DE4137454A1

DE4137454A1 - Verfahren zum herstellen von formbestaendigen, auf der sichtseite mit einer dekorfolie ueberzogenen und mit einem verstaerkungsteil versehenen geschaeumten verbundbauteilen

Info

Publication number: DE4137454A1
Application number: DE4137454A
Authority: DE
Inventors: Eugen Berweiler; Erwin Fauser
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1993-01-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von form beständigen, auf der Sichtseite mit einer Dekorfolie überzo genen und mit einem Verstärkungsteil versehenen geschäumten Verbundbauteilen für den Innenausbau von Fahrzeugen, sowie ein mit dem Verfahren hergestelltes Verbundbauteil gemäß dem Ober begriff des Anspruches 1 bzw. 5, wie sie aus der gattungsgemäß zugrundegelegten DE-PS 32 01 089 als bekannt hervorgehen.

Die DE-PS 32 01 089 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von formbeständigen, auf der Sichtseite mit einer Dekorfolie über zogenen und auf der Rückseite mit einem Verstärkungsteil ver sehenen Verbundbauteilen für den Innenausbau von Fahrzeugen. Bei diesem Verfahren, mit dem insbesondere Instrumententafeln von Kraftfahrzeugen produziert werden, wird in ein Schäumwerk zeug eine gesondert vorgeformte, der Außenkontur des Innenaus bauteiles entsprechende, thermoplastische Dekorfolie mit der Sichtseite in das Unterteil eines geteilten, formgebenden Schäumwerkzeuges lagedefiniert eingelegt. In das aufgeklappte Oberteil des Schäumwerkzeuges wird das mit Durchbrüchen ver sehene Verstärkungsteil lagedefiniert eingelegt und auf der dem späteren Schaum zugekehrten Oberfläche des Verstärkungsteiles eine dünne Folie haftend angeordnet, die die schaumseitige Sei te des Verstärkungsteiles vollständig bedeckt. Diese Folie, die auch die Randfuge zwischen der Innenoberfläche des Werkzeugoberteiles und der Außenoberfläche des Verstärkungstei les dichtend überspannt und mit einem Randüberstand der Trenn folie am Oberwerkzeug dichtend anliegt, dient hierbei dazu, daß beim Schäumungsvorgang durch die Durchbrüche des Verstärkungs teiles kein Schaum auf dessen von dem Schaum abgewandte Seite gelangt. Nach diesen vorbereitenden Schritten wird in das noch offene Schäumwerkzeug eine abgestimmte Menge Schaummittel lage definiert eingegossen, das Schäumwerkzeug geschlossen und nach einer Reaktions- und Abbindezeit des Schaummittels das Innen ausbauteil dem Schäumwerkzeug wieder entnommen.

Zur Anbringung der Folien auf der Schaumseite des Verstärkungs teiles wird vorgeschlagen, bspw. diese Folie durch ein Vakuum formungsverfahren vorzuformen und die Haftung zwischen dem Ver stärkungsteil und der Folie durch eine Kleberschicht aufzubrin gen. Des weiteren kann die Haftung der Folie auch durch Hitze verschmelzung oder ähnliches erzielt werden, oder es kann auch eine Harzlösung über die Oberfläche des Verstärkungsteiles ge sprüht werden bzw. das Verstärkungsteil auch in eine Harzlösung getaucht werden. Hierbei ergeben sich aber unterschiedliche Probleme. So sind bei dem Vakuumformungsverfahren mehrere Schritte notwendig, bis die Folie haftend an dem Verstärkungs teil angeordnet ist, wobei die Folie zudem sehr genau, d. h. mit möglichst geringen Toleranzen gefertigt werden muß, damit sich zwischen der Folie und dem Verstärkungsteil keine Lufteinschlüs se bilden. Soll nun die Folie angeklebt werden, so muß bei dem Anbringen des Klebers darauf geachtet werden, daß die Durch brüche des Verstärkungsteiles abgedeckt sind, was wiederum eine sehr sorgfältige Arbeitsweise verlangt, da sonst kein bzw. nur ein geringer Auftrag des Klebers in starken Vertiefungen bzw. im Spritzschatten stattfinden würde. Diese Kritikpunkte führen aber zu einem Produktionsverfahren, daß sich, bedingt durch die mehreren, sorgfältig aufeinander abzustimmenden Schritte, ko stentreibend auswirkt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, das zugrundegelegte Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, daß die angesprochenen Verstär kungsteile kostengünstiger zu produzieren sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den kennzeichnenden Verfahrensschritten des Anspruches 1 bzw. mit einem Verstärkungsteil mit dem kennzeichnenden Merkmal des An spruches 5 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise, muß die hochdehnfähige Folie nur noch lose über das Verstär kungsteil hinweggelegt werden, womit sich ein exaktes, lage definiertes Ausrichten bzw. ein getrennter Auftrag eines Kle bers und damit verbunden die Kleberfreistellen in Vertiefungen bzw. in den Spritzschatten erübrigt bzw. vermeiden läßt. Zum Anformen und Verkleben der die Durchbrüche des Verstärkungs teiles bedeckenden Folie wird vielmehr die Expansion des Schaummittels beim Ausschäumen, sowie die hierbei freiwerdende Energie der exothermen Reaktion des Schaummittels ausgenützt um einerseits die hochdehnbaren Folie an die Schaumseite des Ver stärkungsteiles anzuschmiegen und andererseits den Schmelzkle ber, mit dem die Folie beschichtet ist, zu aktivieren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar, wobei die Erfindung nicht nur die Einzelmerkmale der Unteransprüche betrifft, sondern auch mög liche Kombinationen dieser Merkmale. Im übrigen wird das Ver fahren anhand eines in der einzigen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.

In der einzigen Zeichnung ist das Schäumwerkzeug bestehend aus einem Oberwerkzeug 1 und einem Unterwerkzeug 1′ im geöffneten Zustand dargestellt. Auf der Innenseite des der Kontur des Ver stärkungsteiles 2 angepaßten Oberwerkzeuges 1 ist das Verstär kungsteil 2 und in dem Unterwerkzeug 1′, das ebenfalls innen seitig an die Kontur der vorgeformten Dekorfolie 3 angepaßt ist, die Dekorfolie 3 angeordnet. Über die Schaumseite des Ver stärkungsteiles 2 ist lose die mit der Schmelzkleberschicht 4′′ versehene hochdehnbare Polyurethan-Folie 4′, im folgenden Folie 4 genannt, lose angeordnet, wobei sie das Verstärkungsteil 2 an den Rändern überlappt. Diese überlappenden Bereiche 8, 8′ wer den beim Schließen des Schäumwerkzeuges zwischen die zwei, das geschäumte Verbundbauteil begrenzenden Stoßflächen des Ober werkzeuges 1 und des Unterwerkzeuges 1′ eingeklemmt. Das Ober werkzeug 1 wie auch das Unterwerkzeug 1′, ist mit Heizkanälen 7 versehen, die zum Temperieren des Schäumwerkzeuges vorgesehen sind. Durch diese Erwärmung des Schäumwerkzeuges ist es vor teilhafterweise möglich, beim Anlegen der Hot-Meltfolie 4 diese an ihren Randbereichen 8, 8′ an dem Oberwerkzeug 1 anzuheften, womit eine einfache schnelle und auch automatisierbare Anbrin gung gewährleistet ist. Gleichzeitig zum Anlegen der Folie 4 kann durch eine Schaummitteldüse 6 eine abgestimmte Menge Schaummittel 5 lagedefiniert auf die Rückseite der Dekorfolie 3 eingegossen werden. Noch bevor das expansive und exotherme Auf schäumen des Schaummittels 5 erfolgt, wird das Schäumwerkzeug geschlossen. Da die Aktivierungstemperatur des Schmelzklebers auf die Reaktionswärme des Schaummittels derart abgestimmt ist, daß die Aktivierungstemperatur geringer als die Reaktionstem peratur des Schaummittels 5 ist, wird die Schmelzkleberschicht 4′ der Folie 4 aktiviert. Durch das gleichzeitige Expandieren des Schaummittels 5 wird der zwischen der Folie 4 und dem Ver stärkungsteil 2 befindliche Leerraum durch die sich auf die Schaumseite des Verstärkungsteiles 2 dichtend anlegende Folie 4 verdrängt. Als günstig hat es sich hierbei erwiesen, daß die vorteilhafterweise heißwasserdurchströmten Heizkanäle 7 das Ober- 1 und das Unterwerkzeug 1′ auf eine nahe der Aktivie rungstemperatur des Schmelzklebers liegende Temperatur, insbe sondere zwischen 40 bis 60°C, zu temperieren. Des weiteren ist es günstig, im Bereich geringer Schaumschichtstärken und demge mäß örtlich geringerer frei werdender Reaktionswärme des Schaummittels 5 örtlich gezielt die Temperatur des Ober- 1 bzw. Unterwerkzeuges 1′ anzuheben, und dadurch den Mangel an Reak tionswärme zu kompensieren. Hierdurch wird eine sehr gute Fi xierung und Anschmiegung der Folie 4 an das Verstärkungsteil 2 bewirkt. Gute Resultate ergeben sich, wenn die Aktivierungs temperatur des Schmelzklebers bei 60°C und die Reaktionswärme des Schaummittels 5 bei ca. 70°C bzw. ansonsten mit einem Tem peraturunterschied zugunsten der Reaktionstemperatur von 10°C gewählt wird. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, daß die Re aktionstemperatur des Schaummittels 5 immer unterhalb der Wär mestandsfestigkeit der Folie 4 liegt. Damit die Folie 4 ohne in den Kantbereichen zu reißen auch die Vertiefungen möglichst gut bedeckt und ausfüllt, erweist es sich ferner als günstig, eine Folie 4 zu benützen, deren Reißdehnung in Längs-, wie in Quer richtung nach DIN 53 455 wenigstens 450% beträgt.

Wie oben aufgeführt ist ein geschäumtes Verbundbauteil mit dem erfindungsgemäßen Verfahren günstig zu produzieren, da auf ein lagedefiniertes Anbringen der Folie 4, wie auch auf sonstige vorzunehmenden haftfördernden Maßnahmen verzichtet werden kann, da zu diesem die sowieso vorhandenen werkstoffspezifischen Ei genschaften des Schaummittels 5 beim Aufschäumen desselben aus genützt werden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von formbeständigen, auf der Sicht seite mit einer Dekorfolie überzogenen und mit einem Verstär kungsteil versehenen geschäumten Verbundbauteilen für den In nenausbau von Fahrzeugen, insbesondere einer Instrumententafel,

- in welchem Verfahren eine gesondert vorgeformte, der Außen kontur des Verbundbauteiles entsprechende thermoplastische De korfolie mit der Sichtseite in ein geteiltes, formgebendes Schäumwerkzeug lagedefiniert eingelegt wird,
- bei dem ferner das Verstärkungsteil in das geöffnete Schäum werkzeug lagedefiniert eingelegt wird,
- wobei die dem späteren Schaum zugekehrte Oberfläche des Ver stärkungsteiles mit einer fest an dem Verstärkungsteil anhaf tenden, geschlossenen Folie überzogen ist, die alle rücksei tigen offenen Stellen des Verstärkungsteiles sowie die Randfuge zwischen Innenoberfläche des geöffneten Schäumwerkzeuges und Außenoberfläche des Verstärkungsteiles dichtend überspannt und mit einem Randüberstand der Folie am Schäumwerkzeug dichtend anliegt, und
- bei dem ferner in das noch offene Schäumwerkzeug eine abge stimmte Menge Schaummittel lagedefiniert eingegossen, das Schäumwerkzeug geschlossen und nach einer Reaktions- und Abbindezeit des Schaummittels das Verbundbauteil dem Schäum werkzeug wieder entnommen wird,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Folie (4) als ungeformte Bahn einer mit Schmelzkleber beschichteten, hochdehnfähigen Folie (4), insbesondere einer Polyurethan-Folie, mit der Schmelzkleberseite (4′′) zum Verstär kungsteil (2) hin lose entlang dem zunächst noch folienfreien Verstärkungsteil (2) ausgespannt und mit ihrem Außenrand (8, 8′) an einem Teilwerkzeug (Oberwerkzeug 1) des Schäumwerkzeuges befestigt wird und
- daß die Folie (4) erst während des Ausschäumens durch den Innendruck des in dem geschlossenen Schaumwerkzeug expandie renden Schaummittels (5) an die schaumseitige Innenoberfläche des Verstärkungsteiles (2) geformt und formgenau angepreßt wird,
- wobei die Reaktionswärme des Schaummittels (5) den bezüglich der Aktivierungstemperatur tiefer als die Reaktionstemperatur des Schaummittels (5) liegenden Schmelzkleber aktiviert und die Folie an das Verstärkungsteil (2) anklebt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schäumwerkzeug durch integrierte, heißwasserdurchström te Heizkanäle (7) auf eine nahe der Aktivierungstemperatur des Schmelzklebers liegenden Temperatur, insbesondere zwischen 50 bis 60°C, gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich geringer schaumschichtstärken örtlich gezielt die Temperatur des Schäumwerkzeuges, insbesondere auf 65 bis 70°C, angehoben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß als Aktivierungstemperatur für den Schmelzkleber ca. 60°C und für die Reaktionstemperatur des Schaummittels (5) ca. 70°C gewählt wird.

5. Verbundbauteil für den Innenausbau von Fahrzeugen, mit ei nem starren, mit Durchbrüchen versehenen Verstärkungsteil, fer ner mit einem haftend auf der Schaumseite des Verstärkungstei les angeordneten und die Durchbrüche und Öffnungen des Verstär kungsteiles vollständig überdeckenden Folie, und weiterhin mit einem einen zwischen der Folie und einer auf der Sichtseite des Verbundbauteiles angeordneten Dekor-Folie befindlichen Raum exotherm ausschäumenden Schaumstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (4) verstärkungsteilseitig mit einem thermisch unterhalb der beim Ausschäumen auftretenden Reaktionstemperatur aktivierbaren Schmelzkleber beschichtet, und daß die Reißdeh nung der Folie (4) größer 450% und deren Wärmefestigkeit grö ßer der Reaktionstemperatur des Schaummittels (5) des Schaumstoffes ist.

6. Verbundbauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (4) eine Polyurethan-Folie ist.