DE10329182B4

DE10329182B4 - Halbschale, Ausstattungsteil, Verfahren und Vorrichtung

Info

Publication number: DE10329182B4
Application number: DE10329182.2A
Authority: DE
Inventors: Patrick Welter; Didier Weiss; Manfred Rodewyk
Original assignee: Johnson Controls Interiors GmbH and Co KG
Current assignee: Johnson Controls Interiors GmbH and Co KG
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2015-06-25
Anticipated expiration: 2023-06-28
Also published as: DE10329182A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Halbschale, wobei die Halbschale einen Formkörper (10) und einen Überzug (1) aufweist, bei dem in einem ersten Schritt sowohl der Formkörper (10) geformt wird als auch der Formkörper (10) mit dem Überzug (1) derart verbunden wird, dass der Überzug (1) im Bereich einer Hinterschneidung (13) des Formkörpers (10) relativ zu einer Sichtseite des Formkörpers (10) an dem Formkörper (10) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Schritt überschüssiges Material (12) des Überzugs (1) und des Formkörpers (10) entfernt wird, wobei das Werkzeug beidseitig an dem Formkörper (10) angreift.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbschale nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere für Komponenten von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen und Luftfahrzeugen, ist es notwendig, leichte, haltbare, den entsprechenden Sicherheitsvorschriften und Lastenheften genügende, gut wiederverwendbare und vergleichsweise kostengünstig herzustellende Komponenten für die Innenausstattung und für die Außenausstattung bereitzustellen. Hierzu ist es notwendig, dass die Komponenten oder auch Ausstattungsteile auch optisch eine vorteilhafte Wirkung auf einen Benutzer haben. Hierzu haben solche Komponenten einen inneren Körper, der im Folgenden auch als Formteil oder Formkörper bezeichnet wird, der an wenigstens einer seiner Außenflächen mit einem optisch gut aussehenden Bezug bzw. Überzug bedeckt ist. Der Formkörper stellt dabei insbesondere die Stabilitätseigenschaften der Komponente bereit, währenddem der Bezug die optischen Anforderungen an die Komponente bereitstellt.
Aus der deutschen Übersetzungsschrift DE 693 23 376 T2 ist ein expandiertes Formprodukt bekannt, bei dem nach dem Einlegen eines Hautmaterials in Form einer Schicht in eine Gussform vorexpandierte Partikel eingefüllt werden und das Hautmaterial gleichzeitig mit dem Formen des Schaums geformt wird. Hierbei ist es nachteilig, dass die Kanten des Hautmaterials von außen sichtbar sind und auf einer Sichtseite der Komponente unschön wirken.
Die Druckschrift DE 44 19 908 A1 betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines kaschierten Formteils zur Innenverkleidung eines Fahrzeugs. Hierbei werden erwärmte Zuschnitte aus bindemittelhaltigen Faserwerkstoffen in einem kalten Werkzeug zum Trägerteil ausgeformt und dabei gleichzeitig mit einer Kaschierung verbunden.
Die Druckschrift DE 101 02 600 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von genarbten, mit Polyurethan beschichteten Gießhäuten für Fahrzeuginnenverkleidungen mit Hinterschneidungen.
Die Druckschrift US 5,938,887 A betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Ausstattungsteils, während die Druckschrift US 5,941,590 A ein entsprechendes Ausstattungsteil betrifft.
Die Druckschrift DE 44 24 663 A1 betrifft eine Sonnenblende für Fahrzeuge, wobei die Sonnenblende aus einem Träger mit einem geschäumten Kunststoffkern besteht, der Hohlräume zur Aufnahme von Einlegezeilen aufweist und eine äußere Dekorschicht trägt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbschale der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein dekorativer Überzug über den Formkörper besonders gut an seinen Rändern kaschiert bzw. verdeckt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen des Herstellungsverfahrens in den abhängigen Ansprüchen angegeben sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung einer Halbschale für ein Ausstattungsteil, das als ein Teil seiner Oberfläche eine Sichtseite aufweist, wobei der Formkörper zumindest auf der Sichtseite mit einem Überzug bedeckt vorgesehen ist, wobei der Formkörper im Bereich des Rands des Überzugs eine Hinterschneidung relativ zur Sichtseite des Formkörpers aufweist. Durch die Hinterschneidung ist es vorteilhaft möglich, dass der Überzug über dem Formkörper von der Sichtseite weg gebogen bzw. umgebogen ist und damit der Rand bzw. die Kante des Überzugs von der Sichtseite her nicht oder nur wenig sichtbar ist. Hierdurch werden die optischen Eigenschaften der Halbschale oder der Komponente bzw. des Ausstattungsteils entscheidend verbessert. Erfindungsgemäß ist es so, dass das Umbiegen bzw. das „Verstauen” der Kante des Überzugs in einem Schritt mit der Herstellung bzw. Formung des Formkörpers und sogar in einem Schritt mit der Verbindung des Formkörpers mit dem Überzug vorgenommen werden kann. Dadurch ist kein weiterer kostentreibender und umständlicher Verfahrensschritt lediglich für das Umbiegen der Kante des Überzugs notwendig. Hinsichtlich der Terminologie ist zu bemerken, dass der Begriff Halbschale und Komponente bzw. Ausstattungsteil eines Fahrzeugs weitgehend synonym verwendet wird. Es ist lediglich so, dass der Überzug insbesondere einseitig auf den Formkörper, d. h. auf einer „Hälfte” der Gesamtoberfläche des Formkörpers, aufgebracht wird. Hierdurch entsteht erfindungsgemäß eine „Halbschale”, d. h. ein Teil einer Komponente eines Fahrzeugs, die auf ihrer einen Seite („Sichtseite”) eine dekorative Oberfläche, nämlich die mit dem Bezug bezogene Seite, aufweist oder es entsteht hierdurch bereits die Komponente eines Fahrzeugs allein, wenn – wie beispielsweise im Fall einer Türverkleidung – die Komponente lediglich einseitig von einem Benutzer eingesehen wird. Für den Fall, dass die Komponente bzw. das Ausstattungsteil des Fahrzeugs von beiden Seiten von einem Benutzer eingesehen wird, ist es notwendig, dass wenigstens zwei (identische oder auch nicht identische) solcher Halbschalen zur Bildung des Ausstattungsteils zusammengefügt werden müssen. Als Beispiel eines mittels zwei erfindungsgemäßen Halbschalen hergestellten Ausstattungsteils ist insbesondere das Beispiel einer Sonnenblende für Fahrzeuge nachfolgend näher beschrieben. Jedoch kann jedes Ausstattungsteil eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Halbschale bzw. als erfindungsgemäßes Ausstattungsteil vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist der Formkörper aus einem ersten Kunststoffmaterial vorgesehen und ist der Überzug aus einem zweiten Kunststoffmaterial vorgesehen, wobei das erste Kunststoffmaterial und das zweite Kunststoffmaterial aus derselben Materialfamilie, insbesondere chemisch identisch, vorgesehen sind. Besonders bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass auf der Kontaktfläche des Formkörpers mit dem Überzug diese beiden miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschmolzen, sind. Dadurch kommt es bei der Verbindung des Überzugs mit dem Formkörper zu einer oberflächlichen und besonders innigen Verbindung, insbesondere einer Verschmelzung, der Materialien, so dass der Überzug besonders gut an dem Formkörper haftet, was erfindungsgemäß vorteilhaft ist, weil so insbesondere keine „Wellenbildung” des Überzugs über dem Formkörper entsteht bzw. eine solche Wellenbildung in starkem Maße eingeschränkt wird. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, das erste Kunststoffmaterial als EPP-Material (expandiertes Polypropylen) vorzusehen und das zweite Kunststoffmaterial als Polypropylen-Material vorzusehen. Dies hat den Vorteil, dass besonders kostengünstiges, einfach zu verarbeitendes und umweltschonend recyclefähiges Material verwendet wird, das darüber hinaus auch die notwendigen Stabilitätsanforderungen erfüllt und die notwendige Widerstandsfähigkeit über die gesamte Nutzungsdauer der Komponente aufweist.
Vorzugsweise ist die Hinterschneidung kleiner als 10 mm vorgesehen, ganz besonders bevorzugt ist die Hinterschneidung lediglich in der Größenordnung von ein paar Millimeter, d. h. zwischen ca. 1 mm und 9 mm, ganz besonders bevorzugt in der Größenordnung von etwa 5 mm vorgesehen. Hierbei ist es jedoch so, dass die Größe der Hinterschneidung auch von der Größe bzw. der Ausdehnung, insbesondere der „Dicke” bzw. der Tiefe (senkrecht zur Sichtfläche), der Komponente abhängen kann und dass bei einer größeren, insbesondere einer dickeren, Komponente auch die Hinterschneidung einen größeren Wert als 10 mm aufweist. Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, die Hinterschneidung variabel zu gestalten, d. h. in manchen, insbesondere „dünneren” Bereichen der Komponente kann die Hinterschneidung kleiner vorgesehen sein als in anderen, dickeren Bereichen der Komponente.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass die Halbschale einen Formkörper und einen Überzug aufweist, wobei in einem ersten Schritt sowohl der Formkörper geformt wird als auch der Formkörper mit dem Überzug derart verbunden wird, dass der Überzug im Bereich einer Hinterschneidung des Formkörpers relativ zu einer Sichtseite des Formkörpers an dem Formkörper anliegt, und dass in einem zweiten Schritt überschüssiges Material des Überzugs entfernt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass kein separater Schritt zum Umlegen von der Sichtseite weg des Überzugs um den Randbereich des Formkörpers notwendig ist, sondern, dass beim eigentlichen Formgebungsschritt zur Formung des Formkörpers und zur Verbindung des Formkörpers mit dem Überzug bereits ein Umlegen bzw. Verstecken des Überzugs möglich ist. Dieser Sachverhalt wird auch als „one-shot”-Verfahren bezeichnet, d. h. die Formgebung erfolgt in einem Schuss durch Einbringen von Kunststoffmaterial in die Form und „beschießen” der Füllung der Form mit Dampf, Wärme und/oder Druck, wodurch der Formkörper geformt, der Formkörper mit dem Bezug verbunden und der Bezug an den Kanten des Formkörpers umgelegt bzw. „versteckt” oder zurückgeschlagen wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der erste Schritt mittels Druck- und Temperatureinwirkung auf das Material des Formkörpers und des Überzugs in einer Form, umfassend wenigstens eine Oberseite und eine Unterseite, durchgeführt wird. Hierdurch ist es in besonders einfacher, bewährter und damit kostengünstiger Weise möglich, eine Formgebung des Formkörpers zu erreichen. Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass zur Entfernung des überschüssigen Materials des Überzugs ein Schneidvorgang durchgeführt wird, in besonders bevorzugter Weise, dass bei dem Schneidvorgang ein Teil des Formkörpers entfernt wird. Hierdurch ist es in besonders einfacher und damit kostengünstiger Weise möglich, eine Sichtseite mit einem sauberen bzw. sehr ästhetisch wirkenden Kantenbereich des Überzugs zu erhalten, weil dessen Kanten umgeschlagen werden.
Im Hinblick auf eine Vorrichtung zur Herstellung einer Halbschale und zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere vorgesehen, eine Form, insbesondere eine Gussform, bereitzustellen, die außer ihrem Oberteil und ihrem Unterteil wenigstens einen beweglichen Rahmen aufweist, so dass beispielsweise der Überzug vor seiner Verformung und seiner Verbindung mit dem Formkörper zwischen dem beweglichen Rahmen und beispielsweise dem Oberteil der Form gehalten werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
1 zeigt eine geöffnete Form mit einer Schicht des Materials des Überzugs,
2 zeigt die halbgeschlossene Form mit eingebrachtem Material des Formkörpers und des Bezugs,
3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Randbereichs des Formkörpers mit einer Hinterschneidung,
4 zeigt die vollständig geschlossene Form mit eingebrachtem Material des Formkörpers und des Überzugs,
5 zeigt eine geöffnete Form mit einem geformten Formkörper und mit dem Formkörper verbundenem Überzug und
6 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Randbereichs des Formkörpers mit der Hinterschneidung und einem Werkzeug zur Abtrennung des überschüssigen Überzugs.
In 1 ist eine Schnittdarstellung einer geöffneten Form 24 mit einer Schicht des Materials des Überzugs 1 dargestellt. Die Form 24 umfasst eine Oberseite 2 bzw. ein Oberteil 2 und ein Unterteil 4 bzw. eine Unterseite 4. Das Unterteil 4 weist eine Öffnung 11 auf, durch die im Betrieb der Form 24, die auch als Gussform 24 bezeichnet wird, das Material eines später zu beschreibenden und in 1 nicht dargestellten Formkörpers in die Form 24 eingeführt wird. Zum Oberteil 2 der Form gehört eine Einlage 7 als einer der formgebenden Teile des Oberteils 2. Zum Oberteil 2 gehört weiterhin ein eigentliches Hauptteil 2a des Oberteils 2 und ein Rahmenteil 2b des Oberteils 2. Die Form 24 weist weiterhin einen gegenüber dem Oberteil 2 und gegenüber dem Unterteil 4 in Schließrichtung der Form 24 beweglichen Rahmen 3 auf. Der Überzug 1 wird bei offener Form 24 zwischen dem beweglichen Rahmen 3 und das Oberteil 2, insbesondere das Rahmenteil 2b des Oberteils 2, platziert.
In 2 ist eine Schnittdarstellung der Form 24 in ihrem halbgeschlossenen Zustand dargestellt, wobei das Material des Formkörpers 10 und des Überzugs 1 eingebracht ist. Zur Erzielung der halbgeschlossenen Form 24 wird das Unterteil 4 teilweise geschlossen, wobei jedoch ein Spalt 5 zwischen dem beweglichen Rahmen 3 und dem Unterteil 4 offen bleibt. Dieser Spalt 5 wird auch als „air-gap” oder „entrefer” bezeichnet. Dieser Spalt 5 ist für die nachfolgend beschriebene Dampfphase erforderlich. Weiterhin bezeichnen gleiche Bezugszeichen in 2 wiederum gleiche Teile bzw. Komponenten der Form 24 bzw. des Formkörpers 10 bzw. des Überzugs 1. Nach dem Befüllen der Form 24 mit Partikeln zur Erzeugung des Formkörpers 10 wird durch nicht dargestellte Öffnungen Dampf in die Form 24 eingeführt. Hierdurch kommt es zu einem Aufschmelzen der Partikel und zur Formung des Formkörpers 10. Hierzu wird die Schrift DE 69 323 376 als Referenz eingeführt, die somit Teil dieser Offenbarung der vorliegenden Erfindung ist.
In 3 ist eine vergrößerte Darstellung des Randbereichs des Formkörpers 10 mit einem mittels eines gestrichelt gezeichneten Kreises dargestellten Bereich einer Hinterschneidung 13 dargestellt. Wiederum ist das Oberteil 2, das Unterteil 4, die Einlage 7, der bewegliche Rahmen 3 und der Formkörper 10 dargestellt. Zwischen der Einlage 7 und dem Oberteil 2 existiert ein schmaler Spalt 6, der mittels einer Zuführung 8, die an ein nichtdargestelltes, einen mittels eines Pfeiles in der Zuführung 8 dargestellten Unterdruck erzeugendes Mittel angeschlossen ist, evakuiert werden kann. Hierdurch kann mittels des Unterdrucks in der Zuführung 8 und folglich auch im schmalen Spalt 6 der Überzug 1 in Richtung zur mittels dem Bezugszeichen 9 bezeichneten erhabenen bzw. erhöhten Stelle der Oberseite 2 der Form 24 gezogen werden. Hierdurch wird dem durch die Öffnung 11 zuführbaren Material des Formkörpers 10 Platz gemacht. Das Material des Überzugs 1 verläuft entlang der mit dem Bezugszeichen 14 dargestellten Linie. Eine erfindungsgemäße Maßnahme zur Erzielung eines an dem Formteil 10 anliegenden Überzugs 1 ist in Form der Hinterschneidung 13 dargestellt, die erfindungsgemäß durch eine entsprechende Formgebung des Hauptteils 2a und des Rahmenteils 2b der Form 24, insbesondere im Bereich der Berührungsfläche, erzeugt wird. Hierdurch ist es nicht notwendig, ein spezielles weiteres Werkzeug zum Anlegen des Überzugs 1 an die der Sichtseite 20 des Formkörpers gegenüberliegende Seite vorzusehen. Weiterhin wird Produktionszeit, -raum und -Personalbedarf eingespart. Dies wird bereits durch die spezielle Gestaltung des Oberteils 2 der Form 24 mittels der Hinterschneidung 13 von einigen Millimetern erreicht. Hierdurch ergibt sich für einen Benutzer, der den Formkörper lediglich von der Sichtseite 20 aus sieht, der Eindruck einer zurückgeschlagenen Kante des Überzugs 1. Nach der Injektion des Materials des Formkörpers 10 wird lediglich noch das überschüssige Material 12 des Überzugs 1 abgeschnitten.
4 zeigt die Form 24 in ihrem vollständig geschlossenen Zustand mit eingebrachtem Material des Formkörpers 10 und des Überzugs 1. Der Spalt 5, d. h. das „air-gap” 5 ist jetzt geschlossen und daher in 4 nicht mehr bezeichnet. Weiterhin bezeichnen gleiche Bezugszeichen in 4 wiederum gleiche Teile bzw. Komponenten der Form 24 bzw. des Formkörpers 10 bzw. des Überzugs 1.
5 zeigt die Form 24 in ihrem vollständig geöffneten Zustand mit einem geformten Formkörper 10 und mit dem mit dem Formkörper 10 verbundenen Überzug 1. Speziell ist in 5 der überschüssige Teil des Materials des Überzugs 1 mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet und es ist eine Sichtseite 20 des Formkörpers 10 bzw. der Halbschale dargestellt. Weiterhin bezeichnen gleiche Bezugszeichen in 5 wiederum gleiche Teile bzw. Komponenten der Form 24 bzw. des Formkörpers 10 bzw. des Überzugs 1.
6 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Randbereichs des Formkörpers 10 mit der Hinterschneidung 13 und einem Werkzeug 15 zur Abtrennung des überschüssigen Materials 12 des Überzugs 1. Weiterhin ist in 6 die Sichtseite 20 angedeutet. Das Werkzeug 15 zur Abtrennung des überschüssigen Materials 12 des Überzugs 1 ist insbesondere als Schneidwerkzeug mit einer Klinge vorgesehen. Das Werkzeug 15 greift an dem Formkörper 10 insbesondere beidseitig an. Hierbei kann – wie in 6 dargestellt – ein Teil des Materials des Formkörpers 10 zusammen mit dem überschüssigen Material 12 des Überzugs 1 entfernt werden oder es kann vorgesehen sein, dass lediglich das überschüssige Material 12 des Überzugs entfernt wird. Zur Entfernung des überschüssigen Materials 12 des Überzugs 1 wird das Werkzeug 15 in Pfeilrichtung des dargestellten Pfeils bewegt.
Der Überzug 1 ist insbesondere als gefärbtes Material vorgesehen und die Form 24 – bzw. insbesondere die Oberseite 2 der Form 24 – ist insbesondere mittels einer nicht dargestellten Oberflächentextur vorgesehen. Dadurch ergibt sich durch den Guss- bzw. Druckgussvorgang eine Halbschale für eine insbesondere als Sonnenblende vorgesehene Komponente mit einer Oberflächentextur, mit einem Formkörper 10, insbesondere aus EPP, und mit einem mit dem Formkörper 10 verbundenen und insbesondere aus Polypropylen vorgesehenen Überzug 1, der verstaute bzw. zurückgeschlagene Kanten aufweist.
Bezugszeichenliste

1: Überzug
2: Oberteil
2a: Hauptteil des Oberteils 2
2b: Rahmenteil des Oberteils 2
4: Unterteil
5: „air-gap”-Spalt
6: schmaler Spalt
7: Einlage
8: Zuführung
9: erhöhte Stelle
10: Formkörper
11: Öffnung
12: überschüssiges Material des Überzugs 1
13: Hinterschneidung
14: Linie des Überzugs
15: Werkzeug
20: Sichtseite
24: Form

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Halbschale, wobei die Halbschale einen Formkörper (10) und einen Überzug (1) aufweist, bei dem in einem ersten Schritt sowohl der Formkörper (10) geformt wird als auch der Formkörper (10) mit dem Überzug (1) derart verbunden wird, dass der Überzug (1) im Bereich einer Hinterschneidung (13) des Formkörpers (10) relativ zu einer Sichtseite des Formkörpers (10) an dem Formkörper (10) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Schritt überschüssiges Material (12) des Überzugs (1) und des Formkörpers (10) entfernt wird, wobei das Werkzeug beidseitig an dem Formkörper (10) angreift.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schritt mittels Druck- und Temperatureinwirkung auf das Material des Formkörpers (10) und des Überzugs (1) in einer Form, umfassend wenigstens eine Oberseite (2) und eine Unterseite (4), durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entfernung des überschüssigen Materials (12) des Überzugs (1) ein Schneidvorgang durchgeführt wird.