DE4305200A1 - Verfahren zum Herstellen eines Innenverkleidungsteils mit hinterschäumter Kaschierfolie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Her­ stellen eines Innenverkleidungsteils, etwa einer Tür­ verkleidung für Fahrzeuge, bei dem ein formstabiles Trägerteil an sich beliebiger Art und eine tiefzieh­ fähige Kaschierfolie mittels eines Schäumungswerkzeu­ ges durch Hinterschäumen miteinander verbunden werden und bei dem ein Insert aus einem zur Folie nach Art und/oder Farbe unterschiedlichen Werkstoff, bei­ spielsweise ein Sfoffinsert aufgebracht wird.

Innenverkleidungsteile, die mit einer ganzflächig hinterschäumten Folie kaschiert sind, wobei die Hin­ terschäumung insbesondere puffernde Funktionen über­ nimmt, sind bekannt. Solche Teile dienen beispiels­ weise als Instrumententrägertafeln, für die es wich­ tig ist, daß im Falle eines Auffahrunfalles die Fahr­ zeuginsassen möglichst weich und splitterfrei abge­ fangen werden können. Die instrumententafeln werden hierfür ganzflächig mit vorgeformten tiefziehfähigen Folien zusammengeschäumt oder entsprechend mit eine Oberflächenhaut bildenden Integralschäumen beauf­ schlagt. Da die Kaschierung über die gesamte Instru­ mententafel einheitlich aus ein und derselben Folie besteht, gestaltet sich das Kaschierverfahren weitge­ hend problemfrei, da zwischen geschlossenen Werkzeug­ hälften einheitlich und in einem Arbeitsgang hinter­ schäumt werden kann.

Schwieriger gestaltet sich der Verfahrensablauf ins­ besondere dann, wenn die Innenverkleidungsteile in Teilbereichen unterschiedlich kaschiert werden sol­ len, was aus stilistischen Gründen insbesondere für die Türverkleidungen, teilweise aber auch für den Fahrzeughimmel vorteilhaft sein kann. Hier wechseln sich Folienkaschierungen etwa mit Stoffkaschierungs­ partien wie Velour- oder Gewebe-Insertbereichen ab. Verfahrenstechnisch ergeben sich hierbei besondere Schwierigkeiten hinsichtlich einer ganzflächigen Hin­ terschäumung bei der Vorgabe, genauer Einhaltung und sauberer Sichtlinienführung der Verbindungsnähte zwi­ schen Stoffinsert od. dgl. und der Kaschierfolie.

Die Herstellung derart mehrbereichig kaschierter In­ nenverkleidungsteile erfolgt bisher so, daß zunächst auf das jeweils vorhandene Trägerteil das Stoffinsert (Velour, Gewebe od. dgl.) aufkaschiert wird und nach­ folgend in einem weiteren hiervon unabhängigen Ver­ fahrensschritt das Trägerteil ganz flächig mit der Kaschierfolie überzogen wird, d. h. auch in dem oder den Bereichen des schon vorhandenen Stoffinserts, wobei darauf zu achten ist, daß die Kaschierfolie zumindest im Bereich des schon vorhandenen Stoffin­ serts od. dgl. nicht mit Kleber oberflächenbeschichtet ist. Um hier auftretende Schwierigkeiten wenigstens teilweise zu überwinden, wird anstelle des Hinter­ schäumens der Folie mit Schaumstoffpads od. dgl. ge­ arbeitet, wie sie insbesondere im Bereich der Armleh­ nen Anwendung finden. Entlang der herzustellenden Verbindungsnaht zwischen Kaschierfolie und Insert, also entlang der entstehenden Umrandungslinie, wird der Bereich des Stoffinserts nachfolgend durch Hoch­ frequenz-Schweißen mit der Kaschierfolie verbunden, so daß ein schweißbares Folien- und Insertmaterial Anwendung finden muß. Nur auf diese Weise wird es möglich, die Verbindungsnaht beispielsweise unter zu­ sätzlicher Prägung optisch zu einer Ziernaht zu ge­ stalten, wobei gleichzeitig die betreffende Umrißli­ nie so weit ausgedünnt werden kann, daß der Teil der Kaschierfolie, der das Stoffinsert bis zu diesem Ver­ fahrensschritt abgedeckt hat, anschließend abgezogen bzw. abgerissen werden kann.

Bei der vorstehend genannten Vorgehensweise ist je­ doch ein ganzflächiges Hinterschäumen, d. h. ein gleichzeitiger Arbeitsgang für das Hinterschäumen sowohl der Insertbereiche als auch der Folienkaschie­ rung nicht möglich, es sind vielmehr drei Verfahrens­ schritte auszuführen, die sich jeweils einzeln auf die Insertkaschierung, die Folienkaschierung und die Ziernahtverschweißung beziehen, was entsprechend ar­ beitsintensiv und ausschußträchtig ist. Eine einheit­ liche Hinterschäumung aller Kaschierpartien des In­ nenverkleidungsteils wäre jedoch bereits aus Gründen einer besseren Griffigkeit der Oberfläche und der einheitlichen Verarbeitungsbedingungen wünschenswert.

Optisch ansprechender wären darüber hinaus Übergänge zwischen Insert und Folienkaschierung, die frei von Ziernähten sind, also möglichst schlichte Abgren­ zungsübergänge zeigen. Nachteilig bei der bekannten Verfahrensweise ist darüber hinaus, daß nur solche Stoffinserts od. dgl. in die Folienkaschierung einge­ setzt werden können, die sich hochfrequenzverschwei­ ßen lassen. Derartige Stoffinserts bestehen jedoch aus chlorierten Kunststoffen, wie PVC, die nur um­ weltunfreundlich entsorgt werden können.

Es ist daher in der Vergangenheit versucht worden, die Stoßstellen zwischen Insert und Folienkaschierung durch optisch ansprechende Zierleisten zu überdecken, was sich jedoch gleichermaßen aus verschiedensten Gründen nicht bewährt hat.

Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu entwickeln und zu verbessern, daß eine ganzflächige gemeinsame Hinter­ schäumung aller Kaschierbereiche möglich wird bei gleichzeitig optisch ansprechender fehlerfreier Schattenfuge zwischen den unterschiedlichen Kaschier­ bereichen, ohne daß die Kaschierwerkstoffe Eigen­ schaften aufweisen müssen, die ein Hochfrequenzver­ schweißen ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren erreicht, wie es im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegeben ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen die­ ses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, daß erfindungsgemäß ein im Bereich einer umlaufenden Bördelung, ein mit Materialzugabe verse­ henes Insert, welches rückseitig mit einer Kleber­ schicht versehen ist, eindeutig justiert zunächst in eine Werkzeughälfte des Schäumungswerkzeuges einge­ legt wird und nachfolgend in eben dieser Werk­ zeughälfte eine ganzflächige Abdeckung mit einer tiefziehfähigen Kaschierfolie erfolgt, wird es durch einfache Anwendung von Unterdruck zunächst möglich, bei Anwendung eines geeigneten Hilfswerkzeuges defi­ nierte Formverhältnisse für die zu kaschierende Ober­ fläche des gesamten Verkleidungsteiles vorzugeben, wobei die Materialzugabe als Bördelung mit Hilfe ei­ ner Hilfsvorrichtung in eine um das Insert umlauf ende Falte der Kaschierfolie eingebettet wird. Somit kann nachfolgend in einem Arbeitsgang die Gesamtfläche hinterschäumt werden. Die fixierten Übergangsnähte zwischen Insert und Folienkaschierung können bei die­ ser Verfahrensweise weder ungewollt verschoben noch beschädigt oder anderweitig nachteilig beansprucht werden. Ihre endgültige Fixierung unter Vorgabe einer fehlerfreien definierten Schattenfuge erfolgt am Ende der fertigen Aushärtung des Schaumes ohne zusätzli­ chen Zeit- und Arbeitsaufwand. Eine zeitaufwendige Mehrschritt-Hinterschäumung entfällt, Inhomogenitäten in der Hinterschäumung werden mit Sicherheit vermie­ den. Auch der Nachteil einer verlängerten Taktzeit bei der Kaschierung, der gegebenenfalls in der aus­ reichend langen Aushärtungszeit für die Hinterschäu­ mung gesehen werden kann, wird durch den Fortfall der bisher erforderlich gewesenen Hochfrequenzschweißung kompensiert. Vorteilhaft können beliebige Insertmate­ rialien zur Anwendung kommen, ohne daß auf die Eigen­ schaften der HF-Schweißung Rücksicht zu nehmen wäre. Der Einsatz eines im Bereich der Bördelung bereits vorgeformten Inserts führt nicht nur zu einer Verbes­ serung des fertig kaschierten Verkleidungsteils, son­ dern erleichtert auch die Handhabung vor dem Kaschiervorgang, vor allem die Justierung des Stof­ finserts im Schäumwerkzeug. Energetisch besonders günstig ist es, wenn die für die thermische Aktivie­ rung der Kleberschicht auf dem Insert benötigte Wärme aus der Reaktionswärme der Schäumung genommen wird, da der Druck des sich entwickelnden Schaumes für gute Verbindung der zu zu verklebenden Flächen sorgt. Schließlich ist es noch vorteilhaft, wenn auch die Kaschierfolie entweder teilweise vorgeformt in das Schäumungswerkzeug eingelegt wird oder wenigstens vorgewärmt, um den nachfolgenden Tiefziehvorgang si­ cherer und schneller takten zu können.

Werden Trägerteile verwendet, die an den Stellen, an denen auf der Rückseite des Trägerteils Befestigungs­ elemente anzubringen sind, schaumdurchlässig gestal­ tet, so ergibt sich der Vorteil, daß die Befesti­ gungselemente bereits im Schäumwerkzeug vor dem Ein­ legen eines Trägerteils positioniert werden können. Der auf die Rückseite des Trägerteils sich durch­ drückende Schaum wirkt dabei als Kleber und verankert die Befestigungselemente zuverlässig. Arbeitsgänge wie gesondertes Kleben oder Reibschweißen entfallen damit ersatzlos.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich, wenn Trägerteile verwendet werden, die im Bereich der Armlehne durchlässig gestaltet sind. Der Armbereich von Seitenverkleidungen der Türen bei einem Pkw ist rückseitig konkav und kann mit einem durchschäumbaren, Schaum verfestigenden Werkstoff ganz oder teilweise gefüllt werden. Auf diese Weise entsteht eine Art Stoßdämpfer der bei seitlichen Auf­ prallunfällen schützt. Bisher werden derartige Stoß- oder Aufpralldämpfer als gesondertes Sicherheitsteil aus Hart-Schaum hergestellt und nachträglich montiert. Der durchschäumbare, den Schaum verfesti­ gende Werkstoff gibt dem an sich zu "weichen" Polsterschaum eine für die Stoßdämpfung notwendige Festigkeit. Als Werkstoff kommen hierfür grobe Faser­ filze, Recyclingwerkstoffe und ggf. Kunststoffgerüste nach Art von Scheuerschwämmen in Frage. Die erforder­ liche Schaumdurchlässigkeit der Trägerteile ist bei­ spielsweise mittels Bohrungen oder auch durch örtlich verringerte Dichten oder Dicken der Trägerteile ohne zusätzlichen größeren Aufwand realisierbar.

Die bei liegenden Zeichnungen sollen das vorliegende Verfahren näher erläutern, wobei sie nur der bei­ spielsweisen Beschreibung derselben dienen.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Tür­ verkleidung eines Pkws mit sichtseitiger Folienkaschierung und eingesetztem Stoffin­ sert,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt entlang der Linie C-C von Fig. 1,

Fig. 3 den Querschnitt, wie in Fig. 2 dargestellt, jedoch in der im Schäumungswerkzeug befind­ lichen Lage,

Fig. 4 einen Schnitt durch die obere Werkzeughälf­ te des Schäumungswerkzeuges zur Vorgabe der sichtseitigen Kaschierung,

Fig. 5 einen Schnitt gemäß Fig. 1 nach Ansaugen der Kaschierfolie,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 und 3 für das aus Ober- und Unterwerkzeug beste­ hende Schäumungswerkzeug im zusammengefah­ renen Zustand,

Fig. 7 die Vergrößerung eines Ausschnittes aus Fig. 3 vor vollständiger Aushärtung des Schaumes,

Fig. 8 die Darstellung gemäß Fig. 5 nach vollstän­ diger Aushärtung der Hinterschäumung,

Fig. 9 in Schnittdarstellung die Befestigung eines Retainers durch Aufschäumen,

Fig. 10 ebenfalls in Schnittdarstellung die Ausbil­ dung der konkaven Rückseite des Armlehnen­ bereichs als Stoßdämpferelement.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht die komplette Türinnenver­ kleidung eines Pkw mit durchgehender Hinterschäumung 9 zwischen Trägerteil 8 und Folienkaschierung 5. In den Bereich oberhalb der Armlehne D ist ein Stoffin­ sert 3 in die Folienkaschierung 8 eingefügt, um des­ sen Herstellung bzw. Einbringung es bei durchgehender Hinterschäumung 8 im vorliegenden Verfahren geht.

Die Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie C-C und in Pfeilrichtung von Fig. 1 dieser In­ nenverkleidung, die, wie hier verdeutlicht wird, von innen nach außen aus folgenden in Sandwich-Bauweise zusammengefügten Schichten besteht:
dem formstabilen Trägerteil 8, der Hinterschäumung 9, der Kaschierfolie 5 und dem über der Kaschierfolie 5 angeordneten Insert 3.

Fig. 3 dient lediglich der Erläuterung der Lage der Innenverkleidung in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 im Schäumungswerkzeug, so wie es nachfolgend in den Fig. 4 bis 8 für die einzelnen Herstellungsschrit­ te beschrieben werden wird.

Stark schematisiert zeigt Fig. 4 die obere Werkzeug­ hälfte 1 eines Schäumungswerkzeuges, mittels welcher die Sichtseite der Türinnenverkleidung vorgefertigt wird. Durch die Werkzeughälfte 1 greift eine im Quer­ schnitt dünnwandige Hilfsvorrichtung 2 hindurch, die den Umriß des Inserts 3 entspricht. Die Hilfsvorrich­ tung 2 ist in Doppelpfeilrichtung innerhalb und gegen die Werkzeughälfte 1 beweglich angeordnet. Da die Hilfsvorrichtung 2 der Berandungslinie des hier vor­ zugsweise verwendeten Stoffinserts hülsenförmig ent­ spricht, läßt sich bei eingefahrener Hilfsvorrich­ tung, also in einem Zustand, in dem diese nach unten aus der Formungsfläche der Werkzeughälfte 1 hervor­ steht, eindeutig justiert und fixierbar das Insert 3 einlegen. Hierfür wurde zuvor das Insert mit einer Materialzugabe entlang des Randes geschnitten, die die Bördelung 4 für eine spätere Schattenfuge vorgibt und die vorzugsweise vor Einlegen des Inserts 3 in die Hilfsvorrichtung vorgeformt worden ist. Im darge­ stellten Ausführungsbeispiel ist gemäß Fig. 4 eine nicht vorgeformte, aber vorerwärmte Kaschierfolie 5 über die Sichtseite, d. h. über den späteren gesamten Oberflächenbereich der Türinnenverkleidung gezogen.

Fig. 5 entspricht der Darstellung von Fig. 4, nachdem über nicht dargestellte Vakuumkanäle Unterdruck die Kaschierfolie 5 angesaugt hat, so daß diese sich fest an die formgebende Oberfläche der Werkzeughälfte 1 angelegt hat und hierbei im Bereich der Bördelung 4 und des unteren anliegenden Randbereiches der Hilfs­ vorrichtung 2 eine umlaufende Falte 6, etwa in Form einer Folientasche, bildet.

Für den Fall, daß das Insert 3 ein Stoffinsert ist, ist es vorteilhaft, dieses rückseitig mit einer Kle­ berbeschichtung zu versehen, die in den schematischen Darstellungen der Zeichnungen weggelassen worden ist. Die Aufrechterhaltung des Unterdruckes über die obere Werkzeughälfte 1 sorgt für ein dauerhaftes form­ schlüssiges Anliegen der Kaschierfolie 5 und damit auch der von dieser rückseitig überzogenen Insert- Anordnung an dieser Werkzeughälfte, unabhängig davon, ob das Insert ein luftdurchlässiges Stoffinsert ist oder nicht.

Fig. 6 zeigt dann bei einer Darstellung entsprechend Fig. 4 und 5 das vollständige Schäumungswerkzeug mit oberer Werkzeughälfte 1 und unterer Werkzeughälfte 7. Wie dargestellt, ist in die untere Werkzeughälfte 7 formschlüssig das formstabile Trägerteil 8 eingefügt, wobei nach einem weiteren Verfahrensschritt der ein­ stellbare Abstand zwischen der oberen Werkzeughälfte 1 mit der dort festgehaltenen Kaschierfolie 5 und dem Insert 3 einerseits und der unteren Werkzeughälfte 7 mit dem Trägerteil 8 andererseits mit einer durchge­ henden Hinterschäumung 9 versehen ist. Der Schaum kann sich in dem Zwischenraum zwischen Trägerteil 8 und Kaschierfolie 5 frei entwickeln, noch während die Hilfsvorrichtung 2 in der dargestellten Form einge­ fahren ist. Bevor der Schaum ausgehärtet ist, wird jedoch die Hilfsvorrichtung 2 zurückgezogen, so daß sie aus der in Fig. 7 dargestellten Position in die in Fig. 8 wiedergegebene Stellung gelangt. Während der Schaumentwicklung und einer wesentlichen Aushär­ tungszeit wird somit gemäß der in Fig. 7 wiedergege­ benen Stellung die Bördelung in der Folientasche 6 ausreichend fixiert, so daß eine Verschiebung oder ein Austreiben des Schaumes an der Stelle mit Sicher­ heit vermieden ist. Wenn dann erst im letzten Zeit­ abschnitt der Aushärtung des Schaumes die Hilfsvor­ richtung 1 gemäß Fig. 8 zurückgezogen wird, so kann sich der Schaum zwar noch in den freiwerdenden Spalt hineinbewegen und die Lage der Bördelung endstabili­ sieren, eine Lageverschiebung ist jedoch ausgeschlos­ sen. Diese Nachexpansion des Schaumes bei endgültiger Aushärtung desselben schließt die Folientasche 6 so­ mit zu einer optisch ansprechenden Schattenfuge, wo­ bei die bei der Schaumentwicklung freiwerdende Ener­ gie dazu genutzt werden kann, die vorstehend erwähnte Kleberschicht auf der Rückseite des Inserts thermisch ausreichend zu aktivieren. Die das Insert vor der Hinterschäumung überspannende Kaschierfolie kann ent­ weder vorgeformt eingelegt werden oder - wie er­ wähnt - ausreichend vorgewärmt in das Schäumungswerk­ zeug eingebracht werden, was die Taktzeit für den Tiefziehvorgang vorteilhaft herabsetzt.

Wird wie aus Fig. 9 ersichtlich das Trägerteil 8 mit Bohrung 11 an entsprechend gewünschten Stellen ver­ sehen, so läßt sich dort beispielsweise ein Befesti­ gungselement 10 mit dem Schaum 9 direkt auf der Rück­ seite des Trägerteils 8 verkleben, u.z. unmittelbar zusammen mit dem Schäumungsvorgang.

In Fig. 10 ist im Bereich D, der sichtseitig die Arm­ lehne bildet, ebenfalls mit Hilfe der Bohrungen 11 eine definierte Schaumdurchlässigkeit des Trägerteils herstellt. Die in diesem Bereich konkave Rückseite des Trägerteiles 8 wurde mit dem Formstück 12 ge­ füllt, das aus einem lockeren Gerüst grober Fasern bestehen kann. Der durch die Bohrung 11 hindurchtre­ tende Polsterschaum 9 durchschäumt das Formstück 12 und wirkt so versteifend, daß dieser Bereich auf­ prall- bzw. stoßdämpfende Funktionen übernehmen kann.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen eines Innenverklei­ dungsteiles, etwa einer Türverkleidung für Fahr­ zeuge, bei dem ein formstabiles Trägerteil (8) an sich beliebiger Art und eine tiefziehfähige Kaschierfolie (5) mittels eines Schäumungswerk­ zeuges (1, 7) durch Hinterschäumen miteinander verbunden werden und bei dem ein Einsatz - In­ sert (3) - aus einem zur Folie nach Art und/oder Farbe unterschiedlichen Werkstoff, beispielswei­ se ein Stoffinsert, aufgebracht wird, gekennzeichnet durch die folgen­ den Verfahrensschritte:

• a) Justiertes Einlegen eines mit umlaufender Materialzugabe (4) zugeschnittenen, rück­ seitig mit einem thermisch aktivierbaren Kleber vorbeschichteten Inserts (3) in die die Sichtseite der Kaschierung formende Werkzeughälfte des Schäumungswerkzeuges (1, 7),
• b) das Insert (3) überspannendes Einlegen der tiefziehfähigen Kaschierfolie (5) in diese Werkzeughälfte (1),
• c) Ansaugen der Kaschierfolie (5) an die sichtseitige Werkzeughälfte unter Einbetten der Materialzugabe (4) des Inserts (3) als Bördelung in Form einer umlaufenden Falte (6) der Kaschierfolie (5) mit Hilfe einer die Folienfalte und die Bördelung des In­ serts (3) formenden werkzeugseitigen Hilfs­ vorrichtung (2),
• d) Einlegen des Trägerteiles (8) in die andere Werkzeughälfte (7), Schließen des Schäu­ mungswerkzeuges (1, 7) und Injektion des noch unentwickelten Schaumes (9) in den Raum zwischen Trägerteil (8) und angesaug­ ter Kaschierfolie (5),
• e) Entfernen der Hilfsvorrichtung (2) nach einer vorgegebenen Schaumentwicklungszeit, die kürzer ist als die Aushärtungszeit des Schaumes (9), und
• f) Abwarten der Aushärtungszeit des Schaumes (9) und Entnahme des kaschierten Verklei­ dungsteiles (3, 5, 9, 8) aus dem Schäu­ mungswerkzeuge (1, 7).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zumindest im Bereich der Bördelung (4) vorgeformtes Insert (3) verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Insert (3) ein Gewebe verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Akti­ vierung der Kleberschicht auf dem Insert (3) mit der Reaktionswärme der Schäumung erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Insert (3) überspannende Kaschierfolie (5) wenigstens teil­ vorgeformt eingelegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Insert (3) überspannende Kaschierfolie (5) vorgewärmt in das Schäumungswerkzeug (1, 7) eingebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerteile (8) an Stellen, an denen auf der Rückseite Befesti­ gungselemente (10) angebracht werden, durch­ schäumt werden und daß die Befestigungselemente (10) vor dem Einlegen der Trägerteile (8) in die Werkzeughälfte (7) in dieser den Stellen zuge­ ordnet positioniert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trägerteile 8 im Armlehnenbereich schaumdurchlässig ausgeführt werden, und daß dieser rückseitige konkav ausgebildete Bereich (D) mit einem durchschäumbaren, den Schaum ver­ festigenden Werkstoff (12) zumindest teilweise vor dem Einlegen des Trägerteiles (8) in die Werkzeughälfte (7) gefüllt wird.