WO2015082691A1 - Method for producing a sandwich composite component - Google Patents

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WO2015082691A1 PCT/EP2014/076743 EP2014076743W WO2015082691A1 WO 2015082691 A1 WO2015082691 A1 WO 2015082691A1 EP 2014076743 W EP2014076743 W EP 2014076743W WO 2015082691 A1 WO2015082691 A1 WO 2015082691A1
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Abstract

The invention relates to a method for producing a sandwich composite component (1), particularly for use in a motor vehicle, in which a first polyurethane reactive mixture (2) is applied to tool halves (3a, b) of an embossing tool (4) in order to form a cover layer (5), and said embossing tool (4) is then closed. The method is characterised in that a second polyurethane reactive mixture (6) for forming a core layer (7) is then introduced into a cavity (8) of said embossing tool (4), and in that said first polyurethane reactive mixture (2) and second polyurethane reactive mixture (6) at least partially simultaneously crosslink forming a foam and thus enter into a compound. The invention also relates to a sandwich composite component (1), particularly for use in a motor vehicle, which has a cover layer (5) comprising a first polyurethane foamed material and a core layer (7) comprising a second polyurethane foamed material. The sandwich composite component is characterised in that said first polyurethane foamed material and second polyurethane foamed material have at least partially simultaneously crosslinked and have thus entered into a compound.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Sandwich-Verbundbauteils  Method for producing a sandwich composite component
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Sandwich-Verbundbauteils gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Sandwich-Verbundbauteil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 15. The present invention relates to a method for producing a sandwich composite component according to the preamble of claim 1 and to a sandwich composite component according to the preamble of claim 15.
In einem Kraftfahrzeug wird regelmäßig der Ladeboden des Kofferraums, die Hutablage oder ein anderes flächiges Innenbauteil als Verbundplatte in einer Sandwich-Konstruktion ausgeführt. Eine solche Verbundplatte weist mehrere Schichten auf. Bei einem solchen Ladeboden oder bei einer solchen Hutablage ist gewünscht, dass sie sowohl leicht als auch gegenüber verschiedenen Belastungen stabil ist. Die Steifigkeit rührt dabei regelmäßig aus den äußeren Deckschichten, zwischen denen die Kernschicht als Abstandshalter fungiert und regelmäßig ein genngeres spezifisches Gewicht als die Deckschichten aufweist. Häufig ist auf zumindest eine der Deckschichten eine Teppichlage als Kaschierung vorgesehen. Daneben ist regelmäßig auch gewünscht, dass ein solches Innenbauteil Einlegeelemente wie Gelenkstifte, Schnapper, Schlösser o. dgl. zur Anordnung und Befestigung im Kraftfahrzeug aufweist. Weitere mögliche solche Einlegeelemente an einem Innenbauteil sind Zurrpunktmulden und - schienen, Ladeschutzkanten etc.. In a motor vehicle, the loading floor of the trunk, the parcel shelf or another flat interior component is regularly executed as a composite panel in a sandwich construction. Such a composite panel has several layers. In such a loading floor or in such a parcel shelf, it is desired that it is stable both lightly and against different loads. The rigidity stems regularly from the outer cover layers, between which the core layer acts as a spacer and regularly has a ngergees specific weight than the outer layers. Frequently, a carpet layer is provided as a lamination on at least one of the outer layers. In addition, it is also regularly desired that such an inner component has insertion elements such as hinge pins, snappers, locks or the like for arrangement and fastening in the motor vehicle. Further possible such insert elements on an inner component are lashing point troughs and rails, loading protection edges etc.
Aus dem Stand der Technik und speziell aus der DE 103 10 368 A I , von welcher die vorliegende Erfindung ausgeht, ist es bekannt, ein Sandwich- Verbundbautei 1 speziell für einen Ladeboden in einem Kraftfahrzeug mit einer Kernschicht vorzusehen, welche im Wesentlichen aus Papierwaben besteht. Diese Kernschicht weist beiderseits zur Herstellung der gewünschten Steifigkeit und Härte eine Deckschicht aus aufgeschäumtem Polyurethan mit einem Fasermaterial auf. From the prior art and especially from DE 103 10 368 A I, from which the present invention proceeds, it is known to provide a sandwich composite component 1 especially for a loading floor in a motor vehicle with a core layer, which consists essentially of paper honeycomb. This core layer has on both sides to produce the desired stiffness and hardness on a cover layer of foamed polyurethane with a fiber material.
Jedoch hat ein solches Sand wich- Verbundbauteil mit einer Kernschicht aus Papierwaben auch eine Reihe von Nachteilen. Erstens ist es schwierig, größere Oberflächenkonturierungen vorzunehmen. Bei einer solchen Konturierung wird die Kernschicht im Hinblick auf ihre Wabenstruktur im Wesentlichen zufällig zerstört, sodass die Stabilitätseigenschaften der resultierenden Oberfläche stark davon abhängen, wie die Konturierungen im Verhältnis zu den einzelnen Waben verlaufen. Ein analoges Problem stellt sich an den Rändern des Sandwich- Verbundbauteils, weil bei einem Zuschnitt der Papierwaben der Rand quasi- zufällig durch mehr oder weniger große Rest- Waben gebildet wird. Um hier einen einheitlichen Rand herzustellen, ist hier regelmäßig ein ergänzender Materialauftrag vorgesehen, welcher aber zu verhältnismäßig viel Verschnitt führt. Problematisch ist außerdem, dass die Befestigung der obigen Funktionselemente einerseits aufwendig ist und andererseits der Papi erwabenkem nicht gut dafür geeignet ist, diesen Einlegeelementen Halt zu geben, sodass dieser Halt im Wesentlichen vollständig durch die Deckschicht bereitgestellt werden muss. However, such a sandwiched composite member having a core layer of paper honeycomb also has a number of disadvantages. First, it is difficult to make larger surface contours. With such contouring, the core layer is substantially randomly destroyed with respect to its honeycomb structure, so that the stability properties of the resulting surface depend greatly on how the contouring proceeds in relation to the individual honeycombs. An analogous problem arises at the edges of the composite sandwich component, because when a blank of the paper honeycomb the edge quasi is randomly formed by more or less large residual honeycomb. In order to produce a uniform edge here, a supplementary material order is regularly provided, but which leads to relatively much waste. Another problem is that the attachment of the above functional elements on the one hand consuming and on the other hand, the Papi erwabenkem is not well suited to give these insert elements hold so that this hold must be provided substantially completely by the cover layer.
Schließlich ist der Papierwabenkern auch besonders gegenüber dem Eindringen von Feuchtigkeit empfindlich. Dazu genügen bereits kleinere Beschädigungen der Deckschicht. Eingedrungene Feuchtigkeit kann dann wiederum sowohl zu einem Aufquellen der Papierwaben als auch zur Schimmel bildung führen. Finally, the paper honeycomb core is also particularly sensitive to the ingress of moisture. For this, even minor damage to the cover layer suffice. Ingress of moisture in turn can lead to both swelling of the paper honeycomb and mold formation.
Zwar zeigt die DE 103 10 368 AI auch ein Sandwich- Verbundbauteil, bei welchem sowohl die Kernschicht als auch die Deckschichten aus Polyurethanschaum gebildet ist. Jedoch werden hier die Deckschichten mittels eines Roboters auf die Kernschicht aufgeschäumt, was voraussetzt, dass die Kernschicht bereits als fester Schaumstoff vorliegt. Das hier gezeigte Auftragen der Deckschicht setzt also den Abschluss der Herstellung der Kernschicht als vorangegangenen Schritt voraus. Although DE 103 10 368 A1 also shows a sandwich composite component in which both the core layer and the cover layers are formed from polyurethane foam. However, here the cover layers are foamed by means of a robot on the core layer, which requires that the core layer is already present as a solid foam. The application of the cover layer shown here therefore requires the completion of the production of the core layer as a previous step.
Basierend auf diesem Stand der Technik besteht das Problem der Erfindung darin, die Herstellung eines solchen Sandwich- Verbundbauteils dahin gehend zu verbessern, dass sowohl Arbeitsschritte gespart und gleichzeitig die aus der ungleichmäßigen Wabenstruktur herrührenden Nachteile hinsichtlich der Kontu- riermöglichkeit, der Befestigung von Einlegeelementen und der Gleichmäßigkeit am Bauteilrand behoben werden. Based on this prior art, the problem of the invention is to improve the production of such a sandwich composite component in such a way that both work steps are saved and, at the same time, the disadvantages arising from the non-uniform honeycomb structure with regard to contouring possibility, the fastening of insert elements and the Uniformity at the edge of the component to be corrected.
Bezogen auf ein Verfahren zum Herstellen eines Sandwich-Verbundbauteils mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 wird dieses Problem durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Bezogen auf ein Sandwich- Verbundbauteil mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 15 wird dieses Problem durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 15 gelöst. Wesentlich für die Erfindung ist die Erkenntnis, dass eine hinsichtlich der Kontu- rierung besonders flexible Gestaltung einer Deckschicht mit einer Kemschicht ohne die genannten Nachteile der Wabenstruktur dadurch erreicht werden kann, dass ein Polyurethan- Reaktionsgemisch für die Deckschicht auf die Werkzeughälften eines Formprägewerkzeugs aufgetragen wird und nach Schließen des Formprägewerkzeugs ein weiteres Polyurethan-Reaktionsgemisch in das Formprägewerkzeug eingebracht wird, sodass sich die beiden Polyurethan- Reaktionsgemische zumindest teilweise gleichzeitig und somit auch miteinander aufschäumend vernetzen. Auf diese Weise entsteht eine besonders stabile Verbindung zwischen der Deckschicht und der Kernschicht. Gleichzeitig ist das Verfahren kostengünstig und erlaubt die Herstellung eines leichten Sandwich- Verbundbauteils . With regard to a method for producing a sandwich composite component having the features of the preamble of claim 1, this problem is solved by the features of the characterizing part of claim 1. With respect to a sandwich composite component having the features of the preamble of claim 15, this problem is solved by the features of the characterizing part of claim 15. Essential to the invention is the recognition that a particularly flexible shaping of a cover layer with a core layer without the mentioned disadvantages of the honeycomb structure can be achieved by applying a polyurethane reaction mixture for the cover layer to the tool halves of a die-forming tool, and After closing the mold embossing tool another polyurethane reaction mixture is introduced into the mold embossing tool, so that the two polyurethane reaction mixtures crosslink at least partially simultaneously and thus also with each other by foaming. In this way, a particularly stable connection between the cover layer and the core layer is formed. At the same time, the process is inexpensive and allows the production of a lightweight sandwich composite component.
Die Kontur des Sandwich- Verbundbauteils ist dabei im Prinzip frei wählbar. Die entstehende Kernschicht ist frei von ungewollten Hohlräumen, Lücken oder Schwachstellen und kann sich ohne Weiteres bei der Herstellung räumlich anpassen. Einlegeelemente können sehr flexibel und gleichzeitig einfach in diesem Prozess berücksichtigt werden, wobei die zuverlässige Verbindung mit der Kernschicht auch für einen guten Halt der Einlegeelemente sorgt. Durch die Wahl des jeweiligen Polyurethan-Reaktionsgemischs kann die akustische Wirksamkeit des Sandwich- Verbundbauteils eingestellt werden. Ebenso können die Randbereiche des Sandwich- Verbundbauteils in demselben Herstellungsprozess gleichmäßig ausgestaltet und mit der Deckschicht versehen werden. Grundsätzlich ist eine Kemschicht aus Polyurethan auch temperaturbeständiger als Papierwabenmaterial. Schließlich ist auch kein Zusammenpressen der Werkzeughälften des Formprägewerkzeugs bei der Herstellung erforderlich, da diese nach dem Einbringen des Reaktionsgemischs für die Kemschicht nur im geschlossenen Zustand gehalten werden müssen. The contour of the sandwich composite component is in principle freely selectable. The resulting core layer is free of unwanted voids, gaps or weak points and can easily adapt to the production spatially. Insertion elements can be very flexible and at the same time easily taken into account in this process, wherein the reliable connection with the core layer also ensures a good grip of the insert elements. By selecting the respective polyurethane reaction mixture, the acoustic effectiveness of the sandwich composite component can be adjusted. Likewise, the edge regions of the sandwich composite component can be made uniform in the same manufacturing process and provided with the cover layer. Basically, a core layer of polyurethane is also more temperature resistant than paper honeycomb material. Finally, no compression of the mold halves of the stamping tool during manufacture is required because they must be kept after the introduction of the reaction mixture for the core layer only in the closed state.
Die bevorzugten Ausgestaltungen der Unteransprüche 2 bis 5 betreffen weitere Einzelheiten zum Einbringen und Aushärten des jeweiligen Polyurethan- Reaktionsgemisches für die Kern- und die Deckschicht. The preferred embodiments of the dependent claims 2 to 5 relate to further details for introducing and curing the respective polyurethane reaction mixture for the core and the cover layer.
Der Unteranspruch 7 betrifft die mechanische Verstärkung der Deckschicht durch das Vorsehen von Fasern, wodurch die mechanischen Eigenschaften der Deckschicht flexibel eingestellt werden können. Die bevorzugten Ausgestaltungen der Unteransprüche 9 und 10 beschreiben Möglichkeiten zur Verwirklichung gewünschter insbesondere akustischer Eigenschaften des Sandwich- Verbundbauteils ( 1 ). The dependent claim 7 relates to the mechanical reinforcement of the cover layer by the provision of fibers, whereby the mechanical properties of the cover layer can be flexibly adjusted. The preferred embodiments of the dependent claims 9 and 10 describe possibilities for realizing desired particular acoustic properties of the sandwich composite component (1).
Die Unteransprüche 1 1 bis 13 beschreiben das Einbringen von Einlegeelementen in den Herstellungsprozess. Der Unteranspruch 14 schließlich sieht einen schwenkbaren Abschnitt an mindestens einer Werkzeughälfte vor, sodass für eine Kaschierlage wie etwa einer Teppichschicht eine Umbördelung der Seitenränder des Sandwich- V erbundbauteils ermöglicht wird. The dependent claims 1 1 to 13 describe the introduction of insert elements in the manufacturing process. Finally, the dependent claim 14 provides a pivotable section on at least one tool half, so that a flanging of the side edges of the sandwich component is made possible for a laminating layer, such as a carpet layer.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt: Further details, features, objects and advantages of the present invention will be explained below with reference to a drawing showing only exemplary embodiments. In the drawing shows:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Formprägewerkzeugs während eines ersten, bevorzugt vorgesehenen Schritts eines vorschlagsgemäßen Verfahrens, 1 is a schematic side view of a form embossing tool during a first, preferably provided step of a proposed method,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Formprägewerkzeugs der Fig. FIG. 2 shows a schematic side view of the stamping tool of FIG.
1 während eines zweiten Schritts eines vorschlagsgemäßen Verfahrens,  1 during a second step of a proposed method,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des Formprägewerkzeugs der Fig. 3 is a schematic side view of the die stamping tool of FIG.
1 während eines dritten Schritts eines vorschlagsgemäßen Verfahrens,  1 during a third step of a proposed method,
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht des Formprägewerkzeugs der Fig. 4 is a schematic side view of the die stamping tool of FIG.
1 während eines vierten Schritts eines vorschlagsgemäßen Verfahrens,  1 during a fourth step of a proposed method,
Fig. 5a) eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines vorschlagsgemäßen Sandwich- Verbundbauteils mit einer Zurr-Öse und einem Ausströmer als Einlegeelemente, Fig. 5b) eine schematische Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines vorschlagsgemäßen Sandwich- Verbundbauteils mit einem Kollabierbereich, 5a) is a schematic side view of a first embodiment of a proposed sandwich composite component with a lashing eye and a vent as insert elements, 5b) is a schematic side view of a second embodiment of a proposed sandwich composite component with a collapse area,
Fig. 6a-b) eine schematische Seitenansicht eines Formprägewerkzeugs mit schwenkbaren Abschnitten während zweier Schritte eines vorschlagsgemäßen Verfahrens, 6a-b) is a schematic side view of a form embossing tool with pivotable sections during two steps of a proposed method,
Fig. 7a) eine schematische Seitenansicht eines dritten Ausruhrungsbeispiels eines vorschlagsgemäßen Sandwich- Verbundbauteils mit einer Seitenschiene und einem Lichtwellenleiter als Einlegeelemente und Fig. 7a) is a schematic side view of a third Ausruhrungsbeispiels a proposed sandwich composite component with a side rail and an optical waveguide insert elements and
Fig. 7b) eine schematische Seitenansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines vorschlagsgemäßen Sandwich- Verbundbauteils mit einer verzahnten Zurrschiene als Einlegeelement. Fig. 7b) is a schematic side view of a fourth embodiment of a proposed sandwich composite component with a toothed lashing rail as insert element.
Das vorschlagsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Sandwich- Verbundbauteils 1 , welches Sandwich-Verbundbauteil 1 im fertigen Zustand in vier Ausfuhrungsbeispielen jeweils in den Fig. 5a, b) und 7a, b) - sowie in den Fig. 4 und 6b noch innerhalb des Werkzeugs - dargestellt und insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug eingerichtet ist, wird zunächst anhand der grundlegenden Verfahrensabschnitte des Vorschlags, welche jeweils in den Fig. 2 bis 4 dargestellt sind, erläutert. The proposed method for producing a sandwich composite component 1, which sandwich composite component 1 in the finished state in four exemplary embodiments in each case in Figs. 5a, b) and 7a, b) - and in Figs. 4 and 6b still within the tool - is shown and in particular adapted for use in a motor vehicle, will first be explained with reference to the basic procedural sections of the proposal, which are each shown in FIGS. 2 to 4 explained.
Das vorschlagsgemäße Verfahren umfasst das Auftragen eines ersten Polyurethan-Reaktionsgemisches 2 auf Werkzeughälften 3a, b eines Formprägewerkzeugs 4 zum Bilden einer Deckschicht 5. Dies ist in der Fig. 2 dargestellt. Das erste Polyurethan-Reaktionsgemisch 2 umfasst regelmäßig eine Isocyanatkom- ponente und eine Polyolkomponente, wodurch in an sich bekannter Weise in einer schäumenden Vernetzungsreaktion ein Polyurethanschaum gebildet wird. Diese Vernetzung geht mit einem Aufschäumen und einer Verhärtung einher. Der resultierende Polyurethanschaum, welcher auch als erster Polyurethan- Schaumstoff bezeichnet werden kann, stellt dann die Deckschicht 5 im vorliegenden Sinne dar. Daneben kann das Polyurethan-Reaktionsgemisch 2 in an sich bekannter Weise noch weitere Bestandteile aufweisen, wofür untenstehend weitere Beispiele erörtert werden. Bei den Werkzeughälften 3a, b kann es sich entsprechend der Darstellung in den Fig. 1 bis 4 auch um Formteile des Formprägewerkzeugs 4 handeln, welche verschieden groß und/oder unterschiedlich geformt sein können, sodass sie nicht mathematisch exakte Hälften des Formprägewerkzeugs 4 bilden müssen. Neben der Möglichkeit, dass mehr als zwei Werkzeughälften 3a, b vorhanden sind, kann jede einzelne Werkzeughälfte 3a, b auch mehrteilig sein, wie weiter unten stehend im Hinblick auf die Fig. 6 noch genauer erläutert wird. The proposed method comprises applying a first polyurethane reaction mixture 2 to mold halves 3a, b of a die-embossing tool 4 to form a cover layer 5. This is shown in FIG. The first polyurethane reaction mixture 2 regularly comprises an isocyanate component and a polyol component, whereby a polyurethane foam is formed in a manner known per se in a foaming crosslinking reaction. This networking is accompanied by foaming and hardening. The resulting polyurethane foam, which may also be referred to as a first polyurethane foam, then constitutes the cover layer 5 in the present sense. In addition, the polyurethane reaction mixture 2 may comprise further constituents in a manner known per se, for which further examples are discussed below. As shown in FIGS. 1 to 4, the tool halves 3a, b can also be shaped parts of the die 4, which can have different sizes and / or shapes, so that they do not have to form mathematically exact halves of the die 4. In addition to the possibility that more than two mold halves 3a, b are present, each individual mold half 3a, b may also be multi-part, as will be explained in more detail below with respect to FIG. 6.
Begrifflich wird hier und nachfolgend zwischen dem ersten Polyurethan- Reaktionsgemisch 2 und der Deckschicht 5 insoweit unterschieden - obwohl die Deckschicht 5 aus dem Polyurethan-Reaktionsgemisch 2 entsteht - dass die Deckschicht 5 das Ergebnis eines Vernetzungsvorgangs des Polyurethan- Reaktionsgemischs 2 ist und also durch den Abschluss dieses Vernetzungsvorgangs entsteht, welcher Vernetzungsvorgang auch mit einer Volumenausdehnung einhergeht. Conceptually, a distinction is made here and hereafter between the first polyurethane reaction mixture 2 and the cover layer 5 insofar - although the cover layer 5 is formed from the polyurethane reaction mixture 2 - that the cover layer 5 is the result of a cross-linking process of the polyurethane reaction mixture 2 and thus by the conclusion This cross-linking process arises, which cross-linking process is accompanied by a volume expansion.
Das vorschlagsgemäße Verfahren umfasst femer ein Schließen des Formprägewerkzeugs 4, was in dem Übergang von der Fig. 2 zur Fig. 3 erfolgt. Es wird darauf hingewiesen, dass selbst wenn die Vernetzung des Polyurethan- Reaktionsgemisches 2 hier schon beginnt, jedenfalls diese keinen Gegendruck zum Schließen des Formprägewerkzeugs 4 ausübt und damit das Formprägewerkzeug 4 geschlossen werden kann, ohne eine Presskraft aufzubringen. The proposed method further includes closing the mold embossing tool 4, which takes place in the transition from FIG. 2 to FIG. 3. It should be noted that even if the crosslinking of the polyurethane reaction mixture 2 already begins here, at least this does not exert any counter-pressure to close the mold-stamping tool 4 and thus the mold-stamping tool 4 can be closed without applying a pressing force.
Das vorschlagsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass anschließend ein zweites Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 zum Bilden einer Kernschicht 7 in einen Hohlraum 8 des Formprägewerkzeugs 4 eingebracht wird. Dies ist in der Fig. 3 dargestellt. Grundsätzlich kann das zweite Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 identisch zum ersten Polyurethan-Reaktionsgemisch 2 sein, vorzugsweise wird sich das zweite Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 aber von dem ersten Polyurethan-Reaktionsgemisch 2 unterscheiden, um auf diese Weise unterschiedliche Eigenschaften bei der Kernschicht 7 zu erreichen, deren Verhältnis zum zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 sinngemäß gleich zu dem zwischen dem ersten Polyurethan-Reaktionsgemisch 2 und der Deckschicht 4 ist. Auch das zweite Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 kann neben einer Isocyanatkomponente und einer Polyolkomponente weitere Bestandteile aufweisen. Insbesondere kann das zweite Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 mit Carbonverschnitt angereichert sein. Der aus dem zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 entstandene Schaumstoff kann entsprechend auch als zweiter Polyurethan-Schaumstoff bezeichnet werden. The proposed method is characterized in that subsequently a second polyurethane reaction mixture 6 for forming a core layer 7 is introduced into a cavity 8 of the form-stamping tool 4. This is shown in FIG. 3. In principle, the second polyurethane reaction mixture 6 may be identical to the first polyurethane reaction mixture 2, but preferably the second polyurethane reaction mixture 6 will differ from the first polyurethane reaction mixture 2 in order to achieve different properties in the core layer 7, the Ratio to the second polyurethane reaction mixture 6 is mutually the same as that between the first polyurethane reaction mixture 2 and the cover layer 4. Also, the second polyurethane reaction mixture 6 may comprise further constituents in addition to an isocyanate component and a polyol component. In particular, that can second polyurethane reaction mixture 6 be enriched with carbon blends. The resulting from the second polyurethane reaction mixture 6 foam may also be referred to as a second polyurethane foam.
Wie dargestellt wird der Hohlraum 8 durch das Schließen des Formprägewerkzeugs 4 und insbesondere durch die Werkzeughälften 3a, b gebildet. Speziell wird das zweite Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 durch eine Zufuhrleitung 9 in den Hohlraum 8 eingebracht. As shown, the cavity 8 is formed by the closing of the die 4 and in particular by the tool halves 3a, b. Specifically, the second polyurethane reaction mixture 6 is introduced through a supply line 9 into the cavity 8.
Das vorschlagsgemäße Verfahren ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Polyurethan-Reaktionsgemisch 2 und das zweite Polyurethan- Reaktionsgemisch 6 zumindest teilweise gleichzeitig aufschäumend vernetzen und dabei eine Verbindung eingehen. Mit anderen Worten überlappt sich der jeweilige Vernetzungsvorgang, sodass der Vernetzungsvorgang des einen Polyur- ethan-Reaktionsgemischs nicht erst beginnt, wenn die Vernetzung des jeweils anderen Polyurethan- Reaktionsgemisches abgeschlossen ist. Die Verbindung zwischen dem ersten Polyurethan- Reaktionsgemisch 2 und dem zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 entsteht bereits dadurch, dass - wie in der Fig. 3 dargestellt diese während ihres zumindest teilweise gleichzeitig stattfindendenThe proposed method is further characterized in that the first polyurethane reaction mixture 2 and the second polyurethane reaction mixture 6 at least partially co-foaming and enter into a compound. In other words, the respective crosslinking process overlaps, so that the crosslinking process of the one polyurethane reaction mixture does not start until the crosslinking of the other polyurethane reaction mixture has been completed. The connection between the first polyurethane reaction mixture 2 and the second polyurethane reaction mixture 6 already arises from the fact that - as shown in FIG. 3, these occur during their at least partially simultaneous
Vernetzungsvorgangs in Kontakt miteinander stehen. Networking process in contact with each other.
Wie dargestellt weist das Formprägewerkzeug 4 Heizelemente 10 auf, mit denen die Temperaturverhältnisse während der Herstellung und insbesondere für die Vernetzung eingestellt und kontrolliert werden können. Ferner weist das Formprägewerkzeug 4 auch eine Ableitung 1 1 auf, durch welches während der aufschäumenden Vernetzung der Austritt von Material aus dem Hohlraum 8 gestattet werden kann. As shown, the die-stamping tool 4 has heating elements 10 with which the temperature conditions during manufacture and in particular for crosslinking can be set and controlled. Furthermore, the die-stamping tool 4 also has a discharge line 11, through which the escape of material from the cavity 8 can be permitted during the intumescent cross-linking.
Die Fig. 4 stellt den Zustand nach Abschluss der Vernetzung des ersten Polyur- ethan-Reaktionsgemischs 2 und des zweiten Polyurethan- eaktionsgemischs 6, wodurch sich die Deckschicht 5 und die Kernschicht 7 gebildet haben. Erkennbar ist die aufschäumende Vernetzung mit einer Vol umenausdehnung des jeweiligen Polyurethan-Reaktionsgemischs einhergegangen, sodass der Hohlraum 8 bis auf ggf. vorhandene weitere Strukturen in dem Formprägewerkzeug 4 - auf welche unten stehend noch eingegangen wird - im Wesentlichen vollständig ausgefüllt ist. Obwohl eigentlich die Deckschicht 5 zu beiden Flächenseiten der Kernschicht 7 - und auch um die Randseiten der Kemschicht 7 - angeordnet ist und damit grundsätzlich zwischen einer oberen und einer unteren Deckschicht 5 unterschieden werden könnte, ist hier und nachfolgend stets von einer einzelnenFIG. 4 illustrates the state after completion of the crosslinking of the first polyurethane reaction mixture 2 and of the second polyurethane reaction mixture 6, whereby the cover layer 5 and the core layer 7 have been formed. Evidently, the intumescent crosslinking is accompanied by a volume expansion of the respective polyurethane reaction mixture, so that the cavity 8 is substantially completely filled, except for possibly existing further structures in the mold-embossing tool 4 - which will be discussed below. Although actually the cover layer 5 is arranged on both surface sides of the core layer 7 - and also on the edge sides of the core layer 7 - and thus basically a distinction could be made between an upper and a lower cover layer 5, here and below is always a single one
Deckschicht 5 die Rede, wobei die Deckschicht 5 zu allen Seiten so weit dort vorhanden - der Kernschicht 7 gemeint ist. Das Formprägewerkzeug 4 weist ferner eine Ansaugvorrichtung 12 auf, welche in der Darstellung an der oberen Werkzeughälfte 3a angeordnet ist. Diese dient zum Ansaugen des auf diese Werkzeughälfte 3a aufgetragenen ersten Polyurethan- Reaktionsgemi sches 2, wozu eine hier nicht dargestellte Folie auf der Werkzeughäl fte 3a angeordnet ist. Top layer 5 the speech, wherein the cover layer 5 on all sides as far as there - the core layer 7 is meant. The stamping tool 4 further comprises a suction device 12, which is arranged in the illustration on the upper mold half 3a. This is used to suck the applied to this mold half 3a first polyurethane Reaktionsgemi cal 2, including a film, not shown here on the Werkzeugzeughäl fte 3a is arranged.
Bevorzugt ist nun, dass das zweite Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 - wie in der Fig. 3 dargestellt - flüssig in den Hohlraum 8 eingegossen wird. Das bedeutet, dass vorzugsweise das zweite Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 noch im Wesentlichen unvernetzt ist. Um der Volumenausdehnung während der Vernetzung Rechnung zu tragen, füllen vorzugsweise die Polyurethan-Reaktionsgemische 2, 6 den Hohlraum 8 nicht vollständig aus, sodass - zumindest unmittelbar - nach dem Eingießen grundsätzliche beliebige Gase im Hohlraum 8 verbleiben. It is now preferred that the second polyurethane reaction mixture 6 - as shown in FIG. 3 - is poured liquid into the cavity 8. This means that preferably the second polyurethane reaction mixture 6 is still substantially uncrosslinked. In order to take into account the volumetric expansion during the crosslinking, preferably the polyurethane reaction mixtures 2, 6 do not completely fill the cavity 8, so that-at least immediately-any desired gases remain in the cavity 8 after pouring.
Da das erste Polyurethan-Reaktionsgemisch 2 zuerst aufgetragen wird, ist es bevorzugt, dass die Vernetzung des ersten Po lyurethan- Reaktionsgemi sches 2 vor der Vernetzung des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisches 6 beginnt. Um eine möglichst gleichmäßige und ebene Verbindungsfläche zwischen der Deckschicht 5 und der Kernschicht 7 zu erhalten, ist es wiederum bevorzugt, dass die Vernetzung des ersten Polyurethan-Reaktionsgemisches 2 und des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisches 6 im Wesentlichen gleichzeitig abgeschlossen ist. Since the first polyurethane reaction mixture 2 is applied first, it is preferred that the crosslinking of the first polyurethane reaction mixture 2 begins before the crosslinking of the second polyurethane reaction mixture 6. In order to obtain the most uniform and even bonding surface between the cover layer 5 and the core layer 7, it is again preferred that the crosslinking of the first polyurethane reaction mixture 2 and the second polyurethane reaction mixture 6 is completed substantially simultaneously.
Wie bereits festgestellt, muss zum Schließen des Formprägewerkzeugs 4 keine Presskraft aufgewandt werden. Zwar müssen die Werkzeughäl ften 3a, b während des Vernetzungsvorganges geschlossen gehalten werden, doch reicht hierfür eine Haltekraft. Dies entspricht der bevorzugten Ausführungsform, bei der während der Vernetzung des ersten Polyurethan-Reaktionsgemisches 2 und des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisches 6 eine Offnungskraft auf die Werkzeughälften 3a, b wirkt, welche auf einer vernetzungsbedingten Vol umenausdehnung des ersten Polyurethan-Reaktionsgemisches 2 und des zweiten Polyurethan- Reaktionsgemisches 6 beruht. Bevorzugt ist, dass diese Öffnungskraft im Wesentlichen nur auf dieser vernetzungsbedingten Volumenausdehnung beruht. So spielt ein Einblasdruck in den Hohlraum 8 hierfür keine Rolle. As already stated, no pressing force has to be used to close the stamping tool 4. Although the mold halves 3a, b must be kept closed during the cross-linking process, a holding force is sufficient for this purpose. This corresponds to the preferred embodiment in which during the cross-linking of the first polyurethane reaction mixture 2 and the second polyurethane reaction mixture 6, an opening force acts on the tool halves 3a, b, which is based on a cross-linked volumetric expansion of the first polyurethane reaction mixture 2 and of the second polyurethane - Reaction mixture 6 is based. It is preferred that this opening force is based essentially only on this network-related volume expansion. Thus, a blowing pressure into the cavity 8 does not matter for this purpose.
Durch und während der Vernetzung wird das erste Reaktionsgemisch 2 von dem zweiten Reaktionsgemisch 6 nach außen an die Werkzeughälften 3a, b gepresst. Entsprechend ist bevorzugt, dass das erste Polyurethan-Reaktionsgemisch 2 und das zweite Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 bei der Vernetzung zur Deckschicht 5 und zur Kernschicht 7 einen Kraftschluss bilden. Insbesondere übt das zweite Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 bei der Vernetzung eine Flächenpressung auf das erste Polyurethan-Reaktionsgemisch 2 aus. Through and during the cross-linking, the first reaction mixture 2 is pressed outwardly from the second reaction mixture 6 to the tool halves 3a, b. Accordingly, it is preferred that the first polyurethane reaction mixture 2 and the second polyurethane reaction mixture 6 form a frictional connection during crosslinking to the cover layer 5 and to the core layer 7. In particular, the second polyurethane reaction mixture 6 exerts a surface pressure on the first polyurethane reaction mixture 2 during crosslinking.
Das beschriebene Verfahren erlaubt es, die Kernschicht 7 im Wesentlichen von allen Seiten von der Deckschicht 5 umfassen zu lassen. Damit wird es vorteilhafterweise ermöglicht, dass der Hohlraum 8 und das Sandwich- Verbundbauteil 1 im Wesentlichen plattenförmig sind. Hier ist weiter bevorzugt, dass die Deckschicht 5 auch die Randseiten 13 des Sandwich-Verbundbauteils 1 abdeckt. Insbesondere kann die Deckschicht 5 die Randseiten 13 des Sandwich- Verbundbauteils 1 im Wesentlichen vollständig abdecken. The method described makes it possible to cover the core layer 7 essentially from all sides of the cover layer 5. Thus, it is advantageously possible that the cavity 8 and the sandwich composite component 1 are substantially plate-shaped. Here it is further preferred that the cover layer 5 also covers the edge sides 13 of the sandwich composite component 1. In particular, the cover layer 5 can substantially completely cover the edge sides 13 of the sandwich composite component 1.
Um vorteilhafte mechanische Eigenschaften der Deckschicht 5 und damit des Sandwich- Verbundbauteils 1 insgesamt zu erreichen, können Fasern zur Verstärkung verwendet werden. Bevorzugt ist daher, dass zu dem ersten Polyurethan-Reaktionsgemisch 2 ein Fasermaterial auf die Werkzeughälften 3a, b aufgetragen wird und die Deckschicht 5 eine von dem ersten Polyurethan- Reaktionsgemisch 2 und dem Fasermaterial gebildete Faserverbunddeckschicht ist. In order to achieve advantageous mechanical properties of the cover layer 5 and thus of the composite sandwich component 1 as a whole, fibers can be used for reinforcement. It is therefore preferred that to the first polyurethane reaction mixture 2, a fiber material is applied to the tool halves 3a, b and the cover layer 5 is formed by the first polyurethane reaction mixture 2 and the fiber material fiber composite cover layer.
Das vorschlagsgemäße Verfahren erlaubt es auch, den Kaschierprozess auf einfache Art und Weise zu integrieren. Dies geschieht bevorzugt dadurch, dass eine Kaschierlage 14 auf mindestens eine Werkzeughälfte 3b aufgetragen wird zur Verbindung mit dem ersten Polyurethan-Reaktionsgemisch 2 während des Vernetzens des ersten Polyurethan-Reaktionsgemischs 2. In der Fig. 1 ist dargestellt, wie diese Kaschierlage 14, welche beispielsweise eine Teppichlage umfassen kann, auf die Werkzeughälfte 3b vor dem Auftragen des ersten Polyurethan- Reaktionsgemisches 2 aufgetragen wird. Alternativ oder zusätzlich kann eine solche Kaschierlage 14 auch auf die andere Werkzeughälfte 3a aufgetragen werden. The proposed method also makes it possible to integrate the lamination process in a simple manner. This is preferably done by applying a laminating layer 14 to at least one mold half 3b for connection to the first polyurethane reaction mixture 2 during the crosslinking of the first polyurethane reaction mixture 2. FIG. 1 shows how this laminating layer 14, which, for example, a carpet layer may be applied to the tool half 3b prior to the application of the first polyurethane reaction mixture 2. Alternatively or additionally, a Such Kaschierlage 14 are applied to the other tool half 3a.
Eine Möglichkeit, ein Sandwich- Verbundbauteil 1 mit bestimmten gewünschten Eigenschaften herzustellen, besteht darin, die Kernschicht 7 und hier vor allem die Charakteristika ihrer Poren zu beeinflussen. Dies kann vorzüglich über eine Manipulation des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisches 6 erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des vorschlagsgemäßen Verfahrens wird eine Poreneigenschaft der Kernschicht 7 bestimmt für ein vorgegebenes Eigenschaftsprofil des Sandwich- Verbundbauteils 1. Bei dieser Poreneigenschaft kann es sich insbesondere um eine Porengröße handeln. Bevorzugt wird die Poreneigenschaft durch ein Additiv für das zweite Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 bestimmt, wobei es sich hier vor allem um einen flüssigen Zusatzstoff handeln kann, welcher sich insbesondere in dem zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 auflösen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Poreneigenschaft durch ein Mischverhältnis des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisches 6 bestimmt werden, wobei vor allem ein Mischverhältnis ihrer 1 soc yanatko mponente und ihrer Polyolkomponente infrage kommt. Das vorgegebene Eigenschaftsprofil kann ein akustisches Eigenschaftsprofil sein, wobei hier insbesondere ein Eigenschaftsprofil für eine vorgegebene Schalldämmung und/oder eine vorgegebene Schalldämpfung vorgesehen sein kann. One way to produce a sandwich composite component 1 with certain desired properties is to influence the core layer 7 and, above all, the characteristics of its pores. This can be done excellently via a manipulation of the second polyurethane reaction mixture 6. According to a preferred embodiment of the proposed method, a pore property of the core layer 7 is determined for a given property profile of the sandwich composite component 1. This pore property may in particular be a pore size. Preferably, the pore property is determined by an additive for the second polyurethane reaction mixture 6, which may be above all a liquid additive, which can dissolve in particular in the second polyurethane reaction mixture 6. Alternatively or additionally, the pore property can be determined by a mixing ratio of the second polyurethane reaction mixture 6, wherein in particular a mixing ratio of their 1 soc yanatko mponente and their polyol component comes into question. The predefined property profile may be an acoustic property profile, in which case in particular a property profile for a given sound insulation and / or a predetermined sound attenuation may be provided.
Es kann auch zu dem zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 ein insbesondere fester Füllstoff für ein vorgegebenes Eigenschaftsprofil hinzugegeben werden. Hier kommen insbesondere Granulate aus expandiertem Polypropylen, expandiertem Polystyrol, insbesondere synthetischem Gummi oder einem sonstigen Kunststoff infrage. Ebenso können Fasern und insbesondere Glasfasern vorgesehen sein oder eine vorzugsweise aus Kunststoff gebildete Schwerschicht. Eine mit einem solchen Füllstoff gebildete Granulat-Kernschicht 7a ist in der Fig. 7a dargestellt. Wiederum ist das Eigenschaftsprofil bevorzugt ein akustisches, vor allem gemäß der obigen Beschreibung, und/oder ein mechanisches. So können auch das Gewicht und andere mechanische Eigenschaften durch einen solchen Füllstoff eingestellt werden. Vorzugsweise verbleibt der Füllstoff nach der Vernetzung des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemischs 6 in der Kernschicht 7. Das bedeutet z. B., dass er sich nicht auflöst. Das vorschlagsgemäße Verfahren erlaubt das Vorsehen von oben bereits genannten Einlegeelementen 15 in dem Sandwich- Verbundbauteil 1 auf einfache Art und Weise. Speziell kann ein Einlegeelement 15 vor dem Einbringen des zweiten Polyurethan- Reaktionsgemischs 6 so in dem Formprägewerkzeug 4 angeordnet werden, dass das Einlegeelement 15 mit dem zweiten Polyurethan- Reaktionsgemisch 6 und nach ihrem Vernetzen mit der Kernschicht 7 flächenweise durchgängig, ggf. unter Vorhandensein von Zwischenschichten, verbunden ist. Das bedeutet, dass keine makroskopischen, also über die Schaumblasen hinausgehenden, Freiräume um das Einlegeelement 15 vorhanden sind. Vorzugsweise ist das Einlegeelement 15 dann auch mit der Deckschicht 5 verbunden. Auf diese Weise ist ein guter Halt gewährleistet, da die Kernschicht 7 insbesondere nicht die Inhomogenitäten etwa von Papierwaben aufweist. Vorzugsweise ist das Einlegeelement 15 unelastisch. It is also possible to add to the second polyurethane reaction mixture 6 in particular a solid filler for a given property profile. In particular granules of expanded polypropylene, expanded polystyrene, in particular synthetic rubber or another plastic in question. Likewise, fibers and in particular glass fibers may be provided or a heavy layer preferably formed of plastic. A granular core layer 7a formed with such a filler is shown in FIG. 7a. Again, the property profile is preferably an acoustic, especially as described above, and / or a mechanical one. Thus, the weight and other mechanical properties can be adjusted by such a filler. Preferably, the filler remains after crosslinking of the second polyurethane reaction mixture 6 in the core layer 7. This means z. B. that he does not dissolve. The proposed method allows the provision of above-mentioned insert elements 15 in the sandwich composite component 1 in a simple manner. Specifically, an insert element 15 may be arranged in the mold embossing tool 4 prior to introduction of the second polyurethane reaction mixture 6 such that the insert element 15 is continuous with the second polyurethane reaction mixture 6 and after its crosslinking with the core layer 7, optionally in the presence of intermediate layers , connected is. This means that no macroscopic, so beyond the foam bubbles, free spaces around the insert element 15 are present. Preferably, the insert element 15 is then also connected to the cover layer 5. In this way, a good grip is ensured because the core layer 7 in particular does not have the inhomogeneities of about paper honeycomb. Preferably, the insert element 15 is inelastic.
Insbesondere ist vorgesehen, dass eine Position des Einlegeelements 15 vorgegeben wird und dass das Einlegeelement 15 beim Einbringen und bei der Vernetzung des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemischs 6 die vorgegebene Position beibehält. Das Einlegeelement 15 wird also nicht durch das zweite Polyurethan- Reaktionsgemisch 6 im Hohlraum 8 bewegt oder gar weggespült. In particular, it is provided that a position of the insert element 15 is predetermined and that the insert element 15 during insertion and during the crosslinking of the second polyurethane reaction mixture 6 maintains the predetermined position. The insert element 15 is thus not moved by the second polyurethane reaction mixture 6 in the cavity 8 or even washed away.
In der Fig. 5a sind als solche Einlegeelemente 15 ein Ausströmer 16 sowie eine Zurr-Öse 17 dargestellt. Wenn dabei, wie bevorzugt und für die Zurr-Öse 17 dargestellt, dass Einlegeelement 15 mehrfach mi der Deckschicht 5 in Verbindung steht, was auch als Durchdringen der Kernschicht 7 beschrieben werden kann, ist ein besonders guter Halt gewährleistet. Dies wird durch die ebenso bevorzugte Tannenbaumstruktur eines Einlegeelements 15, hier der Zurr-Öse 17, weiter gewährleistet. In Fig. 5a as such insert elements 15, a vent 16 and a lashing eye 17 are shown. If, as preferred and illustrated for the lashing eye 17, that insertion element 15 is repeatedly mi mi the cover layer 5 in conjunction, which can also be described as penetrating the core layer 7, a particularly good grip is guaranteed. This is further ensured by the likewise preferred Christmas tree structure of an insert element 15, here the lashing eye 17.
Weitere bevorzugte Einlegeelemente 15 sind die in der Fig. 7a dargestellte Seitenschiene 18 und die in der Fig. 7b dargestellte verzahnte Zurrschiene 19. Diese verwirklichen auch diejenige bevorzugte Ausgestaltung des Einlegeelements 15, bei welcher das Einlegeelement 15 Offnungen 20 zur Aufnahme des ersten Polyurethan-Reaktionsgemischs 2 und/oder des zweiten Polyurethan- Reaktionsgemischs 6 aufweist, wodurch der Halt des Einlegeelements 15 nochmals verbessert wird. Gemäß einer bevorzugten Ausfiihrungsform ist das Ei nie- geelement 15 ein Lichtwellenleiter 1 5a, welcher ebenfalls in der Fig. 7a dargestellt ist. Further preferred insertion elements 15 are the side rail 18 shown in FIG. 7a and the toothed lashing rail 19 shown in FIG. 7b. These also realize that preferred embodiment of the insertion element 15, in which the insertion element 15 openings 20 for receiving the first polyurethane reaction mixture 2 and / or the second polyurethane reaction mixture 6, whereby the hold of the insert member 15 is further improved. According to a preferred embodiment, the egg is geelement 15 an optical waveguide 1 5a, which is also shown in Fig. 7a.
Falls das Verbindungsverhalten zwischen dem zweiten Polyurethan- Reaktionsgemisch 6 und dem Einlegeelement 15 verbessert werden soll, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein weiteres Bindematerial, bei welchem es sich ebenfalls um ein Polyurethan-Reaktionsgemisch handeln kann, auf das Einlegeelement 15 aufgetragen werden zur Verbindung mit dem zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisch 6 während des Vernetzens des zweiten Polyur- ethan-Reaktionsgemischs 6. If the connection behavior between the second polyurethane reaction mixture 6 and the insert element 15 is to be improved, according to a preferred embodiment, a further binding material, which may likewise be a polyurethane reaction mixture, can be applied to the insert element 15 for connection to the second polyurethane reaction mixture 6 during the crosslinking of the second Polyur- ethane reaction mixture. 6
Um das Risiko eines Lösens der Kaschierung zu minimieren, ist es häufig gewünscht, dass eine prinzipiell für eine Hauptfläche des Sandwich- Verbundbauteils 1 vorgesehene Kaschierlage 14 nicht nur vollständig über eine Randseite 13 des Sandwich- Verbundbauteils 1 verläuft, sondern sogar zumindest teilweise auf der gegenüberliegenden Hauptfläche angeordnet ist. Diese Anordnung der Kaschierlage 14 kann auch als Umbördelung bezeichnet werden. Zu diesem Zweck ist es, wie in den Fig. 6a und 6b dargestellt, bevorzugt vorgesehen, dass mindestens eine Werkzeughälfte 3a mindestens einen schwenkbaren Abschnitt 21a, b aufweist, welcher zum Schließen des Formprägewerkzeugs 4 so umgeklappt wird, dass die Deckschicht 5 auf dem schwenkbaren Abschnitt 21a, b zumindest bereichsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten mit der Kernschicht 7 verbunden ist. Vorzugsweise wird dabei die Kaschierlage 14 auf den schwenkbaren Abschnitt 21 a, b aufgetragen. In order to minimize the risk of detachment of the lamination, it is often desired that a laminating layer 14 provided in principle for one main surface of the sandwich composite component 1 does not extend completely over only one edge side 13 of the sandwich composite component 1, but even at least partially on the opposite one Main surface is arranged. This arrangement of the laminating layer 14 may also be referred to as flanging. For this purpose, it is preferably provided, as shown in FIGS. 6a and 6b, that at least one tool half 3a has at least one pivotable section 21a, b, which is folded over in order to close the stamping tool 4, such that the cover layer 5 is pivotable on the pivoting Section 21a, b is at least partially connected to the core layer 7 on two opposite sides. Preferably, the liner 14 is applied to the pivotable portion 21 a, b.
Ein vorschlagsgemäßes Sandwich- Verbundbauteil 1, welches insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug eingerichtet ist und speziell in den Fig. 5a- b) und Fig. 7a-b) dargestellt ist, weist eine Deckschicht 5 mit einem ersten Polyurethan-Schaumstoff und eine Kernschicht 7 mit einem zweiten Polyurethan- Schaumstoff auf. A proposed sandwich composite component 1, which is especially adapted for use in a motor vehicle and is shown in particular in FIGS. 5 a b) and 7 a b), has a cover layer 5 with a first polyurethane foam and a core layer 7 with a second polyurethane foam on.
Das vorschlagsgemäße Sandwich- Verbundbauteil 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Polyurethan-Schaumstoff und der zweite Polyurethan-Schaumstoff sich zumindest teilweise gleichzeitig aufschäumend vernetzt haben und dabei eine Verbindung eingegangen sind. Vorzugsweise ist das vorschlagsgemäße Sandwich- Verbundbauteil I durch ein vorschlagsgemäßes Verfahren hergestellt worden. Die für das vorschlagsgemäße Verfahren beschriebenen Ausgestaltungen und Merkmale gelten sinngemäß gleich für das vorschlagsgemäße Sandwich- Verbundbauteil 1 , wobei insbesondere der erste Polyurethan-Schaumstoff durch eine Vernetzung des ersten Polyurethan-Reaktionsgemisches 2 und der zweite Polyurethan-Schaumstoff durch eine Vernetzung des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisches 6 entstanden ist. The proposed sandwich composite component 1 is characterized in that the first polyurethane foam and the second polyurethane foam have at least partially co-foaming and thereby entered into a connection. Preferably, the proposed composite sandwich component I has been prepared by a proposal according to the method. The embodiments and features described for the proposed method apply mutatis mutandis to the proposed sandwich composite component 1, wherein in particular the first polyurethane foam by crosslinking the first polyurethane reaction mixture 2 and the second polyurethane foam by crosslinking the second polyurethane reaction mixture 6 has emerged.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Sandwich- Verbundbauteil 1 ein, vorzugsweise unelastisches, Einlegeelement 15 umfasst und dass das Einlegeelement 15 mit der Kernschicht 7 flächenweise durchgängig, ggf. unter Vorhandensein von Zwischenschichten, verbunden. Insbesondere kann das Einlegeelement 15 mit der Deckschicht 5 verbunden sein. Es wird auf die obigen bevorzugten Merkmale und Ausgestaltungen des Einlegeelements 15 verwiesen. It is preferably provided that the sandwich composite component 1 comprises a, preferably inelastic, insert element 15 and that the insert element 15 is connected to the core layer 7 in a continuous manner, optionally in the presence of intermediate layers. In particular, the insert element 15 may be connected to the cover layer 5. Reference is made to the above preferred features and embodiments of the insert element 15.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass eine weitgehend freie Konturierung der Oberfläche des Sandwich- Verbundbauteils 1 vorgenommen werden kann. Diese Möglichkeit wiederum kann auch zur Gestaltung mechanischer Eigenschaften des Sandwich- Verbundbauteils 1 verwendet werden. So kann durch gezielte Schwächungen der Dicke des Sandwich- Verbundbauteils 1 ein definiertes und insbesondere auch richtungsbezogenes Bruchverhalten des Sandwich- Verbundbauteils 1 erreicht werden. Die Fig. 5b zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel. Hier ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass das Sandwich- Verbundbauteil 1 einen Kollabierbereich 22 hinsichtlich einer Kollabierrichtung 23 aufweist. Ein solcher Kollabierbereich 22 kann insbesondere - und wie dargestellt - dadurch verwirklicht werden, dass der Kollabierbereich 22 einen wellen- oder rechteckartigen Kammverlauf der Deckschicht 5 in Bezug auf eine Dicke des Sandwich- Verbundbauteils 1 aufweist. Bei einem Aufprall in Kollabierrichtung 23 brechen die Wellen- oder Rechteckformen bevorzugt ein, bevor ein Bruch des Sandwich- Verbundbauteils 1 an anderer Stelle eintritt. Hier kommt etwa infrage ein solches Sandwich- Verbundbauteil 1 als Ladeboden zu verwenden, und dabei den Kollabierbereich 22 und die Kollabierrichtung 23 für einen Heck-Crash des Kraftfahrzeugs auszulegen. Another advantage is that a largely free contouring of the surface of the sandwich composite component 1 can be made. This possibility in turn can also be used to design mechanical properties of the sandwich composite component 1. Thus, by specific weakening of the thickness of the sandwich composite component 1, a defined and in particular also directionally related fracture behavior of the sandwich composite component 1 can be achieved. Fig. 5b shows a corresponding embodiment. Here, according to an advantageous embodiment, it is provided that the composite sandwich component 1 has a collapse area 22 with respect to a collapse direction 23. Such a collapsing region 22 can in particular - and as shown - be realized in that the collapse region 22 has a wave-like or rectangular comb course of the cover layer 5 with respect to a thickness of the sandwich composite component 1. In the event of an impact in the collapse direction 23, the wave or rectangular shapes preferably break before a break of the sandwich composite component 1 occurs elsewhere. Here, for example, it is possible to use such a sandwich composite component 1 as a loading floor, thereby designing the collapsing area 22 and the collapse direction 23 for a rear crash of the motor vehicle.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Herstellen eines Sandwich- Verbundbauteils (1), insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, umfassend ein Auftragen eines ers- ten Polyurethan-Reaktionsgemisches (2) auf Werkzeughälften (3a, b) eines Formprägewerkzeugs (4) zum Bilden einer Deckschicht (5) und umfassend ein Schließen des Formprägewerkzeugs (4), 1. A method for producing a sandwich composite component (1), in particular for use in a motor vehicle, comprising applying a first polyurethane reaction mixture (2) to mold halves (3a, b) of a forming tool (4) to form a cover layer ( 5) and comprising closing the mold-stamping tool (4),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
anschließend ein zweites Polyurethan-Reaktionsgemisch (6) zum Bilden einer Kernschicht (7) in einen Hohlraum (8) des Formprägewerkzeugs (4) eingebracht wird und dass sich das erste Polyurethan-Reaktionsgemisch (2) und das zweite Polyurethan-Reaktionsgemisch (6) zumindest teilweise gleichzeitig aufschäumend vernetzen und dabei eine Verbindung eingehen. then a second polyurethane reaction mixture (6) for forming a core layer (7) in a cavity (8) of the compression molding tool (4) is introduced and that the first polyurethane reaction mixture (2) and the second polyurethane reaction mixture (6) at least partly simultaneously frothy and connect at the same time.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Polyurethan-Reaktionsgemisch (6) flüssig, vorzugsweise im Wesentlichen unver- netzt, in den Hohlraum (8) eingegossen wird, insbesondere, dass nach dem Eingießen Gase im Hohlraum (8) verbleiben. 2. The method according to claim 1, characterized in that the second polyurethane reaction mixture (6) is liquid, preferably substantially unburned, poured into the cavity (8), in particular, that after pouring gases in the cavity (8) remain ,
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vernetzung des ersten Polyurethan-Reaktionsgemisches (2) vor der Vernetzung des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisches (6) beginnt und/oder dass die Vernetzung des ersten Polyurethan-Reaktionsgemisches (2) und des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisches (6) im Wesentlichen gleichzeitig abgeschlossen ist. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the crosslinking of the first polyurethane reaction mixture (2) before the crosslinking of the second polyurethane reaction mixture (6) begins and / or that the crosslinking of the first polyurethane reaction mixture (2) and of the second polyurethane reaction mixture (6) is completed substantially simultaneously.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der Vernetzung des ersten Pol yurethan- Reaktion sgemisches (2) und des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisches (6) eine Öffnungskraft auf die Werkzeughälften (3a, b) wirkt, welche, vorzugsweise im Wesentlichen nur, auf einer vernetz ungsbedingten Volumenausdehnung des ersten Polyurethan- Reaktionsgemisches (2) und des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisches (6) beruht. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that during the crosslinking of the first Pol yurethan- reaction mixture (2) and the second polyurethane reaction mixture (6) an opening force on the tool halves (3a, b) acts, which , Preferably substantially only, based on a crosslinking tion-based volume expansion of the first polyurethane reaction mixture (2) and the second polyurethane reaction mixture (6).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Polyurethan-Reaktionsgemisch (2) und das zweite Polyurethan- Reaktionsgemisch (6) bei der Vernetzung zur Deckschicht (5) und zur Kernschicht (7) einen Kraftschluss bilden, vorzugsweise, dass das zweite Polyurethan-Reaktionsgemisch bei der Vernetzung eine Flächenpressung auf das erste Polyurethan-Reaktionsgemisch ausübt. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the first polyurethane reaction mixture (2) and the second polyurethane Reaction mixture (6) in the cross-linking to the cover layer (5) and the core layer (7) form a frictional connection, preferably, that the second polyurethane reaction mixture in the cross-linking a surface pressure on the first polyurethane reaction mixture exerts.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (8) und das Sandwich- Verbundbauteil ( 1) im Wesentlichen plat- tenförmig sind, vorzugsweise, dass die Deckschicht (5) auch die Randseiten (13) des Sandwich- Verbundbauteils ( 1), insbesondere im Wesentlichen vollständig, abdeckt. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the cavity (8) and the sandwich composite component (1) are substantially plate tenförmig, preferably that the cover layer (5) and the edge sides (13) of the Sandwich composite component (1), in particular substantially completely covers.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem ersten Polyurethan-Reaktionsgemisch (2) ein Fasermaterial auf die Werkzeughälften (3a, b) aufgetragen wird und die Deckschicht (5) eine von dem ersten Polyurethan-Reaktionsgemisch (2) und dem Fasermaterial gebildete Fa- serverbunddeckschicht ist. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that to the first polyurethane reaction mixture (2) a fiber material on the tool halves (3a, b) is applied and the cover layer (5) one of the first polyurethane reaction mixture ( 2) and the fiber composite formed fiber composite cover layer.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kaschierlage (14) auf mindestens eine Werkzeughälfte (3b) aufgetragen wird zur Verbindung mit dem ersten Polyurethan-Reaktionsgemisch (2) während des Vernetzens des ersten Polyurethan-Reaktionsgemischs (2). 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a Kaschierlage (14) is applied to at least one mold half (3b) for connection to the first polyurethane reaction mixture (2) during crosslinking of the first polyurethane reaction mixture (2 ).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Poreneigenschaft, insbesondere eine Porengröße, der Kernschicht (7), vorzugsweise durch ein Additiv und/oder ein Mischverhältnis des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemischs (6), bestimmt wird für ein vorgegebenes, vorzugsweise akustisches, Eigenschaftsprofil, insbesondere für eine vorgegebene Schalldämmung und/oder Schalldämpfung, des Sandwich- Verbundbauteils ( 1). 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a pore property, in particular a pore size, the core layer (7), preferably by an additive and / or a mixing ratio of the second polyurethane reaction mixture (6) is determined for a predetermined, preferably acoustic, property profile, in particular for a given sound insulation and / or sound attenuation of the sandwich composite component (1).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisch (6) ein, insbesondere fester, Füllstoff für ein vorgegebenes, insbesondere akustisches und/oder mechanisches, Eigenschaftsprofil des Sandwich- Verbundbauteils (1) hinzugegeben wird, weiter insbesondere, dass der Füllstoff nach der Vernetzung des zweiten Polyurethan- Reaktionsgemischs (6) in der Kernschicht (7) verbleibt. 10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that added to the second polyurethane reaction mixture (6), in particular solid, filler for a given, in particular acoustic and / or mechanical, property profile of the sandwich composite component (1) is, further in particular, that the filler after crosslinking of the second polyurethane reaction mixture (6) in the core layer (7) remains.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein, vorzugsweise unelastisches, Einlegeelement ( 15) vor dem Einbringen des zweiten Polyurethan- Reaktionsgemischs (6) so in dem Formprägewerkzeug (4) angeordnet wird, dass das Einlegeelement (15) mit dem zweiten Polyurethan- Reaktionsgemisch (6) und nach ihrem Vernetzen mit der Kernschicht (7) flächenweise durchgängig, ggf. unter Vorhandensein von Zwischenschichten, verbunden ist, vorzugsweise, dass das Einlegeelement ( 15) mit der Deckschicht (5) verbunden ist. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a, preferably inelastic, insert element (15) prior to introducing the second polyurethane reaction mixture (6) is arranged in the form stamping tool (4) that the insert element (15 ) is connected to the second polyurethane reaction mixture (6) and after its crosslinking with the core layer (7) area by area continuously, optionally in the presence of intermediate layers, preferably, that the insert element (15) is connected to the cover layer (5).
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeelement ( 15) ein Ausströmer (16), eine Zurr-Öse ( 17), eine Seitenschiene ( 18), eine verzahnte Zurrschiene (19) oder ein Lichtwellenleiter ( 15a) ist. 12. The method of claim 1 1, characterized in that the insert element (15) is an outflow (16), a lashing eye (17), a side rail (18), a toothed lashing rail (19) or an optical waveguide (15a) ,
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bindematerial auf das Einlegeelement ( 15) aufgetragen wird zur Verbindung mit dem zweiten Polyurethan-Reaktionsgemisch (6) während des Vernetzens des zweiten Polyurethan-Reaktionsgemischs (6). 13. The method of claim 1 1 or 12, characterized in that a binding material is applied to the insert element (15) for connection to the second polyurethane reaction mixture (6) during the crosslinking of the second polyurethane reaction mixture (6).
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Werkzeughälfte (3a) mindestens einen schwenkbaren Abschnitt (21a, b) aufweist, welcher zum Schließen des Formprägewerkzeugs (4) so umgeklappt wird, dass die Deckschicht (5) auf dem schwenkbaren Abschnitt (21 a, b) zumindest bereichsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten mit der Kernschicht ( 7) verbunden ist, vorzugsweise, dass die Kaschierlage (14) auf den schwenkbaren Abschnitt (21 a, b) aufgetragen wird. 14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that at least one mold half (3a) has at least one pivotable portion (21a, b) which is folded to close the mold embossing tool (4) so that the cover layer (5) on the pivotable portion (21 a, b) at least partially on two opposite sides with the core layer (7) is connected, preferably, that the Kaschierlage (14) on the pivotable portion (21 a, b) is applied.
15. Sandwich- Verbundbauteil ( 1 ), insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, mit einer Deckschicht (5) umfassend einen ersten Polyurethan- Schaumstoff und einer Kernschicht (7) umfassend einen zweiten Polyurethan- Schaumstoff, 15. Sandwich composite component (1), in particular for use in a motor vehicle, having a cover layer (5) comprising a first polyurethane foam and a core layer (7) comprising a second polyurethane foam,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der erste Polyurethan-Schaumstoff und der zweite Polyurethan-Schaumstoff sich zumindest teilweise gleichzeitig aufschäumend vernetzt haben und dabei eine Verbindung eingegangen sind. the first polyurethane foam and the second polyurethane foam have at least partially co-foaming and thereby entered into a connection.
16. Sandwich- Verbundbauteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Sandwich- Verbundbauteil ( 1 ) nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellt wurde. 16. sandwich composite component according to claim 15, characterized in that the sandwich composite component (1) was prepared by a method according to any one of claims 1 to 14.
17. Sandwich- Verbundbauteil (1 ) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Sandwich- Verbundbauteil ( 1) ein, vorzugsweise unelastisches, Einlegeelement ( 15) umfasst und dass das Einlegeelement ( 15) mit der Kernschicht (7) flächenweise durchgängig, ggf. unter Vorhandensein von Zwischenschichten, verbunden ist, insbesondere, dass das Einlegeelement ( 15) mit der Deckschicht (5) verbunden ist. 17. sandwich composite component (1) according to claim 15 or 16, characterized in that the sandwich composite component (1) comprises a, preferably inelastic, insert element (15) and that the insert element (15) with the core layer (7) area by area , optionally in the presence of intermediate layers, is connected, in particular, that the insert element (15) is connected to the cover layer (5).
18. Sandwich- Verbundbauteil nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Sandwich- Verbundbauteil einen Kollabierbereich (22) hinsichtlich einer Kollabierrichtung (23) aufweist, vorzugsweise, dass der Kollabierbereich (22) einen wellen- oder rechteckartigen Kammverlauf der Deckschicht (5) in Bezug auf eine Dicke des Sandwich- Verbundbauteils ( 1 ) aufweist. 18. Sandwich composite component according to one of claims 15 to 17, characterized in that the sandwich composite component has a collapsing region (22) with respect to a collapse direction (23), preferably, that the collapse region (22) has a wave-like or rectangular comb course of the cover layer (5) with respect to a thickness of the sandwich composite member (1).
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