DE3932923A1 - Verfahren zur herstellung on slush-haeuten nach dem powder-slush-verfahren sowie vorrichtung zur herstellung von slush-haeuten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Slush-Häuten gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1. Außerdem befaßt sich die Erfindung mit ei­ ner Vorrichtung zur Herstellung von Slush-Häuten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.

Ein Verfahren der vorausgesetzten Gattung sowie eine schematische Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens sind bereits bekannt durch den Prospekt "Slush", Seite 7, der Firma Benoac Fertigteile GmbH.

Bei dem bekannten Verfahren wird zunächst das eine bestimmte Kontur aufweisende Werkzeug aufgeheizt und danach mit einem Pulverkasten verbunden, in wel­ chem sich gelierfähiges Pulver befindet.

Durch Rotation der durch das Werkzeug und den pulver­ kasten gebildeten Einheiten erfolgt eine Verteilung des gelierfähigen pulvers an der aufgeheizten inneren Werkzeugoberfläche, wobei diese Verteilung durch Steuerung der Rotation beeinflußt werden kann.

Nachdem sich das Pulver auf der beheizten Oberfläche der Innenwandung des Werkzeuges abgelagert hat, wird der Pulverkasten von dem Werkzeug entfernt, und es folgt jetzt die wichtige Phase des Sinterns und Ge­ lierens des Pulvers bei an einer Seite offenem Werk­ zeug.

In der Sinter- und Gelierphase unterliegt das Werk­ zeug noch der Einwirkung durch die Heizung, um ein optimales Gelieren des Pulvers zu gewährleisten.

In einer nächsten Verarbeitungsphase wird das Werk­ zeug mit dem gelierten Pulver abgekühlt, und schließ­ lich folgt der Vorgang des Entformens, wobei die Slush-Haut aus dem Werkzeug entfernt wird.

Mit dem soweit beschriebenen und bekannten Verfahren bzw. unter Verwendung der entsprechenden Vorrichtung lassen sich zwar grundsätzlich Slush-Häute insbeson­ dere zur Verwendung bei Armaturenbrettern in Kraft­ fahrzeugen herstellen, allerdings hat sich in der Praxis gezeigt, daß die so erzeugten Slush-Häute in einer nicht mehr zu vernachlässigenden Anzahl mit Fehlern behaftet sind und dann als nicht weiter zu verwendender Ausschuß behandelt werden müssen. Durch die fehlerhaften Slush-Häute wird die Effektivität bzw. der Wirkungsgrad des bekannten Verfahrens deut­ lich negativ beeinflußt.

Dieser Nachteil ist darauf zurückzuführen, daß die Slush-Häute in der kritischen Verfahrensstufe des Sinterns bzw. des Gelierens einer ungleichmäßigen Wärmeverteilung ausgesetzt sind. Durch das an einer Seite offene Werkzeug können sich im Bereich dieser offenen Seite merklich andere Temperaturen einstellen, als im Inneren des Werkzeuges. Dies hat zur Folge, daß die Slush-Haut an den der Öffnung des Werkzeuges zugewandten Seite unvollständig geliert, was sich in einer Blasenbildung äußert. Bei diesem als "Streußel­ kuchen-Effekt" bezeichneten Fehler besitzt die Slush- Haut in den unvollständig gelierten Bereichen eine unansehnliche blasenförmige Oberflächenstruktur nach Art eines Streußelkuchens. Derart fehlerhafte Slush- Häute lassen sich für eine weitere Verarbeitung aber nicht mehr verwenden.

In der Praxis ist bei dem bekannten Verfahren auch noch ein weiterer Nachteil zu beobachten, der sich darin äußert, daß die Slush-Häute entlang ihrer ge­ samten Oberfläche keine gleichmäßige Farbe aufweisen, wenn Pulver mit temperaturempfindlicher Pigmentierung verwendet wird. Insbesondere bei helleren vorzugs­ weise bei gelben Slush-Häuten ergeben sich häufig unterschiedliche Varianten der gelben Farbe.

Diese nachteiligen Farbunterschiede treten übrigens nicht nur bei einer einzigen nach dem bekannten Verfah­ ren hergestellten Slush-Haut auf, vielmehr können sich auch von Arbeitstakt zu Arbeitstakt bei den nachein­ ander gefertigten Slush-Häuten voneinander abweichende Farbtöne ergeben, die ihre Ursache in unterschiedlichen Temperaturen der Slush-Haut haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren zu schaffen, welches die Herstellung von Slush­ Häuten mit verringerter Ausschußquote ermöglicht, die also auch im Bereich der offenen Werkzeugseite vollständig gelieren, wobei außerdem eine Gleichmä­ ßigkeit der Farbe der Slush-Haut gewährleistet ist. Ferner soll durch die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung solcher Slush-Häute angegeben werden.

Dieses Ziel erreicht die Erfindung bei dem im Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 genannten Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Ver­ fahrensmerkmale, und hinsichtlich der Vorrichtung erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 4.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Werkzeug während der Gelierphase an seiner offenen Seite durch einen Wärmereflektor abgedeckt, so daß ein durch den Innenraum des Werkzeuges und den Wärmereflektor ge­ bildeter abgeschlossener Raum entsteht.

Dieser geschlossene Raum führt zu einer fast idealen Gleichverteilung der Temperatur in der Sinter- bzw. Gelierphase mit der Folge, daß die Slush-Haut auch im Bereich der Öffnung des Werkzeuges richtig und vollständig geliert. Das Aussehen in diesem Bereich der Slush-Haut nach Art eines Streußelkuchens mit einer niedrigen und krümeligen Dichte des Pulvers bzw. einem zu lockeren Verbund wird aufgrund der gleichmäßigen Temperaturverteilung vermieden.

Der bei der Erfindung vorgesehene Wärmereflektor zum Abdecken der offenen Seite des Werkzeuges in der Gelierphase reflektiert die innere Wärme und wirkt dadurch praktisch wie eine Temperaturquelle. Zudem schafft der Wärmereflektor einen geschlossenen Raum, was von großer Bedeutung für eine in etwa glei­ che Temperaturverteilung im Innenraum ist. Einflüsse von außerhalb sind dabei weitgehend ausgeschlossen.

Mit der Erfindung wird aber nicht nur der erwähnte Streußelkuchen-Effekt vermieden, vielmehr hat sich in Versuchen auch als weiterer wichtiger Effekt ge­ zeigt, daß bei Verwendung von Pulver mit temperatur­ empfindlicher Pigmentierung eine außerordentlich große Farbgleichmäßigkeit erreicht wird, und zwar insbesondere auch bei den sonst anfälligen hellen Farbtönen.

Als Folge der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichten Temperaturgleichmäßigkeit innerhalb des Werkzeuges stellt sich nämlich eine sehr hohe Farbkonstanz ein, und zwar nicht nur bei einer ein­ zigen nach den erfindungsgemäßen Verfahren herge­ stellten Slush-Haut, sondern auch über den gesamten Verfahrensablauf von Arbeitstakt zu Arbeitstakt bei der Herstellung einer Vielzahl von Slush-Häuten.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Sinter- bzw. Gelierphase durch die Verwendung des Wärmereflektors erheblich verkürzt wird und sich beispielsweise von 60 sec auf etwa 35 sec verringert. Dies bedeutet, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich zum Stand der Technik in einer vorgege­ benen Zeiteinheit mehr Slush-Häute hergestellt werden können, wodurch sich die Wirtschaftlichkeit des Ver­ fahrens wesentlich erhöht.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Wärmereflektor aus einem Isoliermaterial besteht, das an seiner dem Werkzeug zugewandten Seite mit einer wärmereflektierenden Schicht versehen ist.

Die Isolierplatte verhindert dabei eine unerwünschte Wärmeableitung, so daß eine Konvektion praktisch voll­ ständig unterbunden ist. Gleichwohl kann der Wärme­ reflektor wegen der wärmereflektierenden Schicht praktisch als eine eigene Wärmequelle wirken. Durch die weitgehende Unterbindung der erwähnten Konvektion läßt sich im übrigen die Sinter- bzw. Gelierphase noch weiter verringern, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens steigt.

Andere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben und der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.

Im folgenden wird die Erfindung zum besseren Verständ­ nis anhand des in der Zeichnung verdeutlichten Aus­ führungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1-7 schematische Darstellungen von einzelnen Verfahrens­ schritten bei einem Ver­ fahren zur Herstellung von Slush-Häuten, und

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Wärmereflektors.

In Fig. 1 ist ein Werkzeug 10 dargestellt, dessen Innenkontur der Form eines nach dem Powder-Slush- Verfahren herzustellenden Armaturenbrettes eines Kraft­ fahrzeuges entspricht. Dieses Werkzeug wird zunächst unter Verwendung bekannter und in der Zeichnung nicht näher dargestellter Heizungsmittel auf etwa 170°C auf­ geheizt.

Im nächsten Verfahrensschritt gemäß Fig. 2 wird das Werkzeug 10 mit einem Pulverkasten 12 verbunden, der mit einem PVC-Pulver 14 gefüllt ist. Die Heizungs­ mittel des Werkzeuges 10 bleiben eingeschaltet, d. h., das Werkzeug 10 wird also weiter aufgeheizt.

Gemäß Fig. 3 und 4 erfolgt eine Rotation der aus den Werkzeug 10 und dem Pulverkasten 12 bestehenden Ein­ heit, wodurch das Pulver 14 in das Werkzeug 10 einge­ füllt wird. Wie man in Fig. 4 erkennen kann, klebt das Pulver 14 dabei an der inneren Oberfläche des immer noch aufgeheizten Werkzeuges 10, wodurch eine Pulverschicht 16 gebildet wird. Durch die Rotationsbe­ wegungen und Wahl der Rotationsachse läßt sich dabei die Ablagerung der Pulverschicht 16 beeinflussen. Die soweit beschriebenen Verfahrensschritte sind an sich bekannt.

Fig. 5 verdeutlicht den wichtigen Vorgang des Sinterns und Gelierens bei etwa 200-210°C. In dieser Phase wird aus der Pulverschicht 16 eine möglichst blasen­ freie Schicht als Slush-Haut 18 gebildet. Um Fehler beim Geliervorgang auszuschließen, wird das offene Werkzeug 10 an seiner offenen Seite mit einem Wärmere­ flektor 20 verschlossen. Dadurch wird innerhalb des Werkzeuges 10 ein in sich geschlossener Raum gebildet.

Der Wärmereflektor 20 reflektiert mit seiner den Innen­ raum des Werkzeuges 10 zugewandten Seite die Wärme und gibt diese in den Innenraum zurück. Dadurch er­ gibt sich innerhalb des Werkzeuges 10 eine wesentlich gleichmäßigere Temperaturverteilung mit der Folge, daß die Sinter- und Gelierphase in allen Bereichen gleichmäßig und fehlerfrei ablaufen kann. Insbesondere lassen sich im Bereich der Öffnungsseite des Werk­ zeuges 10 niedrige Dichten und ein krümeliger lockerer Verbund der Pulverteilchen vermeiden, wodurch der eingangs angesprochene Streußelkuchen-Effekt unter­ bunden ist.

Die mit den das Werkzeug 10 verschließenden Wärme­ reflektor 20 erreichte ideale Gleichverteilung der Temperatur führt noch zu einem anderen wesentlichen Vorteil. Bei Verwendung von Pulver mit temperatur­ empfindlicher Pigmentierung läßt sich nämlich eine sehr große Farbgleichmäßigkeit der Slush-Haut 18 er­ zielen. Eine solche Farbgleichmäßigkeit ist vor allem bei gelben Farbtönen der Slush-Haut 18 wichtig, denn das entsprechende Pulver reagiert sehr stark auf geringste Temperaturunterschiede, die zu unter­ schiedlichen Farbtönen führen.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß Temperatur­ differenzen von 5-7°C schon unterschiedliche Farb­ gebungen bewirken können. Durch die Verwendung des Wärmereflektors 20 wird aber wegen der Temperatur­ gleichmäßigkeit eine sehr hohe Farbkonstanz erreicht.

Die Sinter- und Gelierphase wird übrigens durch die Verwendung des Wärmereflektors 20 wesentlich reduziert, beispielsweise von etwa 60 sec auf 35 sec. Dadurch ist es möglich, die Gesamtleistung der Anlage zu erhöhen.

Wenn die beschriebene Gelierphase beendet ist, wird der Wärmereflektor 20 wieder entfernt, und als nächster Verfahrensschritt erfolgt gemäß Fig. 6 das Abkühlen der Slush-Haut 18. Entsprechend der Darstellung ge­ mäß Fig. 7 wird beim Entformen schließlich noch die abgekühlte Slush-Haut 18 aus dem Werkzeug entnommen.

In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung be­ steht der Wärmereflektor 20 gemäß Fig. 8 aus einem rückseitigen Isoliermaterial 24 und einer vorder­ seitigen wärmereflektierenden dünneren Schicht 22. Um den Wärmereflektor 20 von seiner Ruhestellung in die das Werkzeug 10 verschließenden Arbeitsstellung zu bringen, ist eine schematisch angedeutete Kolben­ stange 26 vorgesehen.

Durch die Verwendung des Isoliermaterials ist eine Konvektion praktisch vollständig unterbunden, so daß verhindert wird, daß in der Gelierphase Wärme aus dem Innenraum des Werkzeuges 10 nach außen ge­ langen kann. Die voranstehend erwähnte Gelierphase von etwa 35 sec läßt sich dadurch nochmals weiter verringern.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Slush-Häuten nach dem Powder-Slush-Verfahren, insbesondere zur Verwendung bei Armaturenbrettern in Kraftfahrzeugen, wobei gelierfähiges Pulver, vorzugsweise PVC-Pulver oder auch Weich-PVC-Pasten, in ein die Form der Slush- Haut bestimmendes und an einer Seite offenes, beheiz­ bares Werkzeug eingebracht wird, in welchem sich das Pulver auf der beheizten Oberfläche der Innenwandung des Werkzeuges ablagert, und wobei das Pulver in der Gelierphase bei offenem Werkzeug sintert und geliert, anschließend abgekühlt und danach die erzeugte Slush- Hat durch Entformen aus dem Werkzeug entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (10) während der Gelierphase an der offenen Seite durch einen Wär­ mereflektor (20) abgedeckt wird, um einen durch das Werkzeug (10) und den Wärmereflektor (20) vorgegebenen abgeschlossenen Innenraum zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wärmereflektor (20) als Platte aus­ gebildet wird, deren dem Inneren des Werkzeuges zuge­ wandte Seite wärmereflektierend (22) gestaltet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmereflektor (20) während einer wählbaren Zeitdauer in seine die offene Seite des Werkzeuges (10) abschließende Position ge­ bracht wird.

4. Vorrichtung zur Herstellung von Slush- Häuten nach dem Powder-Slush-Verfahren, insbesondere von Slush-Häuten für Armaturenbretter bei Kraftfahr­ zeugen, mit einem aufheizbaren und die Form der Slush- Haut vorgebenden sowie an einer Seite offenen Werk­ zeug, und mit einem Pulverkasten, der mit dem Werk­ zeug an der offenen Seite zu einer Einheit verbindbar und wieder lösbar ist, gekennzeichnet durch einen die offene Seite des aufgeheizten Werkzeuges (10) während einer wähl­ baren Zeitdauer abdeckenden Wäremreflektor (20).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmereflektor (20) aus einer Metallplatte besteht, die an ihrer dem Werkzeug zuge­ wandten Seite wärmereflektierend ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmereflektor (20) aus ei­ nem Isoliermaterial (24) besteht, das an seiner dem Werkzeug zugewandten Seite mit einer wärmereflektie­ renden Schicht (22) versehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmereflektor (20) in seiner Ruhestellung im Abstand von der offenen Seite des Werkzeuges (10) angeordnet und mit Bewegungsmitteln (26) in seine Arbeitsstellung verfahrbar ist, in der die offene Seite des Werkzeu­ ges (10) durch den Wärmereflektor (20) verschlossen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsmittel (26) durch hydraulisch angetriebene Kolbenstangen gebildet sind.