DE4429627C2 - Plattenförmiges Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein plattenförmiges Bauelement aus ei­ nem Träger, der wenigstens auf einer Seite mit einem die Au­ ßenseite bildenden Material beschichtet ist, und ein Verfah­ ren zu seiner Herstellung.

Derartige plattenförmige Bauelemente werden beispielsweise im Kraftfahrzeugbau benötigt. Ein typisches Bauelement ist eine Gepäckraumabdeckung. Derartige Bauelemente werden aus einer Kombination von unterschiedlichen Materialien hergestellt, so daß sie nicht oder nur schwierig recycelbar sind. Insbesonde­ re ist es bekannt, einen Träger aus einem ausgestanzten Holz­ brett vorzusehen, der auf der dem Fahrgastraum zugewandten Seite mit einem Teppich und auf der dem Kofferraum zugewand­ ten Seite mit einem Vlies verklebt ist. Dabei werden diese Bauelemente teilweise noch mit einem angeschraubten Stahlpro­ fil verstärkt.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 69 31 424 ist eine Kunststoffplatte für Bauzwecke bekannt, die aus zwei Schich­ ten besteht, wobei eine Schicht die eine Außenfläche der Platte und die andere Schicht die andere Außenfläche der Platte bildet. Die Schichten bestehen insbesondere aus licht­ durchlässigem glasfaserverstärktem Polyesterharz und weisen Wellungen oder Ausformungen auf. Die beiden Schichten werden in einer Weise zu der Platte verbunden, dass durch die Wel­ lungen oder Ausformungen zwischen den Schichten einerseits Verbindungsstellen und andererseits Luftkammern gebildet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein plattenförmiges Bauelement der eingangs genannten Art zu schaffen, das ein­ fach herstellbar und gut recycelbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Träger aus zwei miteinander verbundenen Platten aus dem gleichen Kunststoff zusammengefügt ist, von denen wenigstens eine zum Bilden von Hohlkörperversteifungen zu einer Schale tiefgezogen ist, auf deren Außenseite beim Tiefziehen eine Schicht aus dem glei­ chen Kunststoff aufkaschiert ist.

Ein derartiges Bauelement besitzt aufgrund der Hohlkörperver­ steifungen einen sehr stabilen Aufbau, der trotz relativ ge­ ingen Gewichtes relativ hoch belastbar ist. Da alle Elemente aus dem gleichen Kunststoff bestehen, ist dieses Bauelement gut recycelbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß in wenigstens eine der Hohlkörperversteifungen eine Ausstei­ fungsschiene eingesteckt ist. Diese Schiene, die beispiels­ weise aus Metall bestehen kann, läßt sich später leicht ent­ fernen, da sie nur eingesteckt ist, so daß die Recycelbarkeit des Bauelementes nicht beeinträchtigt ist.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgese­ hen, daß eine oder mehrere der Hohlkörperversteifungen ausge­ schäumt sind. Diese Ausschäumungen führen zu einer wirksamen Versteifung. Da als Schaum ebenfalls der gleiche Kunststoff verwendet werden kann, besteht das Bauelement wiederum nur aus einem Material, so daß die Recycelfähigkeit nicht beein­ trächtigt ist.

Bei einem vorteilhaften Verfahren zum Herstellen eines plat­ tenförmigen Bauelementes der eingangs genannten Art wird vor­ gesehen, daß mittels eines kombinierten Tiefziehens und Pres­ sens aus zwei Kunststoffplatten, von welchen wenigstens eine zu einer Schale tiefgezogen wird, ein plattenförmiger Träger mit Hohlkörperversteifungen hergestellt wird, wobei bei dem Tiefziehen und Pressen die Beschichtung angebracht wird. Da­ durch ergibt sich ein einheitliches Herstellungsverfahren mit einer hohen Prozeßsicherheit, insbesondere da sich die Ar­ beitsschritte auf einer Maschine durchführen lassen.

Um sicherzustellen, daß das Beschichtungsmaterial bei dem Tiefziehen und Pressen keine Falten wirft, wird bei einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das Beschich­ tungsmaterial vor dem Einlegen in ein Formwerkzeug vorgeformt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und des Herstellungsverfahrens.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine plattenförmige Gepäck­ raumabdeckung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Gepäckraumabdeckung der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gepäckraumabdeckung,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Gepäckraumabdeckung der Fig. 3 und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Maschine zum Durchführen eines kombinierten Tiefziehens und Pres­ sens zum Herstellen der Gepäckraumabdeckung nach Fig. 3.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Gepäckraumabdeckung (10) be­ sitzt eine im wesentlichen rechteckige Gestalt. Sie ist bei­ spielsweise zum Einsatz in einem Kombi-Fahrzeug bestimmt, bei welchem sie den Kofferraum im Bereich einer Rückenlehne der Rücksitze bis zu einem Fenster einer aufklappbaren Heckklappe abdeckt. Hierzu ist sie mit zwei Lagerzapfen (11) versehen, die im Bereich der Rückenlehne der Rücksitze des Fahrzeuges eine Schwenkachse bilden, um die die Heckklappe (10) nach oben schwenkbar ist. Die Heckklappe (10), die auf ihrer Ober­ seite mit zwei schalenartigen Vertiefungen (12, 13) versehen ist, ist auf ihrer Oberseite mit einem nicht dargestellten Teppich und auf ihrer Unterseite mit einem ebenfalls nicht dargestellten Teppich oder Vlies beschichtet.

Die Heckklappe (10) besteht aus zwei Kunststoffplatten (14, 15), die miteinander durch Kleben oder Schweißen verbunden sind. Die obere Platte (15) ist mittels eines Vakuum- Tiefziehens zu einer Schale verformt worden, so daß die bei­ den Kunststoffplatten (14, 15) einen Hohlkörper bilden, wobei die beiden Platten (14, 15) umlaufend an dem Rand und im Be­ reich der Böden der schalenartigen Vertiefungen (12, 13) mit­ einander verbunden sind. Die untere Platte (14) ist mit einer querverlaufenden Vertiefung (17) versehen, die eine querver­ laufende, schwalbenschwanzartige Aufnahme für eine Ausstei­ fungsschiene (16) bildet. Die Aussteifungsschiene (16), die beispielsweise aus Blech hergestellt wird, ist in der Führung nur kraftschlüssig gehalten, so daß sie relativ leicht ein­ steckbar und wieder herausziehbar ist. Es ist auch möglich, einen Formschluß mittels eines Hinterschnittes zu erhalten.

Die beiden Platten (14, 15) bestehen aus dem gleichen Kunst­ stoff, beispielsweise aus Polypropylen. Darüber hinaus beste­ hen die an der Oberseite und der Unterseite angebrachten Be­ schichtungen aus dem gleichen Material, beispielsweise eben­ falls aus Propylen. Es ist ohne weiteres möglich, ein Vlies oder einen Teppich aus dem gleichen Material herzustellen. Nach Entfernen der Aussteifungsschiene (16) ist somit die Ge­ päckraumabdeckung (10) ohne weiteres recycelbar.

Die Zapfen (11) bestehen zweckmäßigerweise ebenfalls aus dem gleichen Kunststoff. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind die Ecken der beiden Platten (14, 15) im Bereich der Zapfen aus­ geschnitten, so daß damit der in diesem Bereich befindliche Hohlkörper geöffnet ist. Die Zapfen (11) sind mit Ansätzen versehen, die in diese geöffnete Hohlkörper eingesteckt und dort beispielsweise durch Kleben befestigt sind. Die Zapfen werden bei einer anderen Ausführungsform als Einlegeteile ausgebildet, die beim Herstellen der Schale mit den Platten (14, 15) verschweißt werden.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 und 5 unterscheidet sich von der bereits beschriebenen Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 nur dadurch, daß die untere Platte (14') völlig eben ist, d. h. die die Führung (17) bildende Profilierung ist ebenso wie die Versteifungsschiene (16) entfallen.

Um eine erhöhte Aussteifung zu erhalten, kann bei einer abge­ wandelten Ausführungsform vorgesehen werden, daß die Hohlräu­ me zwischen den beiden Platten (14, 15) oder (14', 15') aus­ geschäumt sind. Ein derartiges Ausschäumen mit Kunststoff­ schaum führt zu einer weiteren, wesentlichen Versteifung.

In Fig. 5 ist ein oberes Formwerkzeug (20) und ein unteres Formwerkzeug (21) einer Maschine zum kombinierten Tiefziehen und Pressen dargestellt. Bevor die beiden Platten (14, 15) eingefahren werden, werden in die beiden Formwerkzeuge (20, 21) die Materialien eingelegt, die die Außenseite bilden, insbesondere ein Teppich (22) und ein Teppich (23). Der Tep­ pich (23) wird beispielsweise mit Nadeln in dem unteren Form­ werkzeug (21) so befestigt, daß er bei dem Tiefziehen der Platte (15) entsprechend der Kontur gleiten kann, jedoch kei­ ne Falten wirft. Bei einer alternativen Lösung wird vorgese­ hen, daß der Teppich (23) in einer nicht dargestellten Vor­ streckeinrichtung bereits eine Kontur erhält, die der Kontur des unteren Formwerkzeuges (21) entspricht. Der Teppich (22) ist in dem oberen Formwerkzeug so zu fixieren, daß er nicht aufgrund der Schwerkraft herunterfällt. Dies kann durch Na­ deln erfolgen oder durch Kleben oder auch durch ein Ansaugen des Teppichs (22) mit Vakuum an das Formwerkzeug (20).

Die beiden Platten (14, 15) werden innerhalb oder auch außer­ halb der beiden Formwerkzeuge (20, 21) bis zu ihrer Er­ weichungstemperatur erhitzt. Sie werden dann mittels Vakuum jeweils an das zugehörige Formwerkzeug (20, 21) angesaugt, wobei die Platte (15) in das Formwerkzeug (21) hinein tiefge­ zogen wird. Da die Teppiche (22, 23) luftdurchlässig sind, ist das Vakuum durch diese Teppiche (22, 23) wirksam. Die Teppiche (22, 23) dringen dabei in die erweichten Platten (14, 15) ein, so daß sie mit diesen fest verbunden werden. An­ schließend werden die beiden Formwerkzeuge (20, 21) einander zugestellt, so daß die Platten (14, 15) gegeneinander gepreßt und damit miteinander verklebt oder verschweißt werden. Es ist auch möglich, innerhalb dieser Maschine bereits das Auf­ schäumen durchzuführen, indem über geeignete Injektionsdüsen das aufschäumende Material in die Hohlräume hineingebracht wird. Da das Tiefziehen der Platten (14, 15) (auch die Platte (14) kann bei geeigneter Gestaltung des zugehörigen Werkzeu­ ges (20) tiefgezogen werden) als auch das Verschweißen der Teppiche (22, 23) mit den Platten (14, 15) sowie ggf. das Ausschäumen auf einer Maschine durchgeführt werden, läßt sich eine hohe Prozeßsicherheit bei einem kostengünstigen Ferti­ gungsverfahren erreichen.

Nach dem Verbinden der beiden Platten (14, 15) werden die Formwerkzeuge (20, 21) wieder auseinandergefahren, so daß das plattenförmige Bauelement entnommen werden kann. Danach wer­ den die Ränder umlaufend abgeschnitten, so daß die Gepäck­ raumabdeckung (10) entsprechend Fig. 3 und 4 erhalten wird.

Das gleiche Verfahren ist auch anwendbar, wenn sogenannte Kunstdruckfolien in die Formwerkzeuge (20, 21) eingelegt wer­ den, d. h. Folien mit sehr dünner Ausgangsdicke. Diese Folien werden zweckmäßigerweise erst vorverformt und dann in die Formwerkzeuge (20, 21) eingelegt. Um ein Vakuum-Tiefziehen zu ermöglichen, werden diese Folien an vorgegebenen Stellen per­ foriert. Diese Folien werden dann bei dem Vakuum-Tiefziehen mit den Platten (14, 15) verschweißt. Dadurch ergeben sich Mög­ lichkeiten, Produkte zu gestalten, beispielsweise Heckspoiler für Autos oder Karosserieteile wie Heckklappen oder Motor­ raumhauben, die kostengünstiger als ein Lackieren sind.

Claims (10)

1. Plattenförmiges Bauelement aus einem Träger, der wenig­ stens auf einer Seite mit einem die Außenseite bilden­ den Material beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus zwei miteinander verbundenen Platten (14, 15) aus dem gleichen Kunststoff zusammengefügt ist, von denen wenigstens eine zum Bilden von Hohlkör­ perversteifungen zu einer Schale tiefgezogen ist, auf deren Außenseite beim Tiefziehen eine Schicht (23) aus dem gleichen Kunststoff aufkaschiert ist.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Außenseite bildende Schicht ein Teppich (23) ist.

3. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Außenseite bildende Schicht eine Kunststoffolie ist, die eine wesentlich geringere Materialstärke als die Kunststoffplatten (14, 15) aufweist.

4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens eine der Hohlkörper­ versteifungen eine Aussteifungsschiene (16) eingesteckt ist.

5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der Hohlkörper­ versteifungen ausgeschäumt sind.

6. Verfahren zum Herstellen eines plattenförmigen Bauele­ mentes aus einem Träger, der auf wenigstens einer Seite mit einem die Außenseite bildenden Material beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines kombi­ nierten Tiefziehens und Pressens aus zwei Kunststoff­ platten, von welchen wenigstens eine zu einer Schale tiefgezogen wird, ein plattenförmiger Träger herge­ stellt wird, wobei bei dem Tiefziehen und Pressen die Beschichtung aufgebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einfahren der Kunststoffplatten ein Teppich in wenigstens eines der Formwerkzeuge eingelegt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teppich in dem Formwerkzeug fixiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Teppich vor dem Einlegen in das Formwerk­ zeug vorgeformt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem kombinierten Tiefziehen und Pressen der beiden Kunststoffplatten in wenigstens eines der Formwerkzeuge eine vorzugsweise vorgeformte Kunststoffolie eingelegt wird.