DE3922973A1 - Formteil aus schaumharz mit einem hohlteil - Google Patents

Formteil aus schaumharz mit einem hohlteil

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Armaturen- bzw. Instru­ mentenbrett eines Kraftfahrzeugs oder ein ähnliches Formteil aus Schaumharz, das eine Schicht aus Schaumharz hat, und ins­ besondere bezieht sich die Erfindung auf ein Formteil aus Schaumharz, welches einen Luftkanal oder einen ähnlichen Hohl­ körper einteilig hiermit ausgebildet enthält.
Im allgemeinen hat ein Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs eine Schichtstruktur, welche ein Substrat, eine Deckschicht und eine Polsterschicht umfaßt, welche zwischen dem Substrat und der Deckschicht vorgesehen ist und aus einem Schaumpoly­ urethan oder einem ähnlichen Schaumharz hergestellt ist. Wäh­ rend das Substrat in üblicher Weise in Hartharz, wie ABS-Harz ausgeführt ist, besteht heutzutage auf diesem Gebiet ein Trend nach einem Substrat, das zur vereinfachten Herstellung auch aus Schaumharz hergestellt ist. Bei einem derartigen Armaturenbrett werden das Substrat und die Polsterschicht zusammen als ein einteiliges Formteil aus Schaumharz ausgeformt.
Ein Hohlteil, wie ein Luftkanal, der ein Teil einer Leitungs­ einrichtung einer Klimaanlage bildet, ist an dem Armaturen­ brett anzubringen, und dieser muß fest an Ort und Stelle an diesem angebracht werden. Bei einem Armaturenbrett mit einem Substrat, das aus Schaumharz gemäß den vorstehenden Ausfüh­ rungen hergestellt ist, ist es äußerst schwierig, einen Luft­ kanal bzw. eine Luftleitung oder ein ähnliches Teil am Außen­ umfang des Armaturenbretts anzubringen. Daher ist es zweck­ mäßig, ein solches Teil in die Schaumharzschicht einzubet­ ten.
Fig. 3 zeigt eine übliche Auslegungsform eines Formteils aus Schaumharz, in das ein Hohlteil eingebettet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Formteils. Wie gezeigt umfaßt das Formteil eine Deckschicht 1, ein Substrat 2, das aus Schaumharz besteht und auf der Rückseite mit der Deckschicht 1 versehen ist, und ein Hohlteil 3, das vollständig in das Sub­ strat oder die Harzschicht eingebettet ist. Zur Herstellung eines derartigen Formteils wird die Deckschicht 1 auf die Ar­ beitsfläche eines unteren Formteils 4 gelegt, dann wird das Hohlteil 3 auf die obere Fläche der Deckschicht 1 unter Zwi­ schenlage eines geeigneten Stützteils 5 gelegt, und dann wird ein oberes Formteil 6 geschlossen. Anschließend wird eine un­ verdünnte Lösung aus Schaumharz in dem Zwischenraum zwischen der Deckschicht 1 und dem oberen Formteil 6 eingebracht, und die Masse wird zum Schäumen und zum Verfestigen gebracht. Das Hohlteil 3 ist an Ort und Stelle in dem Formteil sicher fixiert, da es vollständig in die Schaumharzschicht 2 eingebettet ist, und da es haftend mit der Schaumharzschicht 2 durch das Schaum­ harz verbunden ist, welches die Flächen des Teils 3 vor der Verfestigung berührt. Da das Formteil mit dem darin eingebet­ teten Hohlteil 3 hergestellt wird, ist ein besonderer Schritt zum Anbringen des Teils 3 nach der Herstellung nicht erforder­ lich.
Jedoch ergibt sich eine Schwierigkeit bei dem Formteil der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform, welche darin zu se­ hen ist, daß der Schaumdruck des Schaumharzes direkt auf das Hohlteil 3 während der Ausbildung der Schaumharzschicht 2 einwirkt, so daß die Gefahr besteht, daß das Hohlteil 3, wie ein Luftkanal, sich verformen kann. Die Verformung des Hohl­ teils 3 infolge des Schaumdrucks kann dadurch vermieden wer­ den, daß das Teil 3 mit Luft, Wasser oder einem ähnlichen Fluid gefüllt wird, dann die Schaumharzschicht 2 gegossen wird und dann das Fluid aus dem Teil 3 ausgeleitet wird. Diese Herstellungsweise kann jedoch in der Praxis nur dann ausgeführt werden, wenn das Fluid in das Hohlteil 3 einge­ bracht und aus demselben ausgebracht wird, wozu gesonderte Schritte erforderlich sind, was dazu führt, daß die Anzahl der Herstellungsschritte größer wird.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, ein Formteil aus Schaum­ harz bereitzustellen, an dem ein Hohlteil fest während der Ausbildung einer Schaumharzschicht angebracht werden kann, ohne daß dieses durch den Schaumdruck des Schaumharzes ver­ formt wird.
Ein Formteil aus Schaumharz nach der Erfindung weist ein Sub­ strat, das von einer Mehrzahl von Harzschichten gebildet wird, von denen wenigstens eine als eine Schaumharzschicht ausge­ bildet ist, und ein Hohlteil auf, das nach außen weisende Flansche hat. Die Flansche des Hohlteils sind in der Schicht aus Schaumharz eingebettet.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung er­ geben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeich­ nung. Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Armaturenbretts, das ein Beispiel eines Form­ teils aus Schaumharz gemäß der Erfindung dar­ stellt,
Fig. 2A bis 2D Schnittansichten zur Verdeutlichung der Abfolge der Herstellungsschritte zur Her­ stellung des Armaturenbretts nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung eines Beispiels eines nach einem üblichen Verfahren hergestellten Formteils aus Schaum­ harz, in das ein Hohlteil eingebettet ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Zeichnung ist ein Armaturen­ brett 10 als ein Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform eines Formteils nach der Erfindung gezeigt. Wie dort gezeigt, hat das Armaturenbrett 10 eine Deckschicht 12, die aus einem weichen Harz besteht, und ein Substrat 14, welches auf der Rückseite der Deckschicht 12 vorgesehen ist und aus einem Schaumpolyurethan oder ähnlichen Schaumharz ausgebildet ist. Der weiche Harz zur Bildung der Deckschicht 12 wird dadurch zu­ bereitet, daß man Polyvinylchlorid ABS-Harz zugibt. Das Sub­ strat 14 besteht aus einer Haupt-Schaumharzschicht 16, welche haftend mit der Rückseite der Deckschicht 12 verbunden ist, und eine zweite Schaumharzschicht 18, die haftend mit der Haupt­ schicht 16, abgesehen von einem Teil derselben, verbunden ist. Bei dem Armaturenbrett 10 ist daher das Substrat 14 als ein Formteil lediglich aus Schaumharz ausgeführt. Die Haupt-Schaum­ harzschicht 16 hat eine im wesentlichen gleichförmige Dicke.
Die Haupt-Schaumharzschicht 16 ist mit einer Ausnehmung 20 an einem Teil derselben versehen, an dem die zweite Schaum­ harzschicht 18 fehlt. Ein Hohlteil in Form eines Luftkanals 22 ist in der Ausnehmung 20 angeordnet. Der Kanal 22 wird von einem Paar von geformten Folienteilen 24 und 26 gebildet, die in einer Richtung senkrecht zur Folienoberfläche nach Fig. 1 länglich ausgebildet sind. Die gegenüberliegenden Seitenränder der Folienteile 24 und 26 sind zusammengelegt und verbunden, um einen im wesentlichen viereckförmigen Querschnitt zu bil­ den. Die Folienteile 24 und 26 sind derart ausgestaltet, daß die Verbindungsabschnitte hiervon an einem Paar von diagonal gegenüberliegenden Ecken des viereckförmigen Hauptteils ange­ ordnet sind. Die Verbindungsteile hiervon bilden ein Paar Flansche 28 und 30, welche sich von dem viereckförmigen Haupt­ teil nach außen erstrecken. Die Flansche 28 und 30 sind zwi­ schen der Haupt-Schaumharzschicht 16 und der zweiten Schaum­ harzschicht 18 gehalten, wodurch die Leitung 22 am Substrat 14 fixiert wird. Bei dieser Auslegungsform trägt das Armaturen­ brett 10 den einteilig hiermit ausgebildeten Kanal 22.
Das Armaturenbrett 10 mit dem Kanal 22 wird auf die nachste­ hend beschriebene Weise hergestellt. Wie in Fig. 2A gezeigt ist, wird die Deckschicht 12 dadurch ausgebildet, daß man eine oder zwei obere Formteile 32 und ein unteres Formteil 34 ein­ setzt und indem man die Deckschicht 12 durch Vakuum mit einem Saugdruck beaufschlagt. Wenn das obere Formteil 32 eingesetzt wird, wird es von der Deckschicht 12 nach dem in Fig. 2A ge­ zeigten Bearbeitungsschritt abgenommen. Dann wird entsprechend Fig. 2B ein besonders hierfür vorgesehenes oberes Formteil 36 zum Ausbilden der Haupt-Schaumharzschicht 16 über die Deck­ schicht 12 und in einem Abstand zu dieser angeordnet, und dann wird dieses Formteil in Richtung auf das untere Formteil 34 abgesenkt. In diesem Zustand wird eine unverdünnte Lösung aus Schaumharz in den Zwischenraum zwischen die Deckschicht 12 und des speziell hierfür vorgesehenen Formteils 36 eingesprüht. Wenn die Lösung zum Aufschäumen und Verfestigen gebracht wird, bildet sie die Haupt-Schaumharzschicht 16 auf der Rückseite der Deckschicht 12. In diesem Beispiel wird mit dem oberen Formteil 36 die Haupt-Schaumharzschicht 16 ausgebildet, wobei ein Paar von Stützabschnitten 38 und 40 zur Abstützung der Flansche 28 und 30 der Leitung 22 vorgesehen sind, und die Ausnehmung 20 ist zwischen den Stützabschnitten 38 und 40 vorhanden.
Nachdem das gesonderte, hierfür vorgesehene obere Formteil 36 entfernt ist, wird die Leitungsanordnung 22 in die Ausnehmung 20 gelegt, wobei ihre Flansche 28 und 30 jeweils auf den Stützabschnitten 38 und 40 der Haupt-Schaumharzschicht 16 angeordnet sind, wie dies in Fig. 2C gezeigt ist. Insbesondere sind die Stützabschnitte 38 und 40 unter Zuordnung zu den Flanschen 28 und 30 der Leitung 22 ausgelegt. Wenn die Leitung 22 mittels den Stützabschnitten 38 und 40 abgestützt ist, bil­ det sich ein Spalt zwischen der Leitung 22 und dem Boden der Ausnehmung 20.
Anschließend wird entsprechend Fig. 2D ein besonders hierfür vorgesehenes oberes Formteil 42 zur Ausbildung der zweiten Schaumharzschicht 18 derart angeordnet, daß sich ein vorbe­ stimmter Zwischenraum zwischen derselben und der Haupt-Schaum­ harzschicht 16 bildet. Das Formteil 42 hat ein Paar von Vor­ sprüngen 44 und 46. Die Flansche 28 und 30 der Leitung 22 werden mit Hilfe der Vorsprünge 44 und 46 und der Stützab­ schnitte 38 und 40 der Haupt-Schaumharzschicht 16 gehalten. Dann wird eine unverdünnte Lösung des Schaumharzes in den Zwischenraum zwischen der Haupt-Schaumharzschicht 16 und dem oberen Formteil 42 eingespritzt. Die Lösung wird zum Schäumen und zur Verfestigung gebracht, um die zweite Schaumharzschicht 18 zu bilden. In diesem Fall verhindern die Vorsprünge 44 und 46 des Formteils 42, daß der Schaumharz in den Zwischenraum eindringt, der zwischen den Vorsprüngen 44 und 46, dem oberen Formteil 42 und der Leitung 22 gebildet wird. Da ferner die Stützabschnitte 38 und 40 der Haupt-Schaumharzschicht 16 und die Flansche 28 und 30 der Leitung 22 in innigem Kontakt mit­ einander bleiben, wird der Schaumharz daran gehindert, daß er in den Zwischenraum zwischen der Leitung 22 und der Haupt­ Schaumharzschicht 16 eindringt. Anschließend werden das obere Formteil 42 und das untere Formteil 34 abgenommen, und man erhält das Armaturenbrett 10, das entsprechend Fig. 1 die Leitung bzw. den Kanal 22 enthält.
Bei dem Armaturenbrett 10, das gemäß der vorstehend beschrie­ benen Verfahrensweise hergestellt ist, sind nur die beiden Flansche 28 und 30 des Kanals 22 in der Grenzfläche zwischen der Haupt-Schaumharzschicht 16 und der zweiten Schaumharz­ schicht 18 eingebettet. Daher wirkt der Schaumdruck, der wäh­ rend der Ausbildung der zweiten Schaumharzschicht 18 erzeugt wird, nur auf die Flansche 28 und 30 ein und er wirkt nicht auf den hohlen Hauptteil der Leitung 22 ein. Hierdurch wird verhindert, daß sich die Leitung 22 durch den Schaumdruck ver­ formt, so daß man eine Leitung bzw. einen Kanal 22 erhält, der derart ausgelegt ist, daß eine Luftströmungsmenge zur Klimati­ sierung des Fahrzeuges durchgehen kann.
Das Harz, das die zweite Schaumharzschicht 18 auf der Haupt- Schaumharzschicht 16 bildet, taucht in die Oberfläche der Hauptschicht 16 ein, so daß man eine feste Bindung von Haupt­ schicht 16 und zweiter Schicht 18 erhält. Die Flansche 28 und 30 der Leitung 22 sind zwischen der Hauptschicht 16 und der zweiten Schicht 18 eingebettet. Diese Tatsache in Verbindung mit der weiteren Tatsache, daß das Harz, das die zweite Schicht 18 bildet, eine Haftverbindung mit den Flanschen 28 und 30 und den Schichten 16 und 18 eingeht, führen dazu, daß die Lei­ tung 22 fest mit dem Substrat 14 bei der Herstellung des Sub­ strats 14 verbunden ist.
Das Substrat 14 umfaßt die Haupt-Schaumharzschicht 16 und die zweite Schaumharzschicht 18, und die Hauptschicht 16 wird zu­ erst auf der Rückseite der Deckschicht 12 ausgebildet. Somit sind die Hauptschicht 16 und die Deckschicht 12 sicher und fest miteinander verbunden. Die Hauptschicht 16 wird mit einer im wesentlichen gleichförmigen Dicke hergestellt, um eine Verformung der Deckschicht 12 während des Aushärtens des die Schicht 16 bildenden Harzes zu verhindern. Selbst wenn die Dicke der zweiten Schicht 18 nicht nennenswert von dem einen oder anderen Teil unterschiedlich gewählt sein kann, verhindert die Hauptschicht 16, daß sich die Schicht 18 in­ folge der Kontraktionsdifferenz verformt, die bei der Verfesti­ gung auftritt. Daher läßt sich ein Armaturenbrett 10 mit einer unregelmäßigen Dickenverteilung auf genaue Weise herstellen.
Da die Hauptschicht 16 auf der Deckschicht 12 zuvor ausgebildet wird, ist es möglich, die Stützabschnitte 38 und 40 einteilig hiermit zur Abstützung der Flansche 28 und 30 der Leitung 22 auszubilden. Hierdurch wird die Notwendigkeit beseitigt, daß gesonderte Teile zur Abstützung der Leitung 22 vorgesehen sein müssen. Die Lage der Einbettung der Leitung 22 läßt sich leicht dadurch verändern, daß man beispielsweise die Höhe der Stütz­ abschnitte 38 und 40 der Hauptschicht 16 in entsprechender Weise wählt.
Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird ein Spalt zwischen dem unteren Ende der Leitung 22 und dem Boden der Ausnehmung 20 der Haupt-Schaumharzschicht 16 gebildet. Alternativ kann die Auslegung derart getroffen werden, daß der Boden der Ausnehmung 20 einen Kontakt mit dem unteren Ende der Leitung 22 herstellt. Diese alternative Auslegungsform bewirkt, daß die Hauptschicht 16 die Leitung 22 über ihr ge­ samtes unteres Ende hinweg abstützt, so daß verhindert wird, daß sich die Leitung 22 während der Ausbildung der zweiten Schicht 18 in irgendeiner Weise verlagern kann.
Die dargestellte bevorzugte Ausführungsform wurde anhand eines Beispiels eines Armaturenbretts 10 gezeigt und beschrieben, das zwei Schaumharzschichten 16 und 18 hat, und welches den Luft­ kanal 22 einer Leitungsanordnung einer Klimaanlage umfaßt. Es ist zu erwähnen, daß die Erfindung auch bei anderen Form­ teilen aus Schaumharz anwendbar ist, bei denen ein Hohlteil auf einem laminatartigen Harzsubstrat vorgesehen werden kann, von dem wenigstens eine Schicht aus Schaumharz besteht, und zwar selbst dann, wenn die andere Laminatschicht aus hartem Harz oder einem ähnlichen Material hergestellt ist. Dies läßt sich einfach dadurch bewerkstelligen, daß man die Flansche des Hohlteils in die Schaumharzschicht eintaucht.
Zusammenfassend hat nach der Erfindung ein Hohlteil Flansche, die in eine Schaumharzschicht eingetaucht sind. Wenn daher die Schaumharzschicht zum Schäumen gebracht wird, wird ver­ hindert, daß der hierbei auftretende Schaumdruck auf das andere Teil oder den Hauptteil des Hohlteils einwirkt. Hierdurch wird ermöglicht, daß das Hohlteil an einem Formteil an Ort und Stelle während der Ausbildung des Formteiles fixiert werden kann, wobei verhindert wird, daß sich das Hohlteil verformt, so daß man ein billiges Formteil aus Schaumharz erhält, das ein Hohlteil mit einer gewünschten Gestalt hat.
Verschiedene Ausführungsvarianten können selbstverständlich vorgenommen werden, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
Zusammenfassend gibt die Erfindung ein Formteil aus Schaum­ harz, wie ein Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs an, das einen Luftkanal oder ein ähnliches Hohlteil hat. Das Formteil hat ein Substrat, das aus einer Mehrzahl von Harzschichten be­ steht, von denen wenigstens eine aus Schaumharz besteht. Flansche verlaufen von dem Hohlteil nach außen und sind in die Schaumharzschicht des Substrats eingetaucht, um das Hohlteil an dem Substrat sicher festzulegen.

Claims (6)

1. Formteil aus Schaumharz, gekennzeichnet durch:
ein Substrat (14), das von einer Mehrzahl von Harz­ schichten (12, 16, 18) gebildet wird, von denen wenigstens eine aus Schaumharz ausgebildet ist, und
ein Hohlteil (22), das nach außen weisende Flansche (28, 30) hat,
wobei die Flansche (28, 30) des Hohlteils (22) in die Schicht (16, 18) aus Schaumharz eingetaucht sind.
2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (14) zwei Schichten (16, 18) aus Schaum­ harz aufweist, welche haftend miteinander verbunden sind, und daß die Flansche (28, 30) des Hohlteils (22) in eine Grenzschicht zwischen den beiden Schichten (16,18) einge­ taucht sind.
3. Formteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Deckschicht (12) vorgesehen ist, das Sub­ strat (14) eine Haupt-Schaumharzschicht (16), die einteilig mit der Deckschicht (12) ausgebildet ist, und eine zweite Schaumharzschicht (18) aufweist, die auf der Haupt-Schaum­ harzschicht (16) ausgebildet ist.
4. Formteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Schaumharzschicht (16) eine im wesentlichen gleichförmige Dicke hat.
5. Formteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Schaumharzschicht (16) Stützabschnitte (3, 40) zur Abstützung und Positionierung der Flansche (28, 30) des Hohlteils (22) aufweist.
6. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlteil (22) zwei geformte Folienteile (24, 26) aufweist, welche Abschnitte haben, die miteinander verbunden sind, und daß diese Abschnitte die Flansche (28, 30) bilden.
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