DE3439101C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines aus einem Träger und breitflächenseitig desselben, außenseitig angeordneter, offenzelliger Weich-Schaumstoff­ schicht bestehenden Verbundkörpers gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.

Verbundkörper dieser Art finden vorwiegend Einsatz in der Fahrgastraum-Ausstattung, insbesondere in Fahrzeug- und Flugzeugbau. Dabei kommt es darauf an, die bekannten Vortei­ le des Schaumstoffes (Schalldämmung, Wärmedämmung) im Zusam­ menwirken mit einem bereits ein ansprechendes Finish aufwei­ senden Trägers zu nutzen. Derzeit sind Verfahren bekannt, die ein Hinterspritzen des Trägers mit Schaumstoff vorse­ hen. Dies ist relativ aufwendig und hinsichtlich der Verbin­ dung von Träger und Schaumstoff meist unbefriedigend. Der Träger weist bereits seine Endform auf. Bei reicher Klüf­ tung gelangt der Schaumstoff nicht einwandfrei in die tiefe­ ren Höhlungsabschnitte. Andererseits ist auch ein sogenann­ tes Umschäum-Verfahren bekannt. Dort wird zwischen einen Träger und eine sogenannte Dekorhose Polyurethan-Schaumstoff eingebracht. Dieser Füllstoff soll die Steifheit des Pro­ dukts gewährleisten. Hier entsteht im Grunde das gleiche Problem des sicheren Verbunds.

Aus der DE-OS 23 03 481 ist ein Verfahren bekanntgeworden zum Herstellen von Bauteilen im "Sandwich-Verfahren". Es sollen mehrlagige Bauteile hoher Steifigkeit bei geringem Gewicht hergestellt werden. Hierzu wird ein Kern aus Hart­ schaumstoff vorgesehen, welcher beidseitig von steifen, hochfesten Decklagen aus glasfaserverstärktem Polyesterharz überdeckt ist. Das Verbundteil wird derart hergestellt, daß der Hartschaumstoff-Kern zwischen zwei Schichten aus glasfa­ serverstärktem Polyesterharz gelegt wird und diese Teile sodann miteinander verpreßt werden. Ein Verbundkörper mit einer außenseitig angeordneten, offenzelligem Weich-Schaum­ stoffschicht läßt sich derart nicht herstellen. Der beim Verpressen komprimierte Schaumstoff könnte sich nicht mehr zurückstellen.

Aus der US-PS 36 27 622 ist ein Verfahren bekannt, bei wel­ chem ein Schaumstoffkörper an seinen außenseitigen Flächen mit einem Harz getränkt wird, welches aushärtet, um so stei­ fe Trägerschichten zu ergeben.

Aus der DE-OS 19 26 688 ist es bekannt, ein Formteil mit einer geschlossenen Außenschicht aus einem unflexiblen Werk­ stoff, bspw. Hartschaumstoff, herzustellen. Um möglichst dünne Außenwände bei relativ großen Abmessungen des Bauteils zu erzielen, wird in die Form ein Kern aus einem flexiblen Körper eingebracht, welcher für den Spritzvorgang mit einem Medium, bspw. Wasser, gefüllt wird, welches den Kern wider­ standsfähig macht. Der Kern kann auch aus einem Schaumstoff­ körper bestehen.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen, aus der Praxis bekannten Verfahren stellt sich der Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines aus einem Träger und breitflächenseitig desselben außenseitig angeordneter, offen­ zelliger Weich-Schaumstoffschicht bestehenden Verbundkörpers anzugeben, welches möglichst auf den im Einsatz befindlichen Formen und einfacher durchführbar ist sowie einen optimalen Verbund zwischen Träger und Schaumstoff erbringt, auch im Falle von ungünstigen Formverhältnissen.

Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 angegebene Erfin­ dung gelöst.

Der Unteranspruch ist eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Verfahrens.

Zufolge solcher Ausgestaltung ist ein Verfahren angegeben, welches in wirtschaftlicher Weise die Herstellung stabiler Verbundkörper erlaubt: die in die Form eingelegte Schaumstoffschicht wird durch den Druck des Trägermaterials komprimiert. Sie bildet so einen durch den Spritzdruck zu überwindenden Gegenhalt. Die trägerbildende Kunststoffmasse verteilt sich unter Bildung des Formabgusses besser. Der dabei sogar ein Gegen­ polster bildende Schaumstoff seinerseits trägt dazu bei, die Kunststoff­ masse selbst in kluftreiche Zonen der Formwand zu drängen. Ein wei­ terer wesentlicher Effekt dieses Verfahrens besteht darin, daß praktisch in einer zwar nur relativ dünnen Grenzschicht zwischen offenzelligem Schaumstoff und der Formteilmasse eine sehr innige Verbindung auftritt durch ein gewisses, aber nur in der Tiefe geringfügiges Eindringen der Masse in die Schaumstoffporen. Die Haftfähigkeit zwischen beiden, den Verbundkörper bildenden Medien ist größer als die Zerreißfestigkeit des Schaumstoffes. Wie gefunden wurde, sperrt das erheblich mehr kompri­ mierte Schaumgerüst den Weg in die Tiefe der Schaumstoffmasse ab. Es bleibt der Grundcharakter des Schaumstoffes erhalten, sei es zum Zwecke einer möglichst hohen Polsterwirkung und/oder der Schallabsorption. In der trägerseitigen Grenzschicht lassen dagegen die zusammengedrückten Poren die erläuterte, angestrebte hochgradige Verankerung zu. Vorteil­ haft ist es noch, daß die Schaumstoffschicht, die Formhöhlung überra­ gend, bis in die Form-Schließfuge reicht. Demzufolge erhebt sich auch eine fugennahe Verteilung des den Träger bildenden Kunststoffes, wobei diese plastische Masse unter Verdrängung der in der Formhöhlung be­ findlichen Luft schließlich bartartig in die Form-Schließfuge gelangt. Letztere führt zugleich zu einer exakt definierten Schnittmarkierung. Natürlich ist das Verfahren nicht ausschließlich auf Flächenprodukte anwendbar. Ebenso lassen sich schaumstoffummantelte Hohlprodukte erzeugen im sogenannten Blasverfahren, bei welchem zwischen die gegen­ einanderfahrenden Formhälften ein Schlauch eingelassen wird mit beid­ seitig miteingeführter Schaumstoffbahn. Auch hier kommt offenzelliger, weich biegbarer Schaumstoff zur Anwendung. Dies diesbezügliche Pro­ duktplatten ist groß. Die so aufkaschierte Schaumstoffummantelung kann bspw. den auf Luftkanälen für Kraftfahrzeugkarosserien genutzten Strumpf verzichtbar machen. Auch lassen sich Benzinkaster leicht ummanteln unter Bildung eines wirksamen Klapperschutzes.

Das Verfahren ist nachstehend anhand von Produktbeispielen näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 die Draufsicht auf ein im Flächeranguß erzeugtes flächenhaftes Produkt als Verbundkörper bei noch nicht entferntem Anguß­ bereich,

Fig. 2 den Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1 unter partieller Wieder­ gabe des Formwerkzeuges,

Fig. 3 die Draufsicht auf einen ebenfalls flächenhaften Verbundkörper mit kreisrundem Träger und quadratisch zugeschnittener Schaum­ stoffschicht,

Fig. 4 den Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Herausvergrößerung der Randzone des Trägers,

Fig. 6 den Verbundkörper in Form eines Blasbehälters (Kanister) und

Fig. 7 den Schnitt gemäß Linie VII-VII, und zwar rechtsseitig un­ mittelbar nach Fertigstellung, linksseitig nach Entfernen des Fugenbartes.

Der im Fächeranguß 1 erzeugte flächenhafte Verbundkörper gemäß Fig. 1 besteht aus einem Träger T und einer Schaumstoffschicht S. Die über einen Verteilerkopf injizierte Kunststoffmasse überläuft vom fächer- bzw. deltaförmigen Angußbereich 2 aus die Breitfläche der in die Form ein­ gelegten Schaumstoffschicht S. Der offenzellige Schaumstoff ist weich.

Die Schaumstoffschicht S wird in die offene Form F eingelegt. Sie läßt sich in Form einzelner Zuschnitte zuführen oder von einer Vorratsrolle. Das Ablängen geschieht dort unter Einsatz einer üblichen Schneidvor­ richtung.

Der Zuschnitt wird dabei so gewählt, daß die Schaumstoffschicht S die Formhöhlung allseitig überragt, also bis in die Form-Schließfuge 3 reicht (siehe Fig. 2).

Nach Einlagen der Schaumstoffschicht S in die Formhöhlung wird das Schließen der beiden Formhälften bewirkt. Die einbiegende Schaumstoff­ schicht S füllt das Formkörpervolumen H der Formhöhlung volumenmäßig überwiegend aus.

Es folgt nun das Injizieren des trägerbildenden Kunststoffes, und zwar bspw. Poylurethan. Zur Anwendung kommt zweckmäßig ein Polyurethan- Zwei-Komponentensystem. Die eine Komponente ist ein Gemisch aus Poly­ olen, Aktivatoren und Füllstoffen. Die andere Komponente umfaßt Di­ phenylmethan-Diisocyanat. Gearbeitet wird z. B. im sogenannten RIM-Ver­ fahren (Reaction Injection Moulding).

Die Injektion des Trägermaterials erfolgt seitlich der Grenzschicht des noch nicht komprimierten Materials. Die Injektionsöffnung der Form liegt dazu entsprechend.

Vom Druck des eingebrachten Trägermaterials wird der Schaumstoff kom­ primiert. Es kommt zu einem gleichmäßigen Flächendruck zwischen Trä­ germaterial und der offenporigen Schaumstoffschicht. Der Schaumstoff erfährt dabei von der dem Trägermaterial zugewandten Grenzschicht 5 eine so hochgradige Kompression, daß dort nur deren Schaumstoffporen füllbar sind, so daß das Trägermaterial über diese verdichtete Grenz­ schicht nicht in dem rückwärtigen Schaumstrukturbereich eindringen kann. Dieser rückwärtige Bereich bleibt vielmehr weich elastisch. Andererseits liegt in der Grenzschicht eine hochgradige Verankerung zwischen dem aushärtenden Trägermaterial einerseits und dem von Hause aus weichelastischen Schaumstoff andererseits.

Die Schaumstoffschicht in ihrer Gesamtheit hat durch die ihr innenwohnen­ de elastische Rückstellkraft zugleich die vorteilhafte Funktion des mecha­ nischen Andrückens des Trägermaterials gegen die korrespondierende Formwandung. Es kommt so zu einem fehlerfreien Abdruck des dortigen Formwandreliefs (bspw. Textilstruktur, Rauhungen, die Griffigkeit er­ höhende Riefen etc.). Der Schaumstoff hat eine günstige Luftaufnahme- Kapazität. Wenn die Randpartien der Schaumstoffschicht durch die Form- Schließfuge reichen bzw. gefaßt sind, bleibt aufgrund der offenporigen Struktur der Schaumstoffschicht praktisch auch der Weg offen für die durch das injizierte Trägermaterial verdrängte Luft. Eine schließliche Sperrung bildet das partiell in die Fugen noch miteintretende Träger­ material. Diese bartartigen Zonen sind in den Fig. 1 und 2 mit 6 be­ zeichnet. Sie ermöglichen vor allem im Umrißbereich des erzeugten Ver­ bundkörpers einen guten, glatten Schnitt.

Für den Verbundkörper gemäß den Fig. 3 bis 5 liegt im Grunde der gleiche Aufbau vor. Das Eindringen in die Grenzschicht wird dort op­ tisch durch geringfügige Fortsetzung der Schraffur des Trägers T ver­ deutlicht. Auch sind optisch die flachgedrückten Poren 7 der Grenz­ schicht 5 erkennbar. Der Träger ist in Form einer kreisrunden Scheibe realisiert mit zur Peripherie hin beidseitig erkennbarer Verjüngung.

Die mit dem Träger T in Verankerung gebrachte Schaumstoffschicht S be­ steht aus einem quadratischen Zuschnitt. Der im Blasformverfahren er­ stellte Hohlkörper in Form des Kanisters in Fig. 6 trägt außenseitig die integrierte Weichschaumanbindung. Seine Herstellung erfolgt in einem sogenannten Einschneckenextruder. Den Ausgangskörper bildet ein thermoplastischer Schlauch. Letzterer wird am Kolbenspeicher angebracht und zwischen die beiden Formhälften des Blaswerkzeuges gehängt. Beid­ seitig mitgeführt sind die Schaumstoffschichten S. Nach Schließen der Form fährt der Blasdorn ein, so daß es auch hier zum Komprimieren der Schaumstoffschicht kommt unter formentsprechendem Aufweiten des ther­ moplastischen Schlauches. Dabei ergibt sich die beschriebene innige Verankerung des Trägermaterials mit dem Schaumstoff. Bezüglich des Fugenübertritts liegt die bereits oben erläuterte Situation vor. Wie Fig. 7 entnehmbar, kann nach dem Kaschieren des Behälters der vom Trägermaterial gebildete Fugensteg (linke Seite der Fig. 7) abgetrennt werden. Sein Stirnrand steht nicht über die Außenfläche der Schaum­ stoffschicht S über.

Das Ganze läßt sich auch im Tiefziehverfahren realisieren, indem prak­ tisch eine erwärmte, aus thermoplastischem Material bestehende Träger­ schicht bis zur Vernetzungsbereitschaft mit dem umgebenden Schaumstoff aufgeweicht wird.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung eines aus einem Träger und breitflächenseitig desselben außenseitig angeordneter, offen­ zelliger Weich-Schaumstoffschicht bestehenden Verbundkör­ pers, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffschicht (S) derart in die Form eingelegt wird, daß sie das Formkörper- Volumen überwiegend ausfüllt und daß das Trägermaterial mit einem solchen Druck in der Form gegen den Schaumstoff ge­ preßt wird, daß der Schaumstoff komprimiert wird und das Trägermaterial sich durch Eindringen des Trägermaterials in die Schaumstoffporen der Grenzschicht zum Schaumstoff veran­ kert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffschicht, die Formhöhlung überragend, bis in die Form-Schließfuge reicht.