehen, wie es beispielsweise auch für die Herstellung von Booten verwendet wird, nämlich PP (Polypropylen), Holzmehl oder einem Gemisch aus PP und Holz- · mehl, weil dieses Material leicht ist und sich für das Recycling anbietet. Die Schicht c aus dem geschäumten Harz kann aus geschäumten Polyolefin bestehen, das ein Schaumungsverhaltnis von 3 bis 50 hat und deshalb als Polsterschicht dient; ein bevorzugter Bereich für das Schäumverhältnis liegt zwischen 15 und .20, da sich hierbei gleichzeitig gute Festigkeits- und Polster-Eigenschaften ergeben. Wenn diese drei Schichten laminiert;, also miteinander zu einem einstückigen, bahnförmigen Laminat verbunden werden sollen, können sie gleichzeitig miteinander verklebt werden, wie in Fig. 2 dargestellt ist, indem die Schicht c geschäumt und kontinuierlich auf das Hautmaterial a aufgebracht und die Schicht c aus dem geschäumten Harz im vorerwärmten Zustand von ungefähr 18O⁰C durch eine Kontaktverbindung auf das Basismaterial b aufgeklebt wird. Die laminierten Materialien können aus 0,2 bis 0,6 t der Haut a, 0,8 bis 0,3 t des Basismaterials b und 2,0 bis 4,0 t der Schaumstoffschicht c zusammengesetzt sein.

Nachdem das bahnförmige Laminat-Material auf eine Größe bzw. eine Fläche geschnitten worden ist, die der Größe der Innenverkleidung der Fahrzeugtür entspricht _t wird es erwärmt und dadurch erweicht. Diese Erwärmung und Erweichung kann in der Weise erfolgen, daß der Umfang des Laminat-Materials mittels einer Klammer C eingeklemmt und das Material mit einer Heizeinrichtung H erwärmt wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die Eryrärmungstemperatur liegt im Bereich von etwa 250 bis 350⁰C. Das erwärmte und erweichte Laminat-Material wird dann auf der Formoberfläche eines Formwerkzeuges M ange-

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ordnet (siehe Fig. 4a).

Das aus den Figuren 4a und 4b ersichtliche Formwerkzeug M ist ein "weibliches" Formwerkzeug, also ein offenes Formwerkzeug mit einem Luft-Vorratsbehälter S. Dieser Luft-Vorratsbehälter S kann durch eine poröse Schicht mit feinen Poren gebildet werden, indem beispielsweise körniges Aluminium in die Oberfläche eingebettet wird.

Als Alternative hierzu kann der Luft-Vorratsbehälter S im Hauptteil des Formwerkzeuges M mit einer Verbindung über Luftablaßlöcher ausgebildet werden, wie es in Fig. 4a und 4b dargestellt ist. Und schließlich kann die Formoberfläche des Formwerkzeugs M selbst noch durch eine poröse Schicht gebildet werden. Der Luft-Vorratsbehälter kann aus einer Vielzahl von feinen Luftablaßlöchern im Hauptteil des Formwerkzeuges M bestehen. Die Formoberfläche des Formwerkzeuges M ist mit einem Relief-Muster ausgebildet, das dem angestrebten Präge- oder Steppmuster entspricht.

Die Deckmaterialschicht a des auf die beschriebene Weise hergestellten Laminat-Materials ist der Formoberfläche des Formwerkzeuges M zugewandt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Laminatmaterial zweckmäßigerweise unter Spannung gehalten, indem sein Umfang mittels der Klammer C eingespannt wird, so daß sich das Laminatmaterial nicht in die Aussparung des weiblichen Formwerkzeuges M hinein erstreckt. Ein kastenförmiger, oberer Deckel F ist im Kontakt mit diesem Laminat-Material angeordnet, um den zu verformenden Bereich dieses Laminat-Materials hermetisch abzudichten und abzugrenzen. Der obere Deckel F kann durch die Wirkung eines Zylinders (nicht dargestellt) nach oben und nach unten bewegt werden, so daß sein flanschartiger Randbereich in Kontakt mit dem Laminatmaterial auf dem Formwerkzeug M gebracht und dadurch

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der Umfang diese Bereiches des Laminatmaterials hermetisch abgedichtet und abgegrenzt wird. Nachdem der zu verformende Bereich des Laminatmaterials in dem oberen Deckel F hermetisch abgedichtet ist, beaufschlagt ein Luftdruck, der höher als der Atmosphärendruck ist, den Innenraum des oberen Deckels F über ein Luftrohr E_y das mit dem oberen Deckel F verbunden ist, wie man in Fig. 4b erkennt. Der Luftdruck kann in einem Druckbereich von 1,1143 bis 10,132 bar und nach einer bevorzugten Ausführungsform zwischen 2,026 und 3,039 bar variiert werden; die Druckbeaufschlagung dauert etwa Io see.

Bei diesem Druck wird das Laminat-Material in engen *° Kontakt mit der Formoberfläche des Formwerkzeuges M gebracht, so daß die zwischen dem Laminat-Material und der Formoberfläche des Formwerkzeugs M eingeschlossene Luft entsprechend der Bewegung des oberen Deckels nach unten eine Luftkissenschicht aufbaut, um das Laminat-Material zu entwickeln und mit gleichmäßiger Dicke zu verformen. Die Temperatur des Laminat-Materials wird so eingestellt, daß dieses Material weich genug ist, um sich der Form der Formoberfläche des Formwerkzeuges M anzupassen.
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Die Luft in der Luftkissenschicht wandert in den Luftvorratsbehälter S, um das Laminat-Material in Kontakt mit der Formfläche des Formwerkzeuges M zu bringen. Als Ergebnis hiervon wird das Laminat-Material gezwungen, über seine gesamte Fläche eine gleichmäßige Dicke einzunehmen; mittels des Reliefmusters erhält das Hautmaterial auf seiner Oberfläche ein Präge- oder Steppmuster.

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Nach dieser Luftdruck-Verformung wird die Luft von dem Luftvorratsbehälter S zur Außenseite des Formwerkzeuges

_c M hin abgegeben, und zwar mittels einer Pumpe P; dann ο

wird der obere Deckel F angehoben, um den eingespannten Zustand des Laminat-Materials aufzuheben, so daß der sich ergebende Formling aus dem Formwerkzeug M herausgenommen werden kann. Wenn das Formwerkzeug M geteilt werden soll, wird der obere Deckel F allmählich, nämlich in einer Zeitspanne von ungefähr 110' see, geöffnet, so daß sich das geformte Material "natürlich", also ohne zusätzliche Kühlmaßnahmen, abkühlen kann. Wenn das geformte Material zu rasch abgekühlt wird, kann

es zu unerwünschten, zusätzlichen Verformungen des ver-15

formten Materials kommen.

Wenn das Laminat-Material auf -die beschriebene Weise verformt wird, kann die Zwischenschicht c aus dem geschäumten Harz weder zerdrückt noch zerbrochen werden, 20

weil der Luftdruck von der Seite des Basismaterials b her auf das Laminat-Material wirkt, um das Hautmaterial a in Kontakt mit der Formoberfläche des Formwerkzeuges M zu bringen. Wenn außerdem die Schicht c aus dem

geschäumten Harz erwärmt und erweicht wird, wird der 25

Schaum nicht zerdrückt, so daß sich eine einwandfreie Polsterwirkung ergibt und auch über längere Zeit gewährleistet werden kann, da das Laminatmaterial durch den Luftdruck beaufschlagt wird. Außerdem hat das geformte Material eine gleichmäßige Dicke, weil es gleichmäßig über seine gesamte Oberfläche dem Luftdruck ausgesetzt worden ist. Und schließlich kann die Oberfläche des Hautmaterials a mit einem Reliefmuster, wie beispielsweise einem Präge- oder Steppmuster, versehen werden.

Bei dem Luftdruck-Formverfahren nach der vorliegenden

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* /B-Erfindung behält also die Zwischenschicht c aus dem geschäumten Harz ihre exzellenten Polstereigenschafters bei, ohne daß sie zerbrochen oder zerdrückt wird; die Oberfläche des Laminat-Materials kann mit einem Prägebzw. Hammermuster oder einem Steppmuster mit exakten Reliefformen ausgebildet werden, die der Formoberfläche des Formwerkzeuges entsprechen.

Claims

Patentanwalt :;; ;: :: ^ „ *ϊ—~ - D-8000 München 70 DipL-Phys. Dr. Lothar Marx Telefon 089/713813 Telex 5212312 marx d 3422497 Anwaltsakte 8007 16. Juni 1984 Honda Giken Kogyo Kabushiki 'Kaisha 6-27-8, Jingumae, Shibuya-ku Tokyo / Japan Luftdruck-Formv^rfahren Patentansprüche

1. Verfahren zur Formung eines blattförmigen Laminat-Materials, das aus einem Grundmaterial, einem Hautmaterial . und einer Zwischenschicht aus einem geschäumten Harz besteht, dadurch gekennzeich-

net, daß

a) das blattförmige Laminat-Material erwärmt wird, daß

b) das erwärmte, blattförmige Laminat-Material

in der Nähe einer Formoberfläche angeordnet wird, daß

c) ein Deckel über wenigstens einem Bereich des blattförmigen Laminat-Materials in der Nähe der Formoberfläche angeordnet wird, daß

d) eine hermetische Abdichtung zwischen dem blattförmigen Laminat-Material und dem Deckel ausgebildet wird, wodurch ein hermetisch ab-

^ gedichteter Raum zwischen diesen Teilen entsteht,daß

e) der Luftdruck in dem hermetisch abgedichteten Raum auf einen Wert über dem Atmosphärendruck

in der Weise erhöht wird, daß wenigstens der Be-¹^ reich des blattförmigen Laminat-Materdals eine der Formoberfläche entsprechende Form annimmt, und daß

f) die Luft zwischen dem blattförmigen Laminat-Material und der Formoberfläche in der Weise abgezogen wird, daß wenigstens der Bereich des blattförmigen Laminat-Materials die Formoberfläche berührt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB der Luftdruck in dem hermetisch abgedichteten Raum auf 1,1143 bis 10,13 bar (1,1 bis 10 atm) erhöht wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruck in dem hermetisch abgedichteten Raum auf 2,026 bis 3,039 bar (2 bis 3 atm) erhöht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruck in dem hermetisch abgedichteten Raum in einer Zeitspanne von etwa 10 see. erhöht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruck in dem Raum

allmählich auf Atmosphärendruck verringert wird? nachdem das blattförmige Laminat-Material die Formoberfläche berührt.

6. Verfahren nach Ansprch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die allmähliche Verringerung des Luftdruckes etwa 110 see. dauert.