DE3903471B4

DE3903471B4 - Formteil, insbesondere zum Einbau in Kraftfahrzeugen

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Publication number: DE3903471B4
Application number: DE3903471A
Authority: DE
Original assignee: HP Chemie Pelzer Research and Development Ltd
Current assignee: Entwicklungsgesellschaft fuer Akustik EFA GmbH
Priority date: 1988-02-17
Filing date: 1989-02-06
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2009-02-07
Also published as: DE3903471A1; KR890012777A; IE60537B1; FR2627127A1; ES2014577A6; GB8902794D0; GB2216062A; GB2216062B; KR920001559B1; IE880433L; FR2627127B1

Abstract

Formteil zum Einbau in Kraftfahrzeuge als Türverkleidung, Hutablage, Motorhaube, Unterschild oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil aus einem selbsttragenden, geformten und verpressten Teilkörper (1) aus mindestens einem folgender Materialien: phenolharzgetränktes Vlies, duroplastgetränktes Vlies, insbesondere Baumwollvlies, Kunststoffvlies besteht, der mindestens einseitig mit einem weichen, luftdurchlässigen Teilkörper 2 verbunden ist, wobei zwischen den einander zugewandten Flächen von selbsttragendem und weichem Teilkörper (1 bzw. 2) eine gasundurchlässige Schicht angeordnet ist, die eine Polypropylenfolie, eine Polyetherfolie und/oder eine akustisch wirksame Schwerschicht aus thermoplastischen Kunststoffen mit Füllstoffen umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Formteil, insbesondere zum Einbau in Kraftfahrzeugen, beispielsweise als Türverkleidung, Hutablage, Motorhaube, Unterschild oder dergleichen, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Im Stand der Technik sind Formteile beispielsweise aus PUR-Schaum bekannt, die als Verkleidungsteile eingesetzt werden. Solche Formteile müssen relativ formbeständig sein, um die gewünschten Konturen und die gewünschte Lage im Gebrauch einhalten zu können.

Beim Einsatz solcher Formteile ist es häufig erforderlich, zusätzlich ein Bauelement als Absorber für die Schallabsorption einzubauen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Formteil gattungsgemäßer Art zu schaffen, welches einerseits selbsttragend ist und beliebig formbar ist und andererseits auf äußerst einfache Art und Weise die Kombination mit einer schallabsorbierenden Schicht ermöglicht, insbesondere in einem einzigen Arbeitsgang.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass das Formteil aus einem selbsttragenden, vorgeformten und verpressten Teilkörper besteht, der insbesondere mindestens einseitig mit einem weichen Teilkörper verbunden ist.

Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der selbsttragende Teilkörper aus mindestens einem folgender Materialien besteht: phenolharzgetränktem Vlies, duroplastgetränktem Vlies, insbesondere Baumwollvlies, Kunststoffvlies, glasfaserverstärktem Polyurethan.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen; dass der weiche Teilkörper aus mindestens einem folgender Materialien besteht: Fasermaterial, Vliesmaterial, Polyurethanschaummaterial.

Das erfindungsgemäße Formteil zeichnet sich dadurch aus, dass es einerseits aus einem selbsttragenden, vorgeformten und verpressten Teilkörper besteht, welcher Teilkörper so ausgebildet sein kann, dass er tatsächlich tragende Funktion übernehmen kann.

Andererseits aber besteht dieses Formteil zusätzlich aus einem weichen Teilkörper, der als Schallabsorber dienen kann. Selbstverständlich kann das Formteil auch aus mehreren selbsttragenden Teilkörpern und mehreren weichen Teilkörpern bestehen.

Das erfindungsgemäße Formteil erlaubt dessen Anwendung als selbsttragendes Dämm- bzw. Absorptionselement. So können beispielsweise komplette Türverkleidungen, Hutablagen oder dergleichen Innenausbauteile als ein erfindungsgemäßes Formteil ausgebildet sein.

Es ist auch möglich, Karosserieteile, beispielsweise die Motorhaube oder auch ein Motorunterschild in erfindungsgemäßer Art und Weise auszubilden.

Je nachdem, welches Material für den selbsttragenden Teilkörper verwendet wird, kann der selbsttragende Teilkörper schalldurchlässig sein, so dass der weiche Teilkörper noch verbessert seine Schallabsorptionswirkung entfalten kann.

Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass zwischen den einander zugewandten Flächen von selbsttragendem und weichem Teilkörper eine gasundurchlässige Schicht angeordnet ist.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die gasundurchlässige Schicht aus einer Kunststofffolie, insbesondere einer Polypropylenfolie bzw. einer Polyethylenfolie, besteht.

Die Folie stellt einerseits ein Mittel dar, welches zur Herstellung des Formteiles bevorzugt verwendet werden kann, wobei die Folie andererseits auch das Bindemittel zwischen dem weichen und dem selbsttragenden Teilkörper darstellt, sofern nämlich die Folie beim Herstellungsvorgang so stark erwärmt wird, dass sie mit den umgebenden Materialien Schmelzbindungen eingehen kann.

Des weiteren kann auch vorgesehen sein, dass die gasundurchlässige Schicht eine akustisch wirksame Schwerschicht aus mindestens einer folgender Komponenten ist:
thermoplastischen Kunststoffen mit Füllstoffen, Duroplasten, Polyurethanen, Gießharzen, Mischungen aus mindestens zwei dieser Komponenten.

Durch diese Anordnung ist es möglich, in das selbsttragende Formteil ein sogenanntes Feder-Masse-System einzubinden, so dass neben der Schallabsorptionsfunktion auch eine Schalldämmfunktion erreicht werden kann.

Die akustisch wirksame Schwerschicht wird dabei unter entsprechender Masseanhäufung an akustisch bedingten Punkten in unterschiedlicher Dicke integriert.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von Formteilen der vorbeschriebenen Art wird erfindungsgemäß darin gesehen, dass auf eine Fläche einer Form, die den Konturen des herzustellenden Formteiles entspricht, das luftdurchlässige, unverformte Material zur Bildung des selbsttragenden Teilkörpers aufgelegt wird, dieses Material mit einer gas- und luftundurchlässigen Schicht oder Folie einseitig abgedeckt wird, insbesondere auf diese Schicht oder Folie der weiche luftdurchlässige Teilkörper aufgelegt wird, der so gebildete Schichtkörper auf eine die thermoplastische bzw. duroplastische Verformung zulassende Temperatur erwärmt wird und der erwärmte Schichtkörper durch Druckeinwirkung von Luft- bzw. Gasüberdruck oder -unterdruck gegen die konturierte Formfläche gepresst wird.

Beispielsweise ist es möglich, zunächst auf die Abdruckfläche der Form eine Schicht aus einem Material, wie es in Anspruch 2 bezeichnet ist, aufzubringen, diese Schicht mit einer Folie, wie sie in Anspruch 5 bezeichnet ist, abzudecken und auf diese Folie eine Schicht aus dem Material gemäß Anspruch 3 aufzutragen.

Die gesamte Materialschicht kann dann beispielsweise mittels Infrarotheizung erwärmt werden, so dass die thermoplastisch bzw. duroplastisch verformbaren Bestandteile aufweichen, wonach dann die gesamte Schicht beispielsweise durch Druckluft gegen die konturierte Fläche der Form gepresst wird.

Infolge der Tatsache, dass die luftundurchlässige Schicht oder Folie das Durchdringen der Luft in den später als selbsttragenden Teilkörper dienenden Bestandteil unterbindet, wird diese Schicht entsprechend dem eingestellten Luftdruck fest zusammengepresst, wohingegen die weiche Teilkörperschicht, die das Schallabsorptionselement bilden soll, von der Druckluft durchströmt wird, ohne dass diese Schicht verpresst und zusammengedrückt wird. Durch die relativ kühle, beispielsweise auf Raumtemperatur abgestimmte Druckluft wird gleichzeitig eine Kühlung des Materialpaketes erreicht, so dass nach relativ kurzer Einwirkungszeit der Druckluft der selbsttragende Teilkörper die der konturierten Fläche der Form entsprechende Kontur bleibend erhält.

Die den weichen Teilkörper bildende Schicht ist dabei der Kontur des formstabilen selbsttragenden Formteiles weitestgehend exakt angepasst.

Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle von Druckluft ein Vakuum innerhalb der Form aufzubauen, so dass der Bestandteil des Schichtenpaketes, der später den selbsttragenden verformten Teilkörper bildet, gegen die entsprechende konturierte Fläche der Form des Werkzeuges gesaugt wird, was unter Umständen dann besonders vorteilhaft ist, wenn eine bestimmte Dicke der Schicht erwünscht ist, die das formstabile selbsttragende Teilkörperelement bildet.

In Weiterbildung schlägt die Erfindung vor, dass mehrere Schichten von Material zur Bildung des selbsttragenden Teilkörpers im Wechsel mit Schichten aus weichen Teilkörpern unter Zwischenlage von luftundurchlässigen Schichten oder Folien aufeinandergelegt werden und die Druckeinwirkung von Luft- bzw. Gasüber- oder -unterdruck jeweils im Bereich der Materialschichten zur Bildung der selbsttragenden Teilkörper vorgenommen wird. Um bei einem Mehrschichtaufbau die gewünschte Ausbildung der einzelnen Teilkörper zu erreichen, ist lediglich erforderlich, dass Sorge dafür getragen wird, dass zwischen den einzelnen Schichten keine luftdurchlässige Verbindung besteht, so dass das ggf. aufzubringende Vakuum oder der ggf. aufzubringende Überdruck in den einzelnen Schichten nur dort wirksam wird, wo er zur Erzeugung des selbsttragenden vorgeformten und verpressten Teilkörpers erforderlich ist. Dies geschieht auf einfachste Weise dadurch, dass beispielsweise die Druck- oder Saugleitungen in die entsprechende Schicht einmündend angeordnet sind, wobei die Leitungsmündungen jeweils zu den den weichen Teilkörper bildenden Schichten hin durch luftundurchlässige Folien oder dergleichen abgeschirmt sind.

Da die Anordnung der luftundurchlässigen Folie unter Umständen aus akustischen Erwägungen unvorteilhaft ist, kann auch vorgesehen sein, dass die luftundurchlässige Folie nach erfolgter Verformung der Schicht zur Bildung des selbsttragenden Teilkörpers aufgeschmolzen wird.

Die Folie kann also durch entsprechende Wärmeeinwirkung praktisch vollständig entfernt werden, indem sie aufgeschmolzen wird und zusätzlich als Klebverbinder zwischen den benachbarten Materialschichten zur Verfügung steht.

Je nach Konsistenz und Dicke der Folie ist es möglich, die Wärme zum Aufschmelzen der Folie schon während der Luftdruckverpressung des selbsttragenden Teilkörpers aufzubringen oder aber die Wärme erst nachträglich, nach der Bildung des vorgeformten, verpressten selbsttragenden Teilkörpers aufzubringen.

Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass zwischen die Schichten Bindemittel, insbesondere Schmelzkleber, eingebracht werden.

Die verfahrenstechnisch einzubringende gasundurchlässige Schicht kann auch so ausgebildet sein, wie dies in Anspruch 6 beschrieben ist.

Des weiteren ist vorteilhaft, dass die Schichtdicke des mittels Luftdruck verformten und verdichteten Materials durch eine entsprechende Bemessung des Luftdruckes (Unter- oder Überdruck) eingestellt wird.

Grundsätzlich ist es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch allein ein Formteil aus einem selbsttragenden, vorgeformten und verpressten Teilkörper zu erzeugen, der nicht mit einem weichen Teilkörper verbunden ist. Auch derartige, selbsttragende Formteile aus den Materialien, wie sie in Anspruch 2 beschrieben sind, sind zum Einbau in Kraftfahrzeugen, beispielsweise aus Karosserieteile oder dergleichen nützlich und vorteilhaft. Mit dem erfindungsgemäßen Mehrschichtaufbau ist es möglich, in einem einzigen Arbeitsgang ein mehrschichtiges Formteil der entsprechenden Konstitution zu schaffen, was eine erhebliche Einsparung an Energie und Zeit mit sich bringt. Selbstverständlich ist es möglich, gleichzeitig mit dem Herstellungsverfahren zur Herstellung des Formteiles auch Verkleidungsstoffe, Bleche oder andere vorgefertigte Teile mit in den Verbund einzubauen. Dabei kann zusätzlich zwischen die jeweils außenliegende Schicht und das damit zu verbindende Verkleidungselement Bindemittel, insbesondere Schmelzkleber, eingebracht werden.

Es kann auch eine zusätzliche Folie als Verbindungsmittel Einsatz finden, die unter entsprechender Temperatureinwirkung aufschmelzen soll.

In der Zeichnung ist schematisch der Aufbau und der Fertigungsvorgang des Formteiles gezeigt. Dabei zeigt
1 eine Form zur Herstellung eines Formteiles im Schnitt;
2 ein mehrschichtiges Formteil vor der Verpressung.
Das Formteil gemäß 1 zum Einbau in Kraftfahrzeugen, beispielsweise als Türverkleidung, Hutablage, Motorhaube, Unterschild oder dergleichen Bauelemente, besteht im wesentlichen aus einem selbsttragenden vorgeformten und verpressten Teilkörper 1, der einseitig mit einem weichen Teilkörper 2 verbunden ist. Der selbsttragende Teilkörper kann beispielsweise aus phenolharzgetränktem Vlies, duroplastgetränktem Vlies, insbesondere Baumwollvlies, Kunststoffvlies, aber auch aus glasfaserverstärktem Polyurethan bestehen.
Der weiche Teilkörper 2 besteht vorzugsweise aus Fasermaterial, Vliesmaterial oder Polyurethanschaummaterial.
Dabei ist für die erfindungsgemäße Ausbildung und den verfahrenstechnischen Vorgang notwendiges Erfordernis, dass der weiche Teilkörper 2 luftdurchlässig ist. Zwischen dem selbsttragenden Teilkörper 1 und dem weichen Teilkörper 2 ist eine gasundurchlässige Schicht, insbesondere eine luftundurchlässige Schicht angeordnet, die durch eine Kunststofffolie 3 gebildet ist. Als Material für diese Kunststofffolie kommt beispielsweise Polypropylen oder auch Polyethylen in Betracht.
Zur Herstellung eines Formteiles, wie es in seiner Endgestaltung in 1 prinzipiell dargestellt ist, ist es lediglich erforderlich, die Form des Werkzeuges, die aus den Formhälften 4 und 5 besteht, hinsichtlich der Formhälfte 4 so auszubilden und zu konturieren, wie es der Form des endgültigen Formteiles entspricht.
Die obere Formhälfte 5 kann beliebig konturiert sein, da diese für die Formgebung des Formteiles völlig ohne Bedeutung ist. Von Bedeutung ist lediglich, dass innerhalb der beiden Formhälften 4 und 5 ein Raum gebildet ist, der im Ausführungsbeispiel mit einem Druckluftanschluss 6 versehen ist. Über den Druckluftanschluss 6 wird Druckluft beispielsweise in einer Größenordnung beginnend bei 0,5 bar bis zu 1,5 bar in die Form eingegeben, wobei die Form nicht dichtschließend sein muss, sondern das Entweichen der Druckluft über die Trennfuge der Formhälften 4 und 5 möglich ist und möglich sein soll, da die durchströmende Luft gleichzeitig als Kühlmedium benutzt wird. Zu Beginn des Herstellungsverfahrens zur Bildung eines derartigen Formteiles werden die einzelnen Schichten in die Form eingelegt, wie dies beispielsweise streng schematisiert in 2 ersichtlich ist.
Nachfolgend wird die Form geschlossen und Druckluft über den Stutzen 6 in der angegebenen Größenordnung zugeführt.
Infolge der Einwirkung der Druckluft, die den weichen Teilkörper 2 durchströmt, wird die Folie 3 gegen die Materialschicht des späteren Formteiles 1 gepresst und somit diese Materialschicht gegen die konturierte Fläche in der unteren Formhälfte 4 gepresst und bleibend verformt.
Dieser Verformungsstufe vorausgeschickt, ist eine Aufwärmstufe, die dazu dient, die entsprechenden Materialschichten auf die gewünschte Temperatur zum Zwecke der Materialbindung zu erwärmen. Nach einer ausreichenden Einwirkungszeit des Luftüberdruckes hat das Formteil seine gewünschte Form erhalten und kann nach dem Öffnen der Form aus dieser entnommen werden. Sofern erwünscht ist es auch möglich, bei noch in der Form befindlichem Formteil die Folie 3 durch Temperatureinwirkung zu zerstören, insbesondere zu zersetzen, wobei die Folie selbst als Bindemittel zwischen den Schichten 1 und 2 wirken kann.
Anstelle des in dem Ausführungsbeispiel von in der Zeichnung oben einwirkenden Luftüberdrucks ist es selbstverständlich auch möglich, unterhalb der Schicht 1 einen Anschlussstutzen für ein Luftunterdruck erzeugendes Aggregat vorzusehen, so dass die Schicht 1 in der Weise gegen die untere Formhälfte bzw. deren konturierte Fläche gesaugt wird, dass die Folie 3 unter Einwirkung des Soges in der Zeichnung nach unten gesaugt wird. Durch entsprechende Einstellung des Luftunterdruckes ist die Schichtdicke bezüglich des Teiles 1 einstellbar.
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem mehrere Schichten vom Material zur Bildung des selbsttragenden Teilkörpers im Wechsel mit Schichten aus weichen Teilkörpern 2 angeordnet sind, wobei zwischen den Schichten 1 und 2 jeweils eine luftundurchlässige Folie 3 angeordnet ist.
Dadurch, dass entweder Anschlussstutzen 6 für den Anschluss von Druckluftleitungen oder aber Anschlussstutzen 7 für den Anschluss von Vakuumsogleitungen in die einzelnen Schichten hineinreichen, ist die Möglichkeit gegeben, diese Schichten so zu verformen, wie dies aus 1 ersichtlich und diesbezüglich beschrieben ist.
Die luftundurchlässigen Folien 3 sind die Voraussetzung für die Funktion bei der gewünschten Formgebung. Selbstverständlich ist es auch möglich, gleichzeitig Überdruck und Unterdruck über die Anschlussstutzen 6 bzw. 7 aufzugeben.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
Formteil, insbesondere zum Einbau in Kraftfahrzeugen, beispielsweise als Türverkleidung, Hutablage, Motorhaube, Unterschild oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil aus einem selbsttragenden, vorgeformten und verpressten Teilkörper (1) besteht, der insbesondere mindestens einseitig mit einem weichen Teilkörper (2) verbunden ist.
Formteil, dadurch gekennzeichnet, dass der selbsttragende Teilkörper (1) aus mindestens einem folgender Materialien besteht:
phenolharzgetränktem Vlies, duroplastgetränktem Vlies, insbesondere Baumwollvlies, Kunststoffvlies, glasfaserverstärktem Polyurethan.
Formteil, dadurch gekennzeichnet, dass der weiche Teilkörper (2) aus mindestens einem folgender Materialien besteht:
Fasermaterial, Vliesmaterial, Polyurethanschaummaterial.
Formteil, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einander zugewandten Flächen von selbsttragendem und weichem Teilkörper (1 bzw. 2) eine gasundurchlässige Schicht angeordnet ist.
Formteil, dadurch gekennzeichnet, dass die gasundurchlässige Schicht aus einer Kunststofffolie (3), insbesondere einer Polypropylenfolie bzw. einer Polyethylenfolie, besteht.
Formteil, dadurch gekennzeichnet, dass die gasundurchlässige Schicht eine akustisch wirksame Schwerschicht aus mindestens einer folgender Komponenten ist:
thermoplastischen Kunststoffen mit Füllstoffen, Duroplasten, Polyurethanen, Gießharzen, Mischungen aus mindestens zwei dieser Komponenten.
Verfahren zur Herstellung von Formteilen, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Fläche einer Form, die den Konturen des herzustellenden Formteiles entspricht, das luftdurchlässige, unverformte Material zur Bildung des selbsttragenden Teilkörpers aufgelegt wird, dieses Material mit einer gas- und luftundurchlässigen Schicht oder Folie einseitig abgedeckt wird, insbesondere auf diese Schicht oder Folie der weiche luftdurchlässige Teilkörper aufgelegt wird, der so gebildete Schichtkörper auf eine die thermoplastische bzw. duroplastische Verformung zulassende Temperatur erwärmt wird und der erwärmte Schichtkörper durch Druckeinwirkung von Luft- bzw. Gasüberdruck oder -unterdruck gegen die konturierte Formfläche gepresst wird.
Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schichten von Material zur Bildung des selbsttragenden Teilkörpers im Wechsel mit Schichten aus weichen Teilkörpern unter Zwischenlage von luftundurchlässigen Schichten oder Folien aufeinandergelegt werden und die Druckeinwirkung von Luft- bzw. Gasüber- oder -unterdruck jeweils im Bereich der Materialschichten zur Bildung der selbsttragenden Teilkörper vorgenommen wird.
Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass die luftundurchlässige Folie nach erfolgter Verformung der Schicht zur Bildung des selbsttragenden Teilkörpers aufgeschmolzen wird.
Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Schichten Bindemittel, insbesondere Schmelzkleber, eingebracht werden.
Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke des mittels Luftdruck verformten und verdichteten Materials durch eine entsprechende Bemessung des Luftdruckes (Unter- oder Überdruck) eingestellt wird.

Claims

Formteil zum Einbau in Kraftfahrzeuge als Türverkleidung, Hutablage, Motorhaube, Unterschild oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil aus einem selbsttragenden, geformten und verpressten Teilkörper (1) aus mindestens einem folgender Materialien: phenolharzgetränktes Vlies, duroplastgetränktes Vlies, insbesondere Baumwollvlies, Kunststoffvlies besteht, der mindestens einseitig mit einem weichen, luftdurchlässigen Teilkörper 2 verbunden ist, wobei zwischen den einander zugewandten Flächen von selbsttragendem und weichem Teilkörper (1 bzw. 2) eine gasundurchlässige Schicht angeordnet ist, die eine Polypropylenfolie, eine Polyetherfolie und/oder eine akustisch wirksame Schwerschicht aus thermoplastischen Kunststoffen mit Füllstoffen umfasst.
Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weiche Teilkörper (2) aus mindestens einem folgender Materialien besteht: Fasermaterial, Vliesmaterial, Polyurethanschaummaterial.