DE4401946A1

DE4401946A1 - Process for producing three-component composite parts of plastic

Info

Publication number: DE4401946A1
Application number: DE19944401946
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Kercher
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1994-01-24
Filing date: 1994-01-24
Publication date: 1994-11-03

Abstract

The invention relates to a process for producing three-component composite parts of plastic, which comprise an outer skin film of thermoplastic material, a stronger foam layer and a reinforcement part of a supporting plastic. To make the production process and consequently the composite parts themselves cheaper, the layer made up by the reinforcing part and the foam layer of the layered composite are produced in one and the same mould, there being used for the layer made up by the reinforcing part a pourable, reactive polymer, and a fibre mat being laid before this polymer is introduced. The process may start with the outer skin film, proceeding as the second stage by producing the foam layer in the mould and as the third stage by producing the reinforcing layer. In this variant of the process, in the last two production stages the mould core is changed or exchanged when proceeding from the second production stage to the third production stage. The production of the composite part may also start with the reinforcing layer, this being produced between the mould core and a first mould cavity. The production of the composite part is ended with the foam layer as the third stage, one and the same mould core being used in the first and third production stages and the mould cavity being changed or exchanged when proceeding from the first to the third production stage and the mould cavity for the third production stage ... on the inside with ... Original abstract incomplete.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Drei fach-Verbundteilen aus Kunststoff gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, wie es beispielsweise aus der DE 35 07 522 A1 als bekannt hervorgeht.The invention relates to a method for producing three Composite composite parts made of plastic according to the preamble of Main claim, as for example from DE 35 07 522 A1 emerges as known.

Die DE 35 07 522 A1 zeigt am Beispiel einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeuges ein Dreifach-Verbundteil aus Kunststoff der gattungsgemäß angesprochen Art, bei dem der Werkstoff des Versteifungsteiles zwar nicht ausdrücklich als Kunststoff ange sprochen ist, jedoch kann aufgrund der dort dargestellten Form des Versteifungsteiles und des Umstandes, daß zumindest in neu erer Zeit die Versteifungsteile häufig aus Kunststoff bestehen, unterstellt werden, daß es sich auch dort um ein Kunststoff-Ver steifungsteil handelt. Sowohl die Außenhautfolie aus thermopla stischem Kunststoff als auch das Versteifungsteil, ob aus Kunst stoff, Stahl oder Holz, werden im Stand der Technik in separaten Fertigungsstufen und in gesonderten Werkzeugen bzw. Einrichtun gen vorgefertigt. Zum Herstellen des Verbundteiles werden sie in das in der erwähnten Druckschrift gezeigte Schäumformwerkzeug lagedefiniert eingelegt und nach Schließen des Werkzeuges durch den eingebrachten und im Werkzeug ausreagierenden Schaum mitein ander verbunden.DE 35 07 522 A1 shows an example of an instrument panel of a motor vehicle a triple composite part made of plastic of the generic type, in which the material of the Stiffening part is not expressly stated as a plastic is spoken, however, due to the form shown there of the stiffening part and the fact that at least in new the stiffening parts often consist of plastic, be assumed that there is also a plastic Ver stiffening part. Both the outer skin film made of thermopla plastic as well as the stiffening part, whether made of art Fabric, steel or wood are separated in the prior art Manufacturing stages and in separate tools or equipment prefabricated. To produce the composite part, they are in the foam mold shown in the mentioned publication inserted in a defined position and after closing the tool the foam that has been introduced and is reacting in the mold other connected.

Die DE 38 37 221 C2 zeigt - ebenfalls am Beispiel einer Instru mententafel für Kraftfahrzeuge - ein Herstellungsverfahren für Vierstoff-Verbundbauteile, bei dem die Versteifungsteile aus Stahl bestehen und für den zwischen Versteifungsteil und Außen hautfolie eingebrachten Schaum sogar zwei verschiedene Schaum sorten vorgesehen sind. Das Versteifungsteil oder sonstige mit einzuschäumenden Einlegeteile werden in gesonderten, vorgeschal teten Fertigungsstufen hergestellt. Die Außenhautfolie kann in einem dort gezeigten Ausführungsbeispiel in dem für das Aus schäumen benutzten Formnest hergestellt werden, indem die ther misch erweichte Folie über dem Formnest ausgespannt, am Rand dichtend angelegt und - eventuell unterstützt durch ein grobes mechanisches Eindrücken - mittels Vakuum in das Formnest einge saugt und darin wieder abgekühlt wird. Die beiden Schaumlagen werden in zwei gesonderten, zeitlich aneinander anschließenden Fertigungsstufen eingebracht. Hierbei wird in der einen darge stellten Verfahrensvariante für beide Schäumstufen ein und das selbe, die Außenhaut vollflächig abstützendes, als Formnest be zeichnetes Werkzeugunterteil verwendet; lediglich die als Form kerne bezeichneten Werkzeugoberteile, welche jeweils die innen liegende Oberflächenkontur der Schaumlagen bestimmen, werden in den beiden Schäumstufen ausgetauscht. Die Gründe für ein zwei stufiges Hinterschäumen der Außenhautfolie und ein gesondertes Einschäumen des Versteifungsteiles im Stand der Technik liegen in Folgendem: Durch das Auftragen einer ersten, eine gewisse Mindeststärke aufweisenden Schaumlage in der ersten Schäumstufe, in der das Versteifungsteil noch nicht im Schäumraum angeordnet ist, soll ein störungsfreies, maßhaltiges und lunkerfreies Hin terschäumen der Außenhautfolie gewährleistet werden. Die zweite, innenliegende Schaumlage wird in Gegenwart des mit Verankerungs teilen in den Schäumraum hineinragenden Versteifungsteiles ein gebracht, was die Gefahr von Störungen hinsichtlich eines lun kerfreien Umschäumens des Versteifungsteiles und Hinterschäumens der ersten Schaumlage mit sich bringen kann. Etwaige Störungen dieser Art in der zweiten Schaumlage können jedoch aufgrund ei ner gleichmäßig elastischen und maßhaltigen Hinterfütterung der Außenhautfolie durch die erste Schaumage ohne weiteres in Kauf genommen werden. Darüber hinaus bewirkt die zweite Schaumlage einen rückseitigen, dämpfend wirkenden Abschluß der Instrumenten tafel und einen rückseitigen Verschluß des Einbauraumes der In strumente, so daß diese geschützt liegen.DE 38 37 221 C2 shows - also using the example of an instru ment board for motor vehicles - a manufacturing process for Four-component composite components, in which the stiffening parts are made of Steel exist and for between the stiffening part and the outside skin foam introduced two different types of foam varieties are provided. The stiffening part or other with Inserts to be foamed are in separate, pre-form production stages. The skin film can be in an embodiment shown there in the for the off foam used mold cavity can be made by the ther mixed softened film stretched over the mold nest, on the edge sealed and - possibly supported by a rough mechanical indentation - inserted into the mold cavity using a vacuum sucks and is cooled down again. The two layers of foam are in two separate, temporally contiguous Manufacturing stages introduced. Here is in one darge set process variant for both foaming levels and that same, the entire skin supporting, as a mold nest be drawn tool part used; only as a form cores designated tool upper parts, each of which the inside determine the lying surface contour of the foam layers are in exchanged the two foam levels. The reasons for a two step foaming of the outer skin film and a separate Foaming the stiffening part in the prior art in the following: By applying a first, a certain Foam layer with minimum thickness in the first foaming stage, in which the stiffening part is not yet arranged in the foam room is a trouble-free, dimensionally accurate and void-free hin foaming of the outer skin film can be guaranteed. The second, internal foam layer is in the presence of the anchoring divide into the stiffening part protruding into the foam room brought what is the risk of interference with respect to a lun kerfree foaming of the stiffening part and rear foaming of the first layer of foam. Any disruptions this type in the second foam layer can, however, due to egg ner evenly elastic and dimensionally stable backing of the Outer skin film easily bought through the first foam layer be taken. In addition, the second foam layer causes a rear, damping effect of the instruments panel and a rear closure of the installation space of the In instruments so that they are protected.

Ausgehend von dem gattungsgemäß zugrundegelegten Verfahren zum Herstellen von Dreifach-Verbundteilen aus Kunststoff besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Fertigungsschritte und die dazu nötigen Werkzeuge bzw. Fertigungseinrichtungen in kostensparen der Weise zu vereinfachen.Based on the generic method for Manufacture of triple composite parts made of plastic Object of the invention therein, the manufacturing steps and the related necessary tools or manufacturing facilities in cost savings to simplify the way.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk male des Patentanspruchs 1 gelöst. Aufgrund der Verwendung eines gießbaren, reaktiven, vorzugsweise faserverstärkten Kunststoffes für die Lage des Versteifungsteiles können zumindest die Lage des Versteifungsteiles und die Schaumlage des Lagenverbundes in ein und dem selben Formgebungswerkzeug gefertigt werden.The object is achieved by the characterizing note male of claim 1 solved. Because of the use of a pourable, reactive, preferably fiber-reinforced plastic for the position of the stiffening part, at least the position of the stiffening part and the foam layer of the layer composite in one and the same shaping tool are manufactured.

Die Verbindung zwischen beiden Materialien kann z. B. durch nachstehende Alternativen optimiert werden:The connection between the two materials can e.g. B. by the following alternatives are optimized:

- use of a release agent-free polyurethane system (PU), which is still in development at the raw material manufacturers lung is,
- Use of a release agent-free, already available today glass fiber reinforced polyurethane system (GFPU) or one alternative stiffening material,
- Insert "release liner" that works with both materia lien firmly connects, but sticking the foam layer on Tool prevents
- Mechanical anchoring of the two systems by corresponding de surface design,
- Enter "adhesion promoter" after the first foaming process on the already fully reacted PU foam.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung liegt in Folgendem:The main advantages of the invention are as follows:

- Production of a complete molded part on one system and in one tool;
- only tool control and temperature control are required derlich;
- Reduction of the share of investment costs in the production costs the composite parts;
- reduction of maintenance costs;
- automatic removal of any voids and faults make from the first foaming process when entering the second Foam system, so that a substantial reduction in the Committee or rework costs result;
- Elimination of intermediate handling and logistics costs;
- The method can be used both for the production of foam len with "closed" as well as "open stiffeners" be turned.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprü chen hervor. Außerdem ist die Erfindung nachstehend anhand von Zeichnungen näher beschrieben; dabei zeigen:Further expedient configurations are given in the subclaims Chen stands out. In addition, the invention is based on Drawings described in more detail; show:

Fig. 1 das Verfahrensstadium des Herstellens der Schaumlage bzw. das Hinterschäumen der in das Formnest - unten - einge legten Außenhautfolie bei einem relativ einfach gestalte ten, flachen Verbundteil mit gleichbleibendem Formnest und veränderbarem - oberen - Formkern, Fig. 1 shows the stage of the method of manufacturing the foam layer or back-foaming in the mold cavity - below - inlaid outer skin layer at a relatively make th flat composite part with a constant mold cavity and variable - upper - mold core,

Fig. 2 das daran anschließende Verfahrensstadium des Herstellens der Versteifungslage an dem selben Werkstück und mit dem selben Werkzeug, wobei die formbestimmende Gravur des Formkerns um die Wandstärke der Versteifungslage gegen über der Einstellung nach Fig. 1 zurückgezogen ist, Fig. 2 shows the subsequent stage of the method of forming the stiffening layer on the same workpiece and with the same tool, wherein the shape defining engraving of the mold core is retracted by the wall thickness of the stiffening layer over the setting according to Fig. 1,

Fig. 3 und 4 ganz ähnliche Verfahrensstadien wie in den Fig. 1 und 2 am Beispiel des gleichen Werkstückes, wobei je doch hier mit der Versteifungslage begonnen wird und der - obenliegende - Formkern unveränderbar, hingegen das Formnest um die gemeinsame Lagenstärke von Schaum- und Außenhautlage verschiebbar ist, FIGS. 3 and 4 very similar process stages as in Figures 1 and 2, the example of the same workpiece, wherein each but is commenced here with the stiffening layer and the -. Overhead - mandrel invariably, however, the mold cavity about the common layer thickness of foam and Outer skin layer is displaceable,

Fig. 5 das Verfahrensstadium des Herstellens der Schaumlage bzw. das Hinterschäumen der in das Formnest - unten - einge legten Außenhautfolie bei einem weniger einfach gestalte ten Verbundteil mit gleichbleibendem Formnest und durch eine Schwenkbewegung austauschbarem - oberen - Formkern, Figure 5 shows the stage of the method of manufacturing the foam layer or back-foaming in the mold cavity -. Below - inlaid outer skin film replaceable with a less make th composite part with a constant mold cavity and by a pivoting movement - upper - mold core,

Fig. 6 ein ganz ähnliches Verfahrensstadium wie bei dem nach Fig. 5 am Beispiel des gleichen Werkstückes, wobei jedoch hier mit der Versteifungslage begonnen wird und der - obenliegende - Formkern unveränderbar, hingegen das - un tenliegende - Formnest durch eine Schwenkbewegung aus tauschbar ist und Fig. 6 shows a very similar process stage as in that of FIG. 5 using the example of the same workpiece, but starting here with the stiffening layer and the - overhead - mold core unchangeable, on the other hand, the - un lying - mold cavity is exchangeable by a pivoting movement and

Fig. 7 die Prinzipdarstellung einer Rundtaktmaschine im Grund riß mit Verteilung der einzelnen Stationen an deren Um fang. Fig. 7 shows the schematic diagram of a rotary transfer machine in the basic tear with distribution of the individual stations at their order.

Das herzustellende Dreistoff-Verbundteil besteht aus einer an dessen außenliegender Sichtseite angeordneten Außenhaut aus thermoplastischer Kunststoffolie - im folgenden Außenhautfolie 1 bzw. 1′ genannt, aus einer mit ihr innenseitig adhäsiv verbun denen Schaumlage 2 bzw. 2′ aus einem gießbaren, reaktiven Kunst stoff vorzugsweise auf Polyurethan-Basis und aus einem mit der Schaumlage innenseitig voll flächig adhäsiv verbunden Verstei fungsteil 3 bzw. 3′ aus einem tragenden Kunststoff in einer etwa dem 2- bis 4fachen der Folienstärke der Außenhautfolie entspre chenden Wandstärke. Die Erfindung ist anhand eines einfacheren, vor allem relativ flachen Verbundteiles (Fig. 1 bis 4), z. B. einem Handschuhkastendeckel oder einer Türinnenverkleidung, und an einem stärker räumlich gewölbten Verbundteil, z. B. einer In strumententafel (Fig. 5 und 6) gezeigt. Weiter Anwendungsbei spiele wären die Mittelkonsole oder ein Knieschutz in einem Kraftfahrzeug.The three-component composite part to be produced consists of an outer skin arranged on its outer visible side made of thermoplastic plastic film - hereinafter referred to as outer skin film 1 or 1 ', from an internally adhesively bonded foam layer 2 or 2 ' of a castable, reactive plastic material, preferably on a polyurethane basis and from a fully adhesive surface with the foam layer on the inside stiffening part 3 or 3 'made of a load-bearing plastic in about 2 to 4 times the film thickness of the skin film accordingly wall thickness. The invention is based on a simpler, especially relatively flat composite part ( Fig. 1 to 4), for. B. a glove box cover or a door lining, and on a more spatially curved composite part, for. B. In instrument panel ( Fig. 5 and 6) shown. Further application examples would be the center console or knee protection in a motor vehicle.

Das Verfahren wird dreistufig - mit einer endseitig im Lagenver bund liegenden Lage beginnend - durchgeführt, wobei in jeder Stufe jeweils eine Lage des Verbundteiles gefertigt und in der letzten Stufe zugleich auch der dreilagige Lagenverbund vollen det wird. Die Außenhautfolie kann wahlweise in dem noch zu er läuternden, verfahrensnotwendigen Formnest oder auch extern auf gesonderten Werkzeugen vorgefertigt werden; die - integrierte oder externe - Herstellung bzw. Vorfertigung der Außenhautfolie ist eine der genannten drei Fertigungsstufen des Verfahrens. Vorliegend geht es wesentlich um die kosten- und zeitsparende, verfahrens- und werkzeugintegrierte Herstellung sowohl der Schaum- als auch der Versteifungslage.The process has three stages - with one in the end layer layer starting from the lying position - performed in each One layer each of the composite part is manufactured and in the last stage, the three-layer composite is also full det. The outer skin film can optionally be added to it purifying, procedural mold nest or externally separate tools are prefabricated; the - integrated or external - manufacture or prefabrication of the skin film is one of the three manufacturing stages of the process mentioned. In the present case, it is essentially about the cost-saving and time-saving process and tool integrated production of both Foam as well as the stiffening layer.

Zu diesem Zweck wird für die Lage des Versteifungsteiles 3, 3′ ein gießbarer, reaktiver Kunststoff verwendet, wobei vorzugswei se entweder gemeinsam mit diesem Kunststoff Langfasern, insbe sondere Glasfasern, eingebracht werden oder vor dem Einbringen dieses Kunststoffes eine Fasermatte - in den Fig. 2 und 3 in dem vergrößerten Ausschnitt mit 17 angedeutet - in das Formge bungswerkzeug eingelegt wird. Im Falle kompliziert geformter Werkstücke müßte ggf. eine Glasfasermatte in einem weiteren Vor fertigungsschritt vorgeformt werden, die mit einem Kunstharz in ihrer Form stabilisiert ist. Als Material für die Versteifungs lage 3, 3′ kann ein Hartschaumstoff auf Polyurethan-Basis ver wendet werden, der aufgrund seiner chemischen Struktur, der zu gegebenen Zusätze und des während der Abbindereaktion herrschen den Druckes zu einem harten, tragfähigen Versteifungsteil aus härtet. Bei in der Wandung sehr stark - z. B. ca. 6 mm und mehr - dimensionierten Versteifungsteilen und/oder bei mechanisch wenig belasteten Verbundteilen kann u. U. auf eine Faserverstärkung des Werkstoffes der Versteifungslage verzichtet werden. Es erscheint auch nicht ausgeschlossen, daß die Kunststoff-Hersteller in Zu kunft einen gießbaren, reaktiven Kunststoff anbieten können, der auch ohne Faserverstärkung die Festigkeitseigenschaften bietet, wie sie die heute verfügbaren, vergleichbaren Kunststoffe nur mit Faserverstärkung bringen.For this purpose, a castable, reactive plastic is used for the position of the stiffening part 3 , 3 ', whereby preference is given to either long fibers, in particular special glass fibers, together with this plastic or a fiber mat before the introduction of this plastic - in FIG. 2 and 3 in the enlarged section indicated by 17 - is inserted into the molding tool. In the case of complicatedly shaped workpieces, a glass fiber mat might have to be preformed in a further pre-production step, the shape of which is stabilized with a synthetic resin. As a material for the stiffening layer 3 , 3 ', a rigid foam based on polyurethane can be used, which hardens due to its chemical structure, the additives added and the pressure prevailing during the setting reaction to form a hard, stable stiffening part. With very strong in the wall - e.g. B. about 6 mm and more - dimensioned stiffening parts and / or with mechanically little stressed composite parts u. U. a fiber reinforcement of the material of the stiffening layer can be dispensed with. It also does not appear to be ruled out that in the future the plastics manufacturers will be able to offer a castable, reactive plastic which, even without fiber reinforcement, offers the strength properties that the comparable plastics available today only bring with fiber reinforcement.

Die einzelnen Verfahrensvarianten seien anhand der entsprechenden Formwerkzeuge kurz erläutert. Bei dem für flache Verbundteile geeigneten Werkzeug 4 nach den Fig. 1 und 2, bei dem mit der Außenhautfolie 1 begonnen wird, ist ein für die verschiedenen Verfahrensstufen einheitliches Werkzeugunterteil, das sog. Form nest 6 vorgesehen, wogegen das Werkzeugoberteil, nämlich der Formkern 7, in diesem Ausführungsbeispiel veränderbar ist. Die beiden Werkzeugteile sind dichtend entlang von Dichtflächen 8 zusammenspannbar und druckfest miteinander verriegelbar. Ein die Innengravur, d. h. die formbestimmende Oberfläche für die innen seitige Oberfläche der einzelnen Lagen tragendes Teil 11 des Werkzeugoberteiles, d. h. des Formkernes 7, ist innerhalb des Formkernes 7 quer zur Formteilungsebene relativ zu den Dichtflä chen 8 verschiebbar und in den jeweiligen Verschiebestellungen fixierbar. Der Verschiebehub des beweglichen Teiles 11 des Form kernes braucht nur gering zu sein; er entspricht der Lagenstärke v des Versteifungsteiles.The individual process variants are briefly explained using the corresponding molding tools. In the case of the tool 4 suitable for flat composite parts according to FIGS. 1 and 2, in which the outer skin film 1 is started, a mold lower part, the so-called mold nest 6, is provided for the various process stages, whereas the upper mold part, namely the mold core 7, is provided is changeable in this embodiment. The two tool parts can be sealed together along sealing surfaces 8 and can be locked together in a pressure-tight manner. An inner engraving, ie the shape-determining surface for the inner side surface of the individual layers bearing part 11 of the upper part of the tool, ie the mold core 7 , is movable within the mold core 7 transversely to the mold parting plane relative to the sealing surface 8 and can be fixed in the respective shift positions. The displacement stroke of the movable part 11 of the mold core need only be small; it corresponds to the layer thickness v of the stiffening part.

Bei der Herstellung eines Dreistoff-Verbundteiles mit dem Werk zeug nach den Fig. 1 und 2 wird mit der Außenhautfolie 1 be gonnen. In dem Formgebungswerkzeug 4 wird als zweite Stufe die Schaumlage 2 gefertigt, indem nach Einlegen der vorgefertigten Außenhautfolie 1 in das Formnest 6 vor dem Schließen des Werk zeuges 4 in den Hohlraum schäumend reagierender und aushärtender Kunststoff z. B. auf Polyurethan-Basis eindosiert und das Werk zeug während der Abbindereaktion - etwa 3 bis 6 Minuten - ge schlossen gehalten wird. Die die rückseitige, innenliegende Oberfläche der jeweils zu fertigende Lage bestimmende Gravur ist in dieser zweiten, die Schaumlage betreffenden Fertigungsstufe vorgeschoben. Als dritte Stufe wird die Versteifungslage 3 gefertigt. Dazu wird beim Übergang von der zweiten zur dritten Fertigungsstufe der Formkern 7 verändert, indem das die Innen gravur 9 tragende Teil 11 um das Maß v zurückversetzt wird. Es wird nun auf die abgebundene Schaumlage 2 eine vorzugsweise aus Glasfasern bestehende Fasermatte 17 eingelegt und der Werkstoff für das Versteifungsteil in einer wohl abgestimmten Menge eindo siert und sodann das Werkzeug erneut geschlossen; es muß während der ganzen Zeit der Abbindereraktion - etwa 1 bis 2 Minuten - geschlossen gehalten werden. Danach kann das zumindest als Roh teil fertige Dreistoff-Verbundteil entnommen werden. Nach einem eventuellen Reinigen des Werkzeuges und dem Vorschieben des be weglichen Teiles 11 innerhalb des Formkernes 7 nach vorne ist das Werkzeug vorbereitet für die Herstellung eines neuen Ver bundteiles. In the manufacture of a three-material composite part with the tool according to FIGS . 1 and 2, the outer skin film 1 is started. In the molding tool 4 , the foam layer 2 is produced as a second stage, by inserting the prefabricated outer skin film 1 into the mold cavity 6 before closing the tool 4 in the cavity, foaming and curing plastic z. B. metered in on a polyurethane basis and the tool is kept closed during the setting reaction - about 3 to 6 minutes. The engraving, which determines the rear, inner surface of the layer to be manufactured, is advanced in this second production stage relating to the foam layer. The stiffening layer 3 is manufactured as the third stage. For this purpose, the mold core 7 is changed during the transition from the second to the third production stage in that the part 11 carrying the inner engraving 9 is set back by the dimension v. It is now placed on the set foam layer 2, a fiber mat 17 preferably made of glass fibers and the material for the stiffening part in a well-coordinated amount, and then the tool is closed again; it must be kept closed for the entire time of the setting action - about 1 to 2 minutes. Then the three-component composite part, which is at least finished as a raw part, can be removed. After a possible cleaning of the tool and the advancement of the movable part 11 within the mandrel 7 to the front, the tool is prepared for the production of a new composite part.

Auch bei dem Werkzeug 5 nach Fig. 5, welches für komplizierter geformte Werkstücke gedacht ist, wird die Herstellung mit der Außenhautfolie 1′ begonnen. Auch hier ist das Formnest 13 für die beiden weiteren Verfahrensschritte einheitlich und unverän derbar, wogegen der Formkern wiederum beim Übergang von Stufe zwei zu Stufe drei verändert wird. Und zwar sind hier zwei ver schieden geformte Formkerne 14 und 14′ vorgesehen die auf gegen überliegenden Seiten einer Platte 18 angebracht sind. Die Platte kann um die horizontal liegende Schwenkachse 28 geschwenkt wer den, so daß wahlweise der eine Formkern 14 oder der andere Form kern 14′ in die dem Formnest 13 zugekehrt liegende Arbeitsposi tion gebracht werden kann. In Fig. 5 ist die zweite Fertigungs stufe betreffend die Herstellung der Schaumlage 2′ bzw. des Hin terschäumens der Außenhautfolie 1′ dargestellt, in der sich der erste Formkern 14 in Arbeitsposition befindet. Die - geschwenkte - Kontur des anderen Formkernes 14′ für die dritte Fertigungs stufe ist dort strichpunktiert angedeutet. Die Vorgehensweise bei der Ausübung der Verfahrens ist im übrigen ganz analog zu der im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 geschilderten Ver fahren.Also in the tool 5 of Fig. 5, which is intended for more complex shaped workpieces, the production is started with the outer skin layer 1 '. Here too, the mold cavity 13 is uniform and unchangeable for the two further process steps, whereas the mold core is in turn changed during the transition from stage two to stage three. Namely, here two different shaped cores 14 and 14 'are provided which are attached to opposite sides of a plate 18 . The plate can be pivoted about the horizontally disposed pivot axis 28 who, so that either of a mandrel 14 or the other mold core 14 'in which the mold cavity 13 Posi working faces lying tion can be brought to. In Fig. 5, the second manufacturing stage relating to the production of the foam layer 2 'or the back foaming of the skin film 1 ' is shown, in which the first mandrel 14 is in the working position. The - pivoted - contour of the other mandrel 14 'for the third manufacturing stage is indicated there by dash-dotted lines. The procedure for carrying out the method is otherwise quite analogous to that described in connection with FIGS. 1 and 2.

Bei der Herstellung des Verbundteiles kann statt dessen auch mit der Versteifungslage 3, 3′ begonnen werden, wie dies in eben falls zwei Varianten für ein einfacheres und ein komplizierteres Verbundteil in den Fig. 3 und 4 - Werkzeug 4′ - bzw. in Fig. 6 mit dem Werkzeug 5′ gezeigt ist. In beiden Fällen wird hier ein für die beiden notwendigen Fertigungsschritte einheitlicher Formkern 7′ bzw. 15 einerseits und ein veränderbares Formnest 6 bzw. ein Paar unterschiedlicher, austauschbarer Formnester 16, 16′ in dem entsprechenden Formgebungswerkzeug 4′ bzw. 5′ ande rerseits verwendet. Hier ist die vom Formkern 7′ bzw. 15 getra gene rückseitige, innenliegende Oberfläche der Versteifungslage 3, 3′ einheitlich und gleichbleibend vorgesehen, wogegen die außenliegende Oberfläche der jeweils zu fertigenden Lage beim Übergang von der ersten zur dritten Fertigungsstufe über das Formnest 6 bzw. 16, 16′ verändert werden muß. Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die außen liegende Gravur 10, d. h. die nach außen weisende Oberflächenkon tur der Versteifungslage 3 bzw. 3′ an einem im Formnest 6′ be weglichen Teil 12 angebracht, welches um einen der gemeinsamen Wandstärke von Außenhautfolie 1 (Maß f) und Schaumlage 2 (Maß s) entsprechenden Hub relativ zu den Dichtflächen 8 vor und zurück verfahrbar und in den gewünschten Endlagen fixierbar ist. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Werkzeug 5′ ist lediglich die erste Fertigungsstufe bezüglich der Versteifungslage 3′ gezeigt. Die beiden erforderlichen Formnester 16 und 16′ sind an einem ge meinsamen Werkzeugteil 29 angebracht, welches um eine horizontal liegende Schwenkachse 28′ verschwenkbar ist, so daß wahlweise die Gravur des Formnestes 16 - wie dargestellt - oder die des Formnestes 16′ in nach oben weisende Arbeitsposition gebracht werden kann. Der Verlauf des in der Stufe 1 nach Fig. 6 nicht wirksamen Formnestes 16′ ist dort strichpunktiert angedeutet.In the manufacture of the composite part can instead be started with the stiffening layer 3 , 3 ', as is the case if two variants for a simpler and a more complicated composite part in FIGS. 3 and 4 - tool 4 ' - or in Fig. 6 with the tool 5 'is shown. In both cases, here for the two necessary manufacturing steps uniform mold core 7 'or 15 on the one hand and a changeable mold cavity 6 or a pair of different, interchangeable mold cavities 16 , 16 ' in the corresponding shaping tool 4 'or 5 ' on the other hand is used. Here, the back, inner surface of the stiffening layer 3 , 3 'carried by the mandrel 7 ' or 15 'is provided uniformly, whereas the outer surface of the layer to be manufactured in each case during the transition from the first to the third production stage via the mold cavity 6 or 16 , 16 'must be changed. In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the outside engraving 10 , that is, the outward-facing surface structure of the stiffening layer 3 or 3 'is attached to a part 12 ' in the mold cavity 6 'movable part 12 , which by one of the common wall thickness of outer skin film 1 (dimension f) and foam layer 2 (dimension s) corresponding stroke can be moved back and forth relative to the sealing surfaces 8 and can be fixed in the desired end positions. In the tool 5 'shown in Fig. 6' only the first manufacturing stage with respect to the stiffening layer 3 'is shown. The two required mold cavities 16 and 16 'are attached to a common tool part 29 which is pivotable about a horizontally lying pivot axis 28 ', so that either the engraving of the mold cavity 16 - as shown - or that of the mold cavity 16 'pointing upwards Working position can be brought. The course of the mold cavity 16 ', which is not effective in stage 1 according to FIG. 6', is indicated there by dash-dotted lines.

Die Vorgehensweise bei den in den Fig. 3 und 4 bzw. Fig. 6 dargestellten Verfahrensvarianten und Werkzeugen 4′ bzw. 5′ ist folgende: Das bewegliche Teil 12 im Werkzeug 4′ ist angehoben bzw. das kleinere Formnest 16 des Werkzeuges 5′ befindet sich in der nach oben weisenden Arbeitsposition. Bei noch offenem Werk zeug 4′ bzw. 5′ wird nach Einlegen einer Fasermatte eine abge stimmte Menge an fließfähigem Werkstoff für die Versteifungslage 3 bzw. 3′ in das Formnest eindosiert, das Werkzeug geschlossen und während der Abbindereaktion - ca. 1 bis 2 Minuten - ge schlossen gehalten, so daß die Versteifungslage aushärten kann. Anschließend wird das Werkzeug 4′ bzw. 5′ geöffnet, das beweg liche Teil innerhalb des Formnestes 6′ abgesenkt (Fig. 3, 4) bzw. das untere Werkzeugteil 29 mit den beiden Formnestern 16, 16′ um 180° geschwenkt, so daß das andere Formnest nach Fig. 4 bzw. das Formnest 16′ wirksam werden kann, wobei während des Öffnungszustandes des Werkzeuges die bereits hergestellte Ver steifungslage 3 bzw. 3′ unterseitig am angehobenen Formkern 7′ bzw. 15 verbleibt; notfalls muß sie dort durch Vakuum oder durch mechanische Mittel so lange festgehalten werden. In das solcher art für die zweite Fertigungsstufe vorbereitete Formnest wird die vorgefertigte Außenhautfolie 1 bzw. 1′ eingelegt, eine ab gestimmte Menge von flüssigem, reaktivem Kunststoff für die Schaumlage eindosiert und das Werkzeug wieder geschlossen. Es bildet sich dabei nicht nur die Schaumlage in der gewünschten Stärke - Maß s - und Elastizität, sondern diese verbindet sich adhäsiv sowohl mit der Außenhautfolie als auch mit der Verstei fungslage, so daß der Lagenverbund dadurch zusammengebracht und zusammengehalten wird. Nach Entnahme des fertigen Verbundteiles, einem eventuellen Reinigen des Werkzeuges und Vorschieben des beweglichen Teiles 12 innerhalb des Formnestes 6′ (Fig. 3, 4) bzw. Nach-oben-Schwenken des Formnestes 16 (Fig. 6) ist das Werkzeug wieder bereit für die Herstellung eines neuen Verbund teiles. .. The procedure for the in Figs 3 and 4 or Figure 6 the process variants illustrated and tools 4 'or 5' is as follows: The movable part 12 in the mold 4 'is raised and the smaller cavity 16 of the tool 5' is in the upward working position. When the work is still open, 4 'or 5 ', after inserting a fiber mat, a certain amount of flowable material for the stiffening layer 3 or 3 'is metered into the mold cavity, the tool closed and during the setting reaction - about 1 to 2 minutes - Ge kept closed so that the stiffening layer can harden. Then the tool 4 'or 5 ' is opened, the movable union part within the mold cavity 6 'lowered ( Fig. 3, 4) or the lower tool part 29 with the two mold nests 16 , 16 ' pivoted through 180 °, so that the other mold cavity according to Figure 4 or the mold cavity 16 'can take effect, while the already manufactured Ver stiffening layer 3 or 3 ' remains on the underside of the raised mold core 7 'or 15 during the opening state of the tool; if necessary, it must be held there for so long by vacuum or mechanical means. In such a way prepared for the second stage of the mold, the prefabricated outer skin film 1 or 1 'is inserted, metered in from a certain amount of liquid, reactive plastic for the foam layer and the tool is closed again. It not only forms the foam layer in the desired thickness - dimension s - and elasticity, but it also bonds with both the outer skin film and the stiffening layer, so that the layer bond is brought together and held together. After removal of the finished composite part, a possible cleaning of the tool and advancement of the movable part 12 within the mold cavity 6 '( Fig. 3, 4) or upward pivoting of the mold cavity 16 ( Fig. 6), the tool is ready for the production of a new composite part.

Zweckmäßigerweise wird man bei einer Serienfertigung von Ver bundteilen der angesprochenen Art diese auf an sich bekannten Rundtaktmaschinen 20 herstellen, wie in Fig. 7 eine solche bei spielsweise schematisch im Grundriß dargestellt ist. Es soll hier lediglich die Verteilung der einzelnen Arbeitstationen am Umfang der Rundtaktmaschine gezeigt werden, um die Reaktionszei ten innerhalb des Umlaufes der Rundtaktmaschine unterbringen zu können. Mit 21 soll die Einlegestation bezeichnet sein, in der - beispielsweise bei der Vorgehensweise nach der Verfahrensvarian te gemäß den Fig. 1 und 2 oder nach Fig. 5 - die Außenhaut folie in das Formnest meist manuell eingelegt wird. In der in der Regel automatisch ablaufenden Station 22 wird Kunststoff für die Schaumlage eindosiert und das Werkzeug geschlossen. Es schließen sich nun in der beispielsweise entgegen dem Uhrzeiger sinn umlaufenden Rundtaktmaschine vier Leerstationen als eine Reaktionsstrecke an; in der Durchlaufzeit der Werkzeuge durch diese Leerstationen verbleibt der eindosierten Kunststoffmasse genügend Zeit zum Abbinden und Ausreagieren. In der anschließen den Station 24 wird das Werkzeug - automatisch - wieder geöffnet und eine Fasermatte - manuell - auf die Schaumlage rückseitig aufgelegt. Die Station 25 dient zum automatischen Eindosieren von flüssigem, reaktivem Kunststoff für die Versteifungslage und zum erneuten automatischen Schließen; in einer der beiden Sta tionen 24 oder 25 muß - dies kann simultan und automatisch durchgeführt werden - der Formkern für den dritten Fertigungs schritt verändert werden; noch in Station 25 wird die Form wie der selbsttätig geschlossen. Es schließt sich wiederum eine aus mehreren Leerstationen gebildete Reaktionsstrecke 26 zum Aus härten der Versteifungslage an, wobei diese Reaktionsstrecke we gen der geringeren, erforderlichen Reaktionszeit kürzer ist. Die Letzte Station 27 dient zum Öffnen des Werkzeuges und zum Ent nehmen des fertigen Werkstückes; eventuell verbleibt noch eine gewisse Zeit zum Reinigen des Werkzeuges in dieser Station. Zu gleich wird in dieser Station durch Verschieben bzw. Austauschen der formbestimmenden Gravur des Formkernes das Werkzeug für ein neues Spiel vorbereitet.Appropriately, one will manufacture these in a series production of United bundle parts of the type mentioned on rotary rotary machines 20 known per se, as is shown in FIG. 7 for example schematically in the plan. Only the distribution of the individual work stations on the circumference of the rotary transfer machine is to be shown here in order to be able to accommodate the reaction times within the rotation of the rotary transfer machine. The insertion station is to be designated with 21 , in which - for example in the procedure according to the method variants according to FIGS. 1 and 2 or according to FIG. 5 - the outer skin film is usually manually inserted into the mold cavity. In the station 22 , which generally runs automatically, plastic is metered in for the foam layer and the tool is closed. There are now four empty stations in the counterclockwise rotating rotary machine as a reaction path; in the time the tools pass through these empty stations, the metered plastic mass has enough time to set and react. In the subsequent station 24 , the tool - automatically - is opened again and a fiber mat - manually - placed on the foam layer on the back. The station 25 is used for the automatic metering of liquid, reactive plastic for the stiffening layer and for the automatic closing again; in one of the two stations 24 or 25 - this can be carried out simultaneously and automatically - the mandrel for the third manufacturing step must be changed; still in station 25 the mold is closed automatically. This is in turn followed by a reaction section 26 formed from a plurality of empty stations for hardening the stiffening layer, this reaction section being shorter because of the shorter, required reaction time. The last station 27 is used to open the tool and to take the finished workpiece; there may still be some time left in this station to clean the tool. At the same time, the tool is prepared for a new game in this station by moving or exchanging the shape-determining engraving of the mandrel.

Claims

1. Method for producing triple composite parts from plastic,

- Which composite part of an outer skin arranged on the outside facing side made of thermoplastic film, from a foam layer made of a castable, reactive plastic with the inside of it adhesively bonded, and a stiffening part made of a load-bearing plastic in a fully adhesive manner with the foam layer on the inside There is 2 to 4 times the film thickness of the outer skin film,
- Which method is carried out in three stages - starting with a layer lying in the end at the end of the layer, one layer of the composite part being manufactured in each stage and at the same time the three-layer layer composite being completed in the last stage, characterized in that at least the position of the stiffening part ( 3 , 3 ') and the foam layer ( 2 , 2 ') of the layer composite in one and the same shaping tool ( 4 , 4 ', 5 , 5 ') are made, whereby for the position of the stiffening part ( 3 , 3 ') castable, reactive plastic is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that together with the plastic for the position of the stiffening part ( 3 , 3 ') long fibers are introduced or before bringing this plastic a fiber mat ( 17 ) is inserted.

3. The method according to claim 1, characterized in that - starting with the skin film ( 1 , 1 ') - in the molding tool ( 4 , 5 ) as the second stage, the foam layer ( 2 , 2 ') and as the third stage, the stiffening layer ( 3 , 3 ') is manufactured, with in the last two production stages of the mandrel ( 7 or 14 , 14 '), which determines the rear, inner upper surface of the layer to be manufactured and which the outer skin film ( 1 , 1 ') over the entire surface supporting mold cavity ( 6 , 13 ) closes, is changed or replaced during the transition from the second to the third production stage.

4. The method according to claim 1, characterized in that in the manufacture of the composite part with the stiffening position ( 3 , 3 ') is started, this in a mold core ( 7 ', 15 ) and mold cavity ( 6 or 16 , 16th ') Existing shaping tool ( 4 ', 5 ') takes place, which together enclose a shape determining the cavity and can be sealed (sealing surfaces 8, 8' ) with each other, the mandrel ( 7 ', 15 ) the rear, inner surface of the Stiffening layer ( 3 , 3 ') and the mold cavity ( 6 or 16 , 16 ') determines the outer surface of the surface to be manufactured and that the manufacture of the composite part with the foam layer ( 2 , 2 ') is ended as a third stage , wherein in the first and third manufacturing stage one and the same mold core ( 7 ', 15 ) used and in the transition from the first to the third manufacturing stage, the mold cavity ( 6 and 16 , 16 ') changed or exchanged and the mold cavity ( 6 or 16 , 16 ') for the third manufacturing stage is laid out on the inside with the prefabricated outer skin film ( 1 , 1 ').

5. The method according to claim 1, characterized in that a rigid polyurethane-based foam is used as the material for the stiffening layer ( 3 , 3 '), which due to its chemical structure, the additives added and the pressure prevailing during the setting reaction hardens a sturdy stiffening part.

6. The method according to claim 2, characterized in that the changing of the back against the resulting composite part mold core ( 7 ) by moving the shape determine the engraving transversely to the mold parting plane relative to the sealing edge (sealing surfaces 8 ) between the mold cavity ( 6 ) and mold core ( 7th ) he follows.

7. The method according to claim 2, characterized in that the replacement of the two mold cores ( 14 , 14 ') lying on the rear of the resulting composite part by pivoting (pivot axis 28 ) or moving one of the two mold cores ( 14 , 14 ') carrying plate ( 18 ) he follows.

8. The method according to claim 3, characterized in that the exchange of the two the outside surface of the layers of the resulting composite part determining mold cavity ( 16 , 16 ') by pivoting (pivot axis 28' ) or moving one of the two mold cavities ( 16 , 16 ') carrying tool part.