DE102008035478A1

DE102008035478A1 - Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeug-Verkleidungsteils sowie Verkleidungsteil

Info

Publication number: DE102008035478A1
Application number: DE102008035478A
Authority: DE
Inventors: Frank Heisler
Original assignee: TAKEO GmbH
Current assignee: Hanwha Advanced Materials Germany GmbH
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2010-02-04
Also published as: EP2323827A1; WO2010012808A9; WO2010012808A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines Verkleidungsteils (1) für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei mindestens eine Kunststoff enthaltene Platte (2) mit ihrem Rand (6) in einen Rahmen (15) eingelegt wird, der Rahmen (15) in einen Ofen (20) gebracht wird, in dem die mindestens eine Platte (2) erhitzt wird und ggf. aufquillt, die mindestens eine Platte (2) im noch erwärmten Zustand in Form gepresst wird, zumindest ein Bereich des zuvor im Rahmen (15) gehaltenen Randes (6) der mindestens einen Platte (2) in einem Spritzgießwerkzeug (25) mit einem Spritzgussmaterial angespritzt wird. Gleichfalls wird ein entsprechendes Verkleidungsteil (1) vorgeschlagen (Fig. 7).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verkleidungsteils für ein Fahrzeug sowie ein Verkleidungsteil für ein Fahrzeug.
Verkleidungsteile werden vielfältig eingesetzt, insbesondere im Fahrzeugbau als Unterbodenverkleidung oder als Radlaufschalen. Diese Teile übernehmen insbesondere auch akustische Abschirmfunktionen, d. h. Schallabsorption und Schalldämmung. Es ist bekannt, hierfür den speziellen Geometrien und funktionellen Anforderungen entsprechend kalandrierte Platten mit einem ein- oder mehrschichtigen Aufbau zu verwenden, wobei letztere beispielsweise eine Kernschicht mit in Polypropylen (PP) eingebetteten Glasfasern sowie eine unter- und eine oberseitige Deckschicht umfassen. Derartige Platten werden gemäß einem Verfahren des Standes der Technik in einem Ofen erhitzt, wobei das bzw. die Materialen durch die Hitze fließfähig werden und sich die Glasfasern aufstellen, so dass die Platte aufquillt. Die Platte kann dann maschinell oder manuell ergriffen und in ein Presswerkzeug eingelegt werden, in dem sie in ihre dreidimensionale Form verpresst wird, in der sie nach Entnahme aus dem Presswerkzeug erkaltet und sich verfestigt. Anschließend – oder noch im warmen Zustand – wird die verformte Platte in ihre für den Einbau vorgesehene Endform geschnitten und ggf. mit einem schmalen Kunststoffrand umspritzt.
Nachteilig bei diesem und anderen bekannten Verfahren ist, dass die Platten je nach Einsatzgebiet nachgeschnitten werden müssen. Hierdurch fällt ein großer Verschnitt an, der hohe Kosten verursacht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungsteils sowie ein derartiges Verkleidungsteil zur Verfügung zu stellen, bei denen die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, dass gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren der zuvor im Rahmen eingespannte bzw. gehaltene Rand der mindestens einen Kunststoff enthaltenden Platte angespritzt wird. Der Rand muss also vor dem Anspritzen nur noch wenig oder – mit besonderem Vorteil – überhaupt nicht mehr geschnitten werden. Vielmehr können vorgefertigte, geometrisch vorteilhaft zugeschnittene Platten (eine oder mehrere) verwendet werden, wobei das Verkleidungsteil erst durch den angespritzten Rand seine endgültige Umfangsgeometrie einnimmt. Diese kann wesentlich von der Umfangsgeometrie der mindestens einen Platte abweichen, also auch Flächen einnehmen, von denen nur ein kleinerer Teil mit dem zuvor im Rahmen eingespannten Rand identisch ist. Durch das Anspritzen wird zudem erreicht, dass die Ränder der Platten nicht ausfransen und Staub entwickeln bzw. Glasfasern freiliegen.
Die Verwendung eines Rahmens verhindert, dass sich die Platte im Ofen zusammenzieht, d. h. es wird ihrer Schrumpfungstendenz entgegengewirkt. Mit dem Begriff Ofen sind im Rahmen der vorliegenden Anmeldung Vorrichtungen zum Erwärmen der für das erfindungsgemäße Verkleidungsteil verwendeten Platten bezeichnet. Es werden hierbei beispielsweise Vorrichtungen mit einem oder mehreren Heizfeldern verstanden. Die Öfen können die Platten insbesondere horizontal oder vertikal aufnehmen.
Besonders bevorzugt wird zumindest ein Abschnitt des zuvor im Rahmen eingespannten Randes der mindestens einen Platte ohne vorheriges Schneiden des Randes im Spritzgießwerkzeug an- bzw. umspritzt. Auf diese Weise fällt hier kein Verschnitt an, so dass unter gleichzeitiger erheblicher Kosteneinsparung Ressourcen und Umwelt geschont werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verpressen und das Anspritzen in demselben Werkzeug durchgeführt werden. Auf diese Weise lässt sich der Herstellungsprozess verkürzen, Werkzeugkosten können eingespart werden. Das Werkzeug spannt hierzu besonders bevorzugt die mindestens eine Platte unter Verpressung in der Nähe von oder in dem Randbereich ein, in welchem die Platte zuvor im Rahmen gehalten wurde, wobei ein außenseitiger Bereich des Randes noch über den eingespannten, gepressten Bereich hinausragt. An diesen Randbereich wird anschließend das Spritzgussmaterial gespritzt.
Es ist hierbei besonders vorteilhaft, wenn die Platte zur Innenseite hin neben dem vormals im Rahmen gehaltenen Rand zu einem Steg eingeschnürt im Spritzgießwerkzeug dichtend umgriffen wird. Diese Anordnung verhindert, dass beim Anspritzen des besagten Randbereichs Spritzgussmasse den Steg passieren und auf die weiter innen liegenden Bereiche der betreffenden Platte fließen kann. Beim Anspritzen des besagten Randbereichs entsteht eine sich an den Steg anschließende umlaufende randseitige Verdickung, an welcher das Verkleidungsteil beim späteren Verbauen beispielsweise an ein Fahrzeugelement angelegt werden kann.
Alternativ bildet ein im Rahmen gehaltener Bereich des Randes der mindestens einen Platte sowohl einen Steg als auch einen daran anschließenden außenseitigen Randbereich, wobei dieser Steg an seiner Ober- und Unterseite im Spritzgießwerkzeug ebenfalls dichtend umgriffen wird und beim Anspritzen des besagten Randbereichs eine sich an den Steg außenseitig anschließende randseitige Verdickung entsteht.
Der besagte Steg und die besagte Verdickung kann um die gesamte Platte umlaufen oder auch nur einen Teil des Plattenrandes einnehmen.
Besonders bevorzugt werden mehrere Platten in dem Spritzgießwerkzeug nebeneinander angeordnet. Im Spritzgießwerkzeug werden dann die außen liegenden Ränder des Verkleidungsteils, die Ränder in den Zwischenräumen zwischen den Platten als auch die Zwischenräume selbst lückenlos an- bzw. ausgespritzt. Das Verkleidungsteil erhält demnach durch Anspritzen der Außenränder der außen liegenden Platten eine entlang seines gesamten Umfangs ausgebildete Verdickung. Alternativ kann auch hier die Verdickung lediglich entlang eines oder mehrerer getrennter Bereiche des Verkleidungsteils vorgesehen sein.
Bei Verwendung von mehreren Platten ist es vorteilhafterweise möglich, Platten (eine oder mehrere) mit im wesentlichen rechteckigem Zuschnitt zu verwenden. So können beispielsweise aus einer großen, im Rahmen erhitzten und verformten Platte durch geeigneten Zuschnitt mehrere kleine Platten gewonnen werden, ohne dass relevante Mengen an Verschnitt übrig blieben. Alternativ und bevorzugt werden die jeweiligen Platten in einzelnen Rahmen eingespannt und jede für sich erhitzt, beispielsweise horizontal nebeneinander in entsprechend ausgebildeten und vorzugsweise separat ansteuerbaren Heizfeldern. Mit beiden Methoden werden wiederum Kosten eingespart und die Abfallmengen gegenüber dem Stand der Technik mit den in der Regel nicht rechteckförmigen Geometrien drastisch reduziert.
Der Rand der mindestens einen Platte schmilzt vorzugsweise durch das heiße Spritzgussmaterial an, so dass nach Erkalten eine haltbare und dauerhafte, unlösbare Verbindung realisiert wird. Hierbei kann das Spritzgussmaterial an den in die Kavität hineinragenden Glasfasern (soweit vorhanden) anhaften. Wie ausgiebige Versuche gezeigt haben, ist der Steg, an welchem das Spritzgießwerkzeug die Platte randseitig fixiert und an das kein Spritzgussmaterial gelangt, im fertigen Verkleidungsteil ebenfalls stabil genug, um hohen Belastungen stand zu halten.
Vorzugsweise weist der Rahmen im Kontaktbereich mit der Platte die Haftung reduzierende Kontaktstücke auf. Hier bietet sich beispielsweise Teflon an. Die Platte lässt sich dann einfacher, d. h. ohne Klebewirkung, aus dem Rahmen lösen.
Damit der im Rahmen eingespannte Rand durch die Erhitzung im Ofen nicht anfängt, ebenfalls zu fließen, kann der Rahmen im Bereich der Aufnahme der mindestens einen Platte vorteilhafterweise mit einem Kühlmittel gekühlt werden. Hierbei kann in dem Rahmen beispielsweise eine umlaufende Hohlleitung vorhanden sein, durch die kaltes Wasser o. dgl. geleitet wird. Alternativ oder zusätzlich können andere Kühlmethoden eingesetzt werden, die verhindern, dass sich der Rand der Platte über den Schmelzpunkt erwärmt. Auf diese Weise kann auch der besagte Steg auf einer derart niedrigen Temperatur gehalten werden, dass er beim darauf folgenden Anspritzen die heiße Spritzgussmasse nicht zu den weiter innen liegenden Bereichen der Platte durchlässt.
Bei der im Ofen zu erhitzenden Platte sind vorzugsweise randseitig Aufnahmen vorgesehen, an denen die Platte von einem Roboter nach dem Erhitzen im Ofen ergriffen und in das Verpress- und Spritzgießwerkzeug eingelegt wird. Die Aufnahmen können auch schon zum lagegenauen Einlegen in den Rahmen verwendet werden, der dann mit den Aufnahmen korrespondierende Einrichtungen aufweist. Alternativ können an einem Roboter Saugnäpfe vorgesehen sein, die am Rahmen angreifen.
Gemäß einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens verbleibt die mindestens eine Platte während des Erhitzens, Verpressens und Anspritzens in dem Rahmen, so dass der Transport zwischen den verschiedenen Werkzeugen erleichtert wird. Statt unmittelbar die mindestens eine Platte zu transportieren, kann diese stets im Rahmen verbleiben. Der Rahmen weist in diesem Fall Anschlüsse zur Einbringung des Spritzgussmaterials auf.
Die Erfindung umfasst gleichfalls ein Verkleidungsteil gemäß dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch. Das erfindungsgemäße Verkleidungsteil weist hierbei mindestens eine Platte auf, die im erhitzten und (je nach Materialbeschaffenheit und/oder -zusammensetzung der Platte) ggf. aufgequollenen Zustand in einer Presse in ihre gewünschte dreidimensionale Form gepresst wurde. Das Verkleidungsteil gemäß der Erfindung weist außerdem mindestens einen im Bereich seines Randes durch Verpressung hervorgerufenen Steg auf, wobei ein sich an den mindestens einen Steg anschließender Rand der Platte mit einem Spritzgussmaterial angespritzt ist, beispielsweise durch Umspritzung. Der Steg ist im Vergleich zu der durch Anspritzen erzeugten randseitigen Verdickung und weiter innen liegenden verpressten dreidimensionalen Bereichen (die sich nach innen hin nicht unbedingt unmittelbar an den Steg anschließen müssen) von geringerer Höhe.
Besonders bevorzugt umfasst die mindestens eine Platte des Verkleidungsteils ein LWRT (Low Weight Reinforced Thermoplastics) Material. Dieses ist besonders leicht, was zur Gewichtsreduktion des Fahrzeugs beiträgt. Es kommt hierbei insbesondere eine Kernschicht, insbesondere eine thermoplastische Kunststoffmatrix mit darin enthaltenen Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern, in Betracht. Beim Erhitzen schmilzt das Thermoplast an, die Verstärkungsfasern orientieren sich unter teilweiser Aufrichtung neu und die Kernschicht und somit die gesamte Platte quillt auf. In diesem formbaren Zustand lässt sich die Platte in einem Presswerkzeug in die gewünschte dreidimensionale Form pressen.
Die besagte Kernschicht enthält vorzugsweise Polypropylen oder ein Polyamid. Andere geeignete Thermoplaste sind ebenfalls einsetzbar.
Auf beiden Seiten der Kernschicht ist vorzugsweise mindestens eine Deckschicht angeordnet, beispielsweise auf der einen Seite eine Folie, vorzugsweise aus Polypropylen, und auf der anderen Seite eine Deckschicht als Deckvlies, beispielsweise aus PET (Polyethylenterephthalat) mit darin enthaltenden Textilfasern.
Das erfindungsgemäße Verkleidungsteil weist besonders bevorzugt mehrere nebeneinander angeordnete Platten auf, die durch das Spritzgussmaterial miteinander verbunden sind. Das Verkleidungsteil kann somit den mechanischen und akustischen Erfordernissen optimal angepasst werden. Wenn in zwei getrennten Bereichen des Verkleidungsteils, beispielsweise einer Unterbodenverkleidung, jeweils hohe akustische Abschirmungen vonnöten sind, wird in diesen Bereichen jeweils eine in die geeignete Form verpresste Platte verwendet, die mit Spritzgussmaterial verbunden sind. Auf diese Weise lassen sich auch im wesentlichen rechteckig zugeschnittene Platten verwenden. Demgegenüber wird im Stand der Technik für den gleichen Anwendungszweck eine großflächige, entsprechend zugeschnittene und daher in den seltensten Fällen rechteckförmige Platte verwendet, die große Verschnittmengen bedingt.
Durch die Verwendung mehrerer Platten können diese aus jeweils verschiedenen Materialien bestehen, die dementsprechend auch andere Anforderungen erfüllen können. So kann beispielsweise ein erster Bereich des als Unterbodenverkleidung ausgebildeten Verkleidungsteils in der Nähe der heißen und lauten Auspuffanlage verlaufen, während ein zweiter Bereich lediglich zur Schallisolierung eines anderen Fahrzeugbereichs dient und daher nur geringere Temperaturen standhalten muss. Gemäß der Erfindung kann dann für den ersten Bereich eine Platte mit einem Polyamid, das eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweist (z. B. 340°C und höher), verwendet werden, während als Platte für den zweiten Bereich das kostengünstigere und nur geringere Temperaturen aushaltende Polypropylen in Frage kommt. Auf diese Weise braucht beispielsweise kein teueres Aluminium, das auch zur Wärmeisolierung im Auspuffbereich verwendet werden könnte, eingesetzt werden.
Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionell gleichkommende Bauteile bezeichnen; es zeigen
1 eine Platte, schematisch von der Seite betrachtet;
2 die Platte gemäß der 1 in einem Rahmen eingespannt und in einen Ofen eingebracht, schematische Seitenansicht;
3 die Situation gemäß 3 nach Erhitzen der Platte im Ofen;
4 die Verformung der Platte in einer Presse und anschließendes seitliches Einspritzen von Spritzgussmasse;
5 das aus der Presse genommene und abgekühlte Verkleidungsteil;
6 eine Draufsicht auf ein Verkleidungsteil mit drei verarbeiteten Platten;
7 eine Draufsicht auf ein weiteres Verkleidungsteil mit fünf verarbeiteten Platten;
8 eine weitere Ausführungsform eines kombinierten Werkzeuges mit Presse und Spritzgießwerkzeug;
9 eine weitere Ausführungsform eines kombinierten Werkzeuges mit Presse und Spritzgießwerkzeug;
10 eine Variante für einen Rahmen mit eingelegter Platte, eingebracht in ein Werkzeug zum gleichzeitigen Pressen und Spritzgießen.
1 zeigt schematisch eine als Mehrschichtplatte ausgebildete Platte 2 von der Seite. Diese weist beispielsweise eine Gesamtdicke von 2,5–5 mm auf, ist in der Draufsicht gesehen im wesentlichen rechteckig geformt (s. 6 und 7) und besteht vorliegend aus einer Kernschicht 3 mit einer oberen Deckschicht 4 und einer unteren Deckschicht 5. Die Kernschicht 3 weist eine thermoplastische Kunststoffmatrix auf, beispielsweise Polypropylen enthaltend, sowie darin eingelagerte Verstärkungsfasern, vorzugsweise Glasfasern. Der Schmelzpunkt der Glasfasern ist hierbei höher als der Schmelzpunkt der Kunststoffmatrix. Eine solche Kernschicht ist demnach aus einem LWRT-Material gebildet. Die obere Deckschicht 4 ist beispielsweise ein Deckvlies aus PET (Polyethylenterephthalat) mit darin enthaltenden Textilfasern, während die untere Deckschicht 5 als Folie, vorzugsweise aus Polypropylen, ausgebildet ist. In den 2–8 sind die Platten 2 der Einfachheit halber ohne Darstellung des genannten Mehrschichtaufbaus gezeigt.
Die Platte 2 ist in der Darstellung gemäß der 2 in einen umlaufenden Rahmen 15 eingespannt, der ebenfalls von der Seite gesehen rechteckig ausgebildet ist und zwei sich gegenüber liegende Teilrahmen 15a, 15b aufweist. Die Teilrahmen 15a, 15b, die vorliegend über den Rand 6 der Platte 2 hinausragen, weisen Kontaktstücke 16 auf den zur Platte 2 gerichteten Seiten auf, an denen die Platte 2 anliegt. Optional sind in den Teilrahmen 15 zudem verlaufende Hohlleitungen 17 ausgebildet (gestrichelt dargestellt), durch die Kühlmedium geleitet werden kann. Der Einsatz verschiedener Kühlmittel und anderer Kühlmethoden ist möglich.
Der Rahmen 15 mit eingelegter Platte 2 ist gemäß der Darstellung der 2 in einen Ofen 20 eingebracht, der vorliegend zwei Tragelemente 21 mit daran angeordneten, zum Innenraum gerichteten Infrarot-Strahlern 22 umfasst. Die Strahler 22 erhitzen die Platte 2 auf eine Temperatur, bei der insbesondere die thermoplastische Kunststoffmatrix der Kernschicht 3 zu schmelzen beginnt und sich die darin enthaltenen Verstärkungsfasern aufrichten, so dass die Platte 2 mit Ausnahme des im Rahmen 15 umlaufend eingespannten Randes 6 aufquillt, beispielsweise bis zu 18 mm. Diese Situation ist in 3 dargestellt. Da der Rand 6 nicht direkt erhitzt wird, bleibt die Platte 2 in diesem Bereich unterhalb der Schmelztemperatur. Auch das optionale Kühlmittel verhindert ein zu starkes Aufheizen des Randes 6. Gemäß einer entsprechenden Ausführungsform enthält die Kernschicht Polypropylen, welches eine Schmelztemperatur im Bereich von 160°C bis 165°C aufweist. Übertragen auf die gezeigte Ausführungsform bedeutet dies, dass die Platte in dem nicht eingespannten Bereich auf beispielsweise 200°C erhitzt wird, während deren Temperatur im Bereich des Randes 6 beispielsweise 150°C nicht übersteigt.
Der Rahmen 15 mitsamt der Platte 2 ist in entsprechend den 2 und 3 in horizontaler oder aber in senkrechter Position in den Ofen 20 eingebracht. Im letzteren Fall kann der Rahmen 15 an einer Schiene aufgehängt sein und kontinuierlich im Durchlauf durch den Ofen 20 befördert werden.
Nach der Erhitzung im Ofen 20 wird die Platte 2 aus dem Rahmen 15 entnommen. Aufgrund der Kontaktstücke 16 aus Teflon lässt sich der Rand 6 leicht vom Rahmen 15 lösen. Die Platte 2, die in den 4, 8, 9 und 10 der besseren Übersichtlichkeit halber gepunktet dargestellt ist, wird im aufgequollenen und pressfähigen Zustand in ein Werkzeug 25 verbracht, das sowohl als Presse als auch als Spritzgießwerkzeug ausgebildet ist, s. 4. Das Werkzeug 25, das vorzugsweise zur waagerechten Aufnahme der Platte 2 ausgebildet ist, weist in Bezug auf seine Pressfunktion ein unteres Presselement 26 und ein oberes Presselement 27 auf (jeweils schraffiert dargestellt), welche die Platte 2 bei Schließen der Presse in ihre gewünschte Endform verpressen. Gemäß der 4 sind diese Bereiche (hier mit Bezugszeichen 8, 9 gekennzeichnet) verschieden dick und dreidimensional ausgebildet, je nach geometrischen und strukturellen (insbesondere hinsichtlich der Steifigkeit) und akustischen Anforderungen des Einbauorts im Fahrzeug. Die Dicke der Bereiche 8, 9, von denen selbstverständlich mehr als zwei über die Platte 2 verteilt sein können, liegt beispielsweise im Bereich von 1,2–15 mm. Die dünnen Bereiche dienen insbesondere zur Versteifung, die dickeren erfüllen vorwiegend akustische Funktionen.
Die beiden Presselemente 26 und 27 sind derart ausgebildet, dass sie die Platte 2 zwischen dem Rand 6 und dem Bereich 8 zu einem Steg 7 mit geringer Höhe dichtend einschnüren. Die Presskraft der Presselemente 26, 27 in diesem Bereich ist entsprechend hoch gewählt. Bei einer Ausgangsdicke von 5 mm der Platte 2 ist diese im Bereich des Steges 7 beispielsweise auf 1–1,5 mm eingeschnürt.
Die Presselemente 26, 27 sind derart ausgebildet, dass der außenseitig sich an Steg 7 anschließende Rand 6 in einem Hohlraum 28 (sog. Kavität) aufgenommen wird, der vorliegend die gleiche Höhe wie der Rand 6 aufweist. Der Hohlraum 28 läuft gemäß einer Ausführungsvariante entlang des Randes 6 um die Platte 2 herum. In den Hohlraum 28 führen von außen und über den Umfang verteilt mehrere Leitungen 29, durch die Spritzgussmasse (s. kleiner Pfeil) in den Hohlraum 28 eingespritzt wird. Es kann hier auf bekannte Materialien zurückgegriffen werden.
Das heiße Spritzgussmaterial schmilzt den Rand 6 an dessen Außenseite an und verbindet sich mit diesem unlösbar. Aufgrund des zangenartigen dichtenden Umschließens der Presselemente 6, 7 im Bereich des Stegs 7 kann kein Spritzgussmaterial in weiter innen liegende Bereiche jenseits des Steges 7 gelangen. Auf diese Weise entsteht ein erfindungsgemäßes Verkleidungsteil 1, das die mindestens eine Platte 2 einschließlich dem vorzugsweise umlaufenden Steg 7 sowie eine Verdickung 10 an deren Rand umfasst. Die 5 zeigt den entsprechenden Ausschnitt des fertigen Verkleidungsteils 1, nachdem es aus dem Werkzeug 25 entnommen wurde. Die Verdickung 10 wird üblicherweise mit hier nicht dargestellten abgerundeten Kanten hergestellt. Die Höhe bzw. Dicke der Verdickung 10 liegt beispielsweise im Bereich von 2–3 mm.
In den 6 und 7 sind zwei verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verkleidungsteils 1, hier als schematische Unterbodenverkleidungen ausgebildet, mit drei bzw. fünf Platten 2 in Draufsicht dargestellt. Umlaufend ist bei beiden Verkleidungsteilen 1 eine randseitige Verdickung 10 vorhanden, die durch Anspritzen jeweils eines außen liegenden Teils der in entsprechend ausgebildeten Rahmen 15 gehaltenen Ränder 6 (vgl. 2–4) der jeweils mehreren Platten 2 realisiert wurde. Zu erkennen ist des Weiteren der um jede Platte 2 umlaufende Steg 7, mit dem die jeweilige Platte 2 in dem Werkzeug 25 eingespannt war. Die zwischen zwei Platten 2 bzw. deren Stege 7 vorhandenen Zwischenräume sind ebenfalls in gleicher Weise durch Anspritzen der über die Stege 7 hinausreichenden Ränder 6 (vgl. 2–4) und – wenn die Ränder 6 einen Abstand voneinander aufweisen – Ausspritzen des Zwischenraumes zwischen den Rändern 6 realisiert. Auf diese Weise werden die randseitigen Verdickungen 11 zwischen zwei Stegen 7 benachbarter Platten 2 erhalten. Der Begriff „randseitig” bezieht sich hierbei auf die jeweilige Platte 2.
Wie den 6 und 7 ebenfalls zu entnehmen ist, ist es möglich, ausschließlich rechteckförmige Zuschnitte von Platten 2 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Verkleidungsteils 1 zu verwenden. Es ist also möglich, eine große Platte nach Erhitzen im Ofen in die kleineren rechteckförmigen Platten 2 zurechtzuschneiden und in die Presse einzulegen. Alternativ ist es möglich, größere Platten vor dem Erhitzen auf die jeweiligen in der Presse benötigten Größen zu schneiden und die so erhaltenen mehreren rechteckigen Platten 2 ihrer jeweiligen Größe entsprechend in kleineren Rahmen im Ofen zu erhitzen, vorzugsweise mit Hilfe von separaten Heizfeldern. Dieses Zuschneiden darf nicht verwechselt werden mit dem Zuschneiden von fertig verpressten und hohe Verschnittmengen verursachenden Platten gemäß dem Stand der Technik.
Die mehreren Platten 2 können aus jeweils unterschiedlichen Materialien bestehen. Beispielsweise kann die in der 6 links angeordnete Platte 2 Polyamid als Thermoplast in der Kernschicht beinhalten, während in den beiden rechten Platten 2 Polypropylen verwendet wird, das einen niedrigeren Schmelzpunkt als Polyamid aufweist. Unterhalb der Polyamid-Platte kann dann beispielsweise ein hohe Temperaturen entwickelnder Auspuffstrang 12 (in 6 schematisch in gestrichelten Linien dargestellt) geführt werden.
In der 8 ist eine alternative Ausführungsform des Werkzeugs 25, das eine Presse und ein Spritzgießwerkzeug vereint, dargestellt. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem Werkzeug 25 gemäß der 4 besteht in der Ausbildung des Hohlraums 28 dergestalt, dass der Rand 6 auch von der Ober- und Unterseite angespritzt wird. Die dadurch entstehende randseitige Verdickung 10 (vgl. 5) wird daher dicker und ggf. stabiler, da das Spritzgussmaterial größere Angriffsflächen am Rand 6 vorfindet und sich dadurch eine größere Vermischung mit dem Material des Randes 6 ergeben kann.
In der 8 ist zudem schematisch eine von mehreren über den Umfang verteilten, als Durchgangslöcher ausgebildeten Aufnahmen 6a eingezeichnet. Diese dienen zur Aufnahme im Rahmen 15, der in diesem Fall entsprechend umlaufende und korrespondierend ausgebildete Stifte aufweist (nicht dargestellt). Mittels der Stift-Aufnahmen-Anordnung lässt sich die Platte 2 in einfacher Weise im Rahmen 15 einspannen. Die Aufnahmen 6a können ebenfalls dazu genutzt werden, die Platte 2 nach Entfernen aus dem Rahmen 15 mittels eines Roboters zu transportieren. Der Roboter, der in diesem Fall vorteilhafterweise ebenfalls entsprechende Stifte aufweist, dient vornehmlich zur Einbringung der Platte 2 in den Ofen 20. Das Werkzeug 25 gemäß der 8 ist schließlich in der Lage, die Aufnahmen 6a zuzuspritzen, so dass sie in dem fertigen Verkleidungsteil 1 nicht mehr in Erscheinung treten und somit beispielsweise keine akustischen Nachteile verursachen können. Statt Aufnahmen in den Platten 2 vorzusehen, kann ein Transportroboter auch mit Saugnäpfen am Rahmen angreifen und den Rahmen entsprechend zum nächsten Werkzeug transportieren.
In der 9 ist dargestellt, dass der Steg 7 die ursprüngliche Dicke der Platte 2 behalten kann, also nicht weiter eingeschnürt ist im Vergleich zur ursprünglichen Dicke der Platte 2. Der im Rahmen 15 eingespannte Rand 6 kann hier größer sein, wobei ein Teil des Randes 6 zum Steg 7 wird und ein weiter außen angeordneter Teil vom Spritzgussmaterial umspritzt und zur randseitigen Verdickung 10 wird.
In der 10 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Rahmen 15 mit eingelegter Platte 2 (wieder gepunktet dargestellt) sowohl in einen Ofen 20 als auch in ein eine Presse und ein Spritzgießwerkzeug umfassendes Werkzeug 25 einbringbar ist. Gemäß der 10 ist der Rahmen 15 mitsamt der Platte 2 schon in einem Ofen 20 erhitzt worden und nun manuell oder mit einem Roboter in das Werkzeug 25 eingelegt. Der umlaufende Steg 7 wie auch die innenseitig sich anschließenden Bereiche der Platte 2 sind durch die Presse in ihre endgültige Form verpresst. Durch die über den Umfang verteilten Leitungen 29 wird wiederum Spritzgussmasse (s. Pfeil) in den Hohlraum 28 gespritzt und die randseitige Verdickung 10 erzeugt. Da die Kontaktkörper 16 aus Teflon einen Schmelzpunkt von oberhalb 300°C haben, schmelzen diese durch das Spritzgussmaterial nicht, welches eine Temperatur von beispielsweise 180°C aufweist. Ggf. kann auf die Kontaktkörper 16 auch verzichtet werden.
Statt den in den Figuren gezeigten Mehrschichtplatten kann auch eine einschichtige Platte 2 verwendet werden. Diese sind insbesondere zur Herstellung von Radlaufschalen verwendbar, die ein weiteres Beispiel für ein erfindungsgemäßes Verkleidungsteil sind. Die hierfür verwendeten Platten enthalten beispielsweise neben einem geeignet gewählten Kunststoff (beispielsweise Polypropylen) Textilfasern. Diese Platten quellen bei Erhitzung nicht auf, sondern können im warmen Zustand in ihre gewünschte Form gepresst werden.
Im Rahmen der Ansprüche sind andere Ausgestaltungen abweichend von den erläuterten Ausführungsbeispielen möglich, beispielsweise ein anderer Aufbau der Platten mit mehr oder weniger Schichten und/oder mit anderen Materialien. Es ist auch möglich, dass eine Platte nur an einer bzw. nicht allen Randseiten (oder sogar nur einem Teil hiervon) angespritzt wird. Auch können gemäß einer Alternative die Presse und das Spritzgießwerkzeug als getrennte Werkzeuge ausgeführt sein.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Verkleidungsteils (1) für ein Fahrzeug, wobei: mindestens eine Kunststoff enthaltene Platte (2) mit ihrem Rand (6) in einen Rahmen (15) eingelegt wird, der Rahmen (15) in einen Ofen (20) verbracht wird, in dem die mindestens eine Platte (2) erhitzt wird und ggf. aufquillt, die mindestens eine Platte (2) im noch erwärmten Zustand in Form gepresst wird, zumindest ein Bereich des zuvor im Rahmen (15) gehaltenen Randes (6) der mindestens einen Platte (2) in einem Spritzgießwerkzeug (25) mit einem Spritzgussmaterial angespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Randbereich (6) ohne vorheriges Zuschneiden im Spritzgießwerkzeug (25) angespritzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen und das Anspritzen in demselben Werkzeug (25) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Platte (2) in einem Bereich, der sich an den im Rahmen (15) gehaltenen Rand (6) unmittelbar anschließt, zu einem Steg (7) eingeschnürt und dieser Steg (7) an seiner Ober- und Unterseite im Spritzgießwerkzeug (25) dichtend umgriffen wird, so dass beim Anspritzen des besagten Randbereichs (6) eine sich an den Steg (7) anschließende randseitige Verdickung (10, 11) entsteht und keine Spritzgussmasse auf die jenseits vom Steg (7) weiter innen liegenden Bereiche der betreffenden Platte (2) fließen kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Rahmen (15) gehaltenen Bereich des Randes (6) der mindestens einen Platte (2) als Steg (7) fungiert und dieser Steg (7) an seiner Ober- und Unterseite im Spritzgießwerkzeug (25) dichtend umgriffen wird, so dass beim Anspritzen des besagten Randbereichs (6) eine sich an den Steg (7) außenseitig anschließende randseitige Verdickung (10, 11) entsteht und keine Spritzgussmasse auf die jenseits vom Steg (7) weiter innen liegenden Bereiche der betreffenden Platte (2) fließen kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in Form gepresste Platten (2) in dem Spritzgießwerkzeug (25) nebeneinander angeordnet und sowohl die freien Ränder (6) als auch die Ränder (6) in den Zwischenräumen zwischen den Platten (2) zumindest bereichsweise um- bzw. angespritzt als auch diese Zwischenräume selbst lückenlos ausgespritzt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Platten (2) aus im wesentlichen rechteckigen Zuschnitten für die Herstellung eines Verkleidungsteils (1) verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anspritzen der Rand (6) der mindestens einen Platte (2) durch das heiße Spritzgussmaterial anschmilzt und sich mit diesem unlösbar verbindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (6) der mindestens einen Platte (2) mit dem Rahmen (15) mit einem die Haftung reduzierenden Kontaktstück (16), vorzugsweise aus Teflon, zur Anlage gebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (15) im Bereich der Aufnahme der mindestens einen Platte (2) mit einem Kühlmittel gekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass randseitig Aufnahmen (6a), vorzugsweise Löcher oder dgl., erzeugt werden, an denen die Platte (2) von einem Roboter nach dem Verpressen ergriffen und in das Spritzgießwerkzeug (25) eingelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Platte (2) während des Erhitzens, Verpressens und Um- bzw. Anspritzens in dem genannten Rahmen (15) verbleibt.
Verkleidungsteil (1) für ein Fahrzeug mit mindestens einer Kunststoff enthaltenen Platte (2) mit einer nach Erhitzung und ggf. Aufquellung durch Pressung realisierter dreidimensionaler Formgebung, mit einer durch Anspritzen eines Spritzgussmaterials resultierenden, zumindest bereichsweise vorhandenen randseitigen Verdickung (10, 11), wobei die mindestens eine Platte (2) einen im Vergleich zu der randseitigen Verdickung (10, 11) und einem weiter innen liegenden, verformten Bereich eingeschnürten Steg (7) aufweist.
Verkleidungsteil nach dem vorhergehenden Vorrichtungsanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine randseitige Verdickung (10) umlaufend um das Verkleidungsteil (1) angeordnet ist.
Verkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Platte (2) ein LWRT (Low Weight Reinforced Thermoplastics) Material umfasst.
Verkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Platte (2) eine Kernschicht (3) mit mindestens einem Thermoplast und darin enthaltene Verstärkungsfasern, vorzugsweise Glasfasern, umfasst.
Verkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Platte (2) eine Kernschicht (3) mit darin enthaltenem Polypropylen oder Polyamid umfasst.
Verkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten einer Kernschicht (3) einer Platte (2) mindestens eine Deckschicht (4, 5) angeordnet ist.
Verkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deckschicht (4) als Deckvlies, vorzugsweise aus PET (Polyethylenterephthalat) mit darin enthaltenden Textilfasern, ausgebildet ist.
Verkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deckschicht (5) als Folie, vorzugsweise aus Polypropylen, ausgebildet ist.
Verkleidungsteil nach einem der Vorrichtungsansprüche 13–17, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Platte (2) nur eine einzige Schicht aufweist.
Verkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere nebeneinander angeordnete Platten (2) aufweist, die durch das Spritzgussmaterial miteinander verbunden sind.
Verkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Platten (2) Kernschichten (3) mit voneinander unterschiedlichen Materialen enthalten, insbesondere Polypropylen einerseits und Polyamid andererseits.
Verkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Platte (2) mit im wesentlichen rechteckigem Zuschnitt aufweist.
Verkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur der angespritzten Verdickung (10) nicht mit der Außenkontur der mindestens einen Platte (2) übereinstimmt.
Verkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Unterbodenverkleidung oder Radlaufschale ausgebildet ist.