DE3922973C2 - Formteil aus Schaumharz mit einem Hohlteil - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Formteil aus Schaumharz, in welches ein Luftkanal
oder ein ähnlicher Hohlkörper eingebettet ist und welches beispielsweise ein
Armaturen- bzw. Instrumentenbrett für ein Kraftfahrzeug oder dergleichen
bildet.
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 I, ein Substrat 2, das aus
Schaumharz besteht und auf der Rückseite mit der Deckschicht
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.
Aus der US 3 331 174 ist ein mit Flanschen in ein Substrat eingebette
tes Hohlteil bekannt, welches zur Stabilisierung einer Verbundmaterialplatte
dient. Das Hohlteil selbst ist ausgeschäumt, um beim nachträglichen
Umschäumendes Hohlteils mit Schaummaterial eine Verformung des
Hohlteils zu vermeiden.
Die DE 35 00 393 AI offenbart ein als Formteil hergestelltes Verkleidungs
element für eine Automobiltüre, wobei ein aus Schaumstoffmaterial herge
stellter Türgriff gezeigt ist, in dem eine Verstärkungseinlage eingeformt ist.
Diese Verstärkungseinlage ist kein Hohlteil, so daß auch das Problem der
Verformung der Einlage beim Umschäumen nicht besteht.
Die DE 33 13 044 A1 zeigt einen Schichtkörper, der zur Reduzierung der
Körper- und/oder Luftschallübertragung bei akustisch angeregten Flächen
einsetzbar ist. Der Schichtkörper besteht aus einer Schaumstoffschicht, in
welche Zusatzelemente eingeschäumt sind. Die Zusatzelemente sind in den
Schichtkörper derart eingeformt, daß entlang der gesamten Seitenfläche der
Zusatzelemente der den Schichtkörper wenigstens teilweise bildende
Schaumstoff an diesen anliegt.
Die US 4 455 338 zeigt einen Schaumstoffkörper für ein Armaturenbrett
eines Kraftfahrzeugs. Dieser Schaumstoffkörper enthält kein Hohlteil,
welches als Luftleitungsschacht oder dergleichen verwendet werden
könnte.
Aus der nachveröffentlichten Druckschrift DE 38 41 420 A1 ist ein Formteil
bekannt, das ein Substrat aus mehreren Harzschichten umfaßt und in
welches ferner ein Hohlteil mit nach außen weisenden Flanschen eingebet
tet ist. Die Flansche sind in eine der Harzschichten eingetaucht. Die Harz
schicht, in welche die Flansche eingetaucht sind, liegt sowohl an den
Flanschen als auch an der Seitenwandung des Hohlteils an.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Formteil bereitzustellen, an dem ein
Hohlteil während der Ausbildung einer Schaumharzschicht fest angebracht
werden kann, ohne daß das Hohlteil durch den Schaumdruck des Harzes
verformt wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das im Anspruch
1 angegebene Formteil gelöst.
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, umfassend
- - ein Substrat (14), welches von einer Mehrzahl von Harzschichten (12, 16, 18) gebildet ist, von denen wenigstens eine aus Schaumharz ausgebil det ist, und
- - ein Hohlteil (22) mit nach außen weisenden Flanschen (28, 30), welche in die Schicht (16, 18) aus Schaum harz eingetaucht sind, wobei das Hohlteil nur im Bereich der Flansche (28, 30) mit dem Substrat (14) in Kontakt steht und durch die Flansche (28, 30) am Substrat (14) gehalten ist.
2. Formteil hach 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 das Substrat
aus einer Deckschicht (12), einer Haupt-Schaumharzschicht (16) und
einer zweiten Schaumharzschicht (18) besteht, wobei die Haupt-
Schaumharzschicht (16) auf der einen Seite mit der Deckschicht (12)
und auf der anderen Seite mit der zweiten Schaumharzschicht (18)
verbunden 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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