DE4203827A1

DE4203827A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen laminierter formteile

Info

Publication number: DE4203827A1
Application number: DE19924203827
Authority: DE
Inventors: H-Juergen Dipl Ing Kern
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1992-02-10
Filing date: 1992-02-10
Publication date: 1993-08-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von mit Deckschichten laminierten flächigen Trägerteilen, insbesondere Innenverkleidungsteilen von Kraftfahrzeugen gemäß Oberbegriff der Verfahrensansprüche 1 oder 2 und des Vorrichtungsanspruchs 3.

Mit derartigen Verfahren können beliebige dreidimensional geformte Formteile hergestellt werden, deren Grundschicht, bzw. deren Trägerteil die gewünschte Formstabilität ergibt, während eine oder mehrere Deck schichten die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit liefern. Als Deck schichten kommen z. B. Textilmaterialien, Kunststoffolien mit einer dekorativen Oberflächenstruktur und/oder Farbumsteuerung, und auch Kombinationen solcher Materialien in Frage. Die Deckschicht im Sinne dieser Anmeldung kann somit aus einer flächigen Nebeneinanderanordnung und/oder aus einer Aufeinanderfolge mehrerer Schichten aus verschiedenen Materialien bestehen. Nach derartigen Verfahren werden z. B. Automobil teile, wie Türinnenverkleidungen und dergleichen hergestellt.

Nach einem bekannten Verfahren wird das in einem Preßverfahren herge stellte Trägerteil zunächst mit einer Klebeschicht beschichtet und im anschließenden Arbeitsschritt mit einer ersten Deckschicht laminiert bzw. kaschiert. Um neben der ersten, z. B. aus einer Textilschicht bestehenden Deckschicht das Trägerteil mit einer zweiten Deckschicht mit einer anderen Oberflächenstruktur kaschieren und verschweißen zu können, ist es zunächst erforderlich die erste Deckschicht in der gewünschten Kontur zu beschneiden und in einem anschließenden Arbeitsschritt die zweite Deckschicht auf das Trägerteil aufzubringen. Die zweite Deck schicht wird dann in den Konturen der ersten Deckschicht mit dieser verschweißt, wobei dann die über die Schweißnaht überstehenden Teile der zweiten Deckschicht abgetrennt werden. Nach diesem bekannten Verfahren erfolgt die Beschneidung der mit dem Trägerteil verklebten ersten Deckschicht im Heißbeschnitt, d. h. durch Absenken einer aufgeheizten, der gewünschten Kontur entsprechenden Schneide auf die kaschierte erste Deckschicht, wobei die Abtrennung durch einen Schmelzvorgang erfolgt. Bei diesem Trennverfahren ergeben sich verkohlte Schnittkanten, die eine einwandfreie Hochfrequenzverschweißung mit der anschließenden Deck schicht derart beeinträchtigen und in Frage stellen können, daß sich unvertretbare Ausschußquoten ergeben können, wobei auch Schäden an den Hochfrequenz-Schweißwerkzeugen entstehen können. Im weiteren sind auch die Herstellungskosten für die die aufheizbare Schneide enthaltende Abtrennvorrichtung sehr hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vor richtung der genannten Art anzugeben, bei dem die Konturen der einen Deckschicht mit einem in den Herstellungskosten günstigen Schneidwerk zeug beschnitten werden können, wobei der Schneidvorgang ohne die Gefahr einer Beschädigung des Trägerteils eine einwandfreie Schnittkante ergibt, die ein fehlerfreies Verschweißen der beschnittenen Deckschicht mit der angrenzenden Deckschicht gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 und durch eine Vorrichtung, wie in Anspruch 3 angegeben gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Merkmale der Vorrich tung.

Erfindungsgemäß wird somit die Kontur einer mit dem Trägerteil mittels Klebung laminierten Deckschicht im Kaltbeschnitt durchgeführt, der eine exakte Schnittkante ergibt, mit der in einem anschließenden Arbeitsvor gang eine einwandfreie Verschweißung mit einer anschließenden weiteren Deckschicht erfolgen kann. Durch den Anschlag ist dabei sichergestellt, daß zum einen die Deckschicht glatt durchtrennt wird, zum anderen aber die Schneidklinge nicht derart in das Material des Trägerteils ein dringt, daß dieses beschädigt wird oder die Schneidklinge einem unnötig raschen Verschleiß unterworfen wird.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigt:

Fig. 1 die Draufsicht auf ein eine Türinnenverkleidung eines Automobils darstellendes mit zwei Deckschichten laminiertes Trägerteil,

Fig. 2 einen schematisch vereinfachten Schnitt durch ein Teilstück des laminierten Trägerteils mit von einem Roboter geführten Schneid werkzeug,

Fig. 3 eine Detailansicht im Bereich der Spitze der Schneidklinge ent sprechend der Schnittlinie III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 einen schematisch vereinfachten Schnitt durch ein Teilstück des Trägerteils mit zwei Deckschichten, von denen die obere Deck schicht beschnitten wird.

Fig. 5 eine Detailansicht entsprechend der Darstellung nach Fig. 3 mit einer im Trägerteil ausgeformten Führungsnut.

Die Fig. 1 zeigt eine Türinnenverkleidung, bestehend aus einem Träger teil 1, das mit einer ersten, z. B. aus einer Textilschicht bestehenden Deckschicht 2 und einer zweiten, z. B. aus einer Kunststoffolie mit genarbter Oberflächenstruktur bestehenden Deckschicht 3 laminiert ist. Das Trägerteil 1 ist dreidimensional geformt und besitzt in bezug auf die Bildebene unterhalb der strichpunktierten Linie 4 ein höheres und oberhalb der strichpunktierten Linie 4 ein niedrigeres Niveau. Die beiden Deckschichten 2 und 3 grenzen in einer Konturlinie 5 aneinander. Die Position A auf der Konturlinie 5 kennzeichnet die Stelle, an der sich das in Fig. 2 dargestellte Schneidgerät 5 kurz vor dem Übergang in das niedrigere Niveau des Trägerteils 1 befindet. Die Fig. 2 zeigt ein Teilstück des Trägerteils 1 und der ersten Deckschicht 2 im Schnitt, wobei die erste Deckschicht 2 gerade entlang der Konturlinie 5 in Richtung des Pfeils B beschnitten wird. Das Schneidgerät 6 besteht aus einer Schneidklinge 7 mit vorderer und hinterer Schneide 8 und 9. Die Schneidklinge 7 ist unter Zwischenschaltung eines Schwingungsgenerators 10 an einer Halterung 11 befestigt, die mit einem schematisch darge stellten Roboterarm 12 eines Robotergerätes 13 verbunden ist, mit dem das Schneidgerät 6 entlang der Konturlinie 5 führbar ist. Mit der Sonotrode eines Schwingungsgenerators 10 wird die Schneidklinge 7 senkrecht gemäß der Pfeilrichtung C in hohe Schwingungen, vorzugsweise in Ultraschallschwingung, versetzt. An der Halterung 11, die keine Schwingungsbewegung durchführt, sind zwei Tiefenanschläge 14 und 15 befestigt, die bis in den Bereich der Spitze 17 der Schneidklinge 7 reichen und die Eindringtiefe bestimmen mit der die Schneidklinge 7 über das Ende der Tiefenanschläge 14 und 15 hinausragt.

Die Eindringtiefe ist in der Ausführungsform nach Fig. 2 so gewählt, daß die erste Deckschicht 2 glatt durchtrennt wird und nicht oder nur in vernachlässigbarem Maße in das Trägerteil 1 eindringt.

Die Fig. 3 zeigt die Schnittansicht III-III gemäß Fig. 2 mit zu beiden Seiten der Schneidklinge 7 auf der ersten Deckschicht 2 aufliegenden Tiefenanschlägen 14 und 15. Das links der Schneidklinge 7 befindliche Teil der ersten Deckschicht 2 stellt ein nach dem Beschneidungsvorgang für die erste Deckschicht 2 zu entfernendes Randstück dar.

In Fig. 5 ist im Detailausschnitt der Querschnitt durch ein in der Konturlinie 5 mit einer Führungsnut 16 ausgestaltetes Trägerteil 1 dargestellt, in der das Schneidgerät 6 mittels der Tiefenanschläge 14 und 15 geführt ist. In der Führungsnut 16 kann nach dem Beschneiden der Deckschicht und nach dem Entfernen des Randstückes ein Hochfrequenz- Schweißen zum Verschweißen der Randbereiche der beiden Deckschichten 2 und 3 erfolgen.

Die Fig. 5 zeigt eine Schneidklinge 7 mit Tiefenanschlägen 14 und 15 beim Durchtrennen der ersten Deckschicht 2 die auf eine zweite Deck schicht 3 aufgeklebt ist, die wiederum mit dem Trägerteil 1 beklebt ist. In dieser zu der vorbeschriebenen Ausführungsform abgewandelten Ausführungsform sind die Deckschichten 2 und 3 nicht nebeneinander, sondern übereinander angeordnet. Die Tiefenanschläge 14 und 15 sind dabei so eingestellt, daß lediglich die obere Deckschicht glatt durch trennt wird und die untere Deckschicht im wesentlichen unversehrt bleibt.

Die Tiefenanschläge 14 und 15 können auch als Kontaktsensoren ausgebil det sein, mit denen die Vorschubbewegung des Schneidgerätes 6 und/oder die Schwingbewegung der Schneidklinge 7 steuerbar ist. Der an einen oder beiden Tiefenanschlägen befindliche Kontaktsensor kann auch zur Steu erung der vertikalen Positionierung des Schneidgerätes 6 dienen, wenn diese z. B. beim Überschreiten der strichpunktierten Linie 4 von einem höheren auf ein niedrigeres Niveau des mit einer Deckschicht laminierten Trägerteils 1 geführt werden. Mittels der zweischneidigen Ausbildung der Schneidklinge 7 ist sichergestellt, daß diese auch bei von der Horizon talen abweichenden geneigten Schnittebene glatte Schnittkanten ergibt, ohne daß die Schneidklinge 7 in nennenswertem Maße in das Trägerteil 1 eindringt.

Bei der Herstellung eines mit einer ersten und einer zweiten Deckschicht 2 und 3 laminierten Trägerteils 1 wird zunächst die erste Deckschicht 2 mit dem Trägerteil 1 verklebt und anschließend entlang der Konturlinie 5 mit dem Schneidgerät 6 beschnitten. Nach Entfernung der abgetrennten Randbereiche der ersten Deckschicht 2 wird die zweite Deckschicht 3 auf das Trägerteil 1 aufgeklebt, worauf eine Verschweißung mit der ersten Deckschicht 2 entlang der Konturlinie 5 mittles eines Hochfrequenz Schweißwerkzeugs (nicht dargestellt) erfolgt. Anschließend oder gleich zeitig werden die überstehenden Teile der zweiten Deckschsicht 3 abge schnitten.

In einer anderen Herstellungsvariante gemäß Anspruch 2 und Fig. 4 wird zunächst die gesamte Fläche des Trägerteils 1 mit der ersten, z. B. aus einer Kunststoffolie bestehenden Deckschicht 2 kaschiert worauf diese mit der zweiten, z. B. aus einem Textilgewebe bestehenden Deckschicht 3 beschichtet wird. Diese zweite Deckschicht 3, wird sodann entlang der Konturlinie 5 mit dem Schneidgerät 6 beschnitten und nach Entfernung des abgetrennten Randbereiches mit der darunterliegenden ersten Deckschicht 2 mittels eines Hochfrequenz-Schweißgerätes verschweißt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von mit Deckschichten laminierten flächigen Trägerteilen, insbesondere Innenverkleidungsteilen von Kraft fahrzeugen, wobei in einer ersten Phase das Trägerteil mit Klebstoff beschichtet wird und in einer zweiten Phase das Trägerteil mit einer ersten Deckschicht laminiert wird, die dann in den gewünschten Konturen beschnitten wird, worauf das Trägerteil mit einer zweiten Deckschicht laminiert wird, die dann in den Konturen der ersten Deckschicht mit dieser verschweißt und nach der Maßgabe beschnitten wird, daß die über die Schweißstelle hinausragenden Teile der zweiten Deckschicht abge trennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Deckschicht (2) nach dem an sich bekannten Kaltschnittverfahren beschnitten wird, bei dem eine mit hoher Schwingzahl, vorzugsweise mit Ultraschallfrequenz schwingende Schneidklinge (7) die erste Deckschicht (2) durchtrennt, wobei die Schnittiefe der Schneidklinge (7) durch eine oder mehrere Tiefenanschläge (14, 15) begrenzt wird, die an den nichtschwingenden Bauteilen des die Schneidklinge (7) tragenden Schneidgerätes (6) ange ordnet sind.

2. Verfahren zum Herstellen von mit Deckschichten laminierten flächigen Trägerteilen, insbesondere Innenverkleidungsteilen von Kraft fahrzeugen, wobei in einer ersten Phase das Trägerteil mit Klebstoff beschichtet wird und in einer zweiten Phase das Trägerteil mit einer ersten Deckschicht laminiert wird, die wiederum mit einer zweiten Deckschicht laminiert wird die dann in den gewünschten Konturen be schnitten wird, worauf die erste und die zweite Deckschicht in den Randkonturen der beschnittenen zweiten Deckschicht miteinander ver schweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Deckschicht (3a) nach dem an sich bekannten Kaltschnittverfahren beschnitten wird, bei dem eine mit hoher Schwingzahl, vorzugsweise mit Ultraschallfrequenz schwingende Schneidklinge (7) die zweite Deckschicht (3a) durchtrennt, wobei die Schnittiefe der Schneidklinge (7) durch einen oder mehrere Tiefenanschläge (14, 15) begrenzt wird, die an den nichtschwingenden Bauteilen des die Schneidklinge (7) tragenden Schneidgerätes (6) ange ordnet sind.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mittels eines Schneidgerätes (6), das eine mit hoher Schwingzahl, vorzugsweise mit Ultraschall schwingende Schneidklinge (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklinge (7) aus einem Stichel messer mit beidseitiger Schneide (8, 9) besteht und das Schneidgerät (6) im Bereich der Spitze der Klinge (17) einen oder mehrere, die Schneid tiefe bestimmende Tiefenanschläge (14, 15) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefenanschläge (14, 15) als Führungselemente ausgebildet sind, zur Führung der Schneidklinge (7) entlang einer entsprechend der zu be schneidenden Kontur (5) ausgeformten Bezugskante.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugskante von einer im Trägerteil (1) ausgeformten Nut (16) gebildet wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Tiefenanschlag (14, 15) als Kontaktsensor zur Steu erung der Verschubbewegung und/oder der Schwingbewegung der Schneidklin ge (7) ausgebildet ist.