DE10218890B4

DE10218890B4 - Verfahren zum Herstellen eines flächigen Verbundbauteils

Info

Publication number: DE10218890B4
Application number: DE2002118890
Authority: DE
Inventors: Martin Kralik
Original assignee: Webasto Vehicle Systems International GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2022-04-27
Also published as: DE10218890A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines flächigen Dachmoduls für Kraftfahrzeuge, in einer aus zwei Formhälften gebildeten Hinterschäumform, wobei das Verbundbauteil wenigstens eine Außenhaut und eine auf die Innenseite der Außenhaut aufgeschäumte Schaumstoffschicht umfasst und wobei an der Innenseite dieses Verbundbauteils eine reliefartige Rippenstruktur oder dergleichen ausgebildet ist,
mit folgenden Verfahrensschritten:
a) es wird eine erste. Formhälfte (30, 60) vorbereitet, welche die Außenhaut (8) formschlüssig aufnimmt;
b) es wird eine zweite Formhälfte (32, 62) vorbereitet, deren Innenkontur im wesentlichen der späteren Innenkontur der Schaumstoffschicht (10) entspricht, wobei die Innenfläche der zweiten Formhälfte (32, 62) mit Vertiefungen (34, 64) versehen ist, welche der Rippenstruktur (Rippe 14) entsprechende Formteile (18) aufnimmt;
c) auf die Innenfläche der Außenhaut (8) wird eine Lage einer aufschäumbaren Kunststoffmasse (26', 66) aufgebracht;
d) die zweite Formhälfte (32, 62) wird an die erste Formhälfte (30, 60) angesetzt;
e) nach dem Aufschäumvorgang und der Verbindung der...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines flächigen Dachmoduls für Fahrzeuge, mit einer Außenhaut, einer auf die Innenseite der Außenhaut aufgeschäumten Schaumstoffschicht und einer an der Schaumstoffschicht anliegenden Innenhaut, wobei an der Innenseite des Verbundbauteils eine reliefartige Rippenstruktur oder dergleichen ausgebildet ist.

Ein mit einem Dachmodul nur bedingt vergleichbares Verbundbauteil der eingangs beschriebenen Art, das als Innenverkleidung für Kraftfahrzeuge verwendbar ist, ist beispielsweise aus der DE 34 14 794 C2 bekannt. Dort wird eine als Kunststofffolie ausgebildete Oberflächenschicht in eine mit Vorsprüngen versehene Form gebracht. Die Vorsprünge werden von der Rückseite mit einem energieabsorbierenden Material, wie Polymermasse, ausgefüllt. Auf die gesamte Rückseite wird anschließend ein Schaummaterial aufgebracht.

Aus der DE 100 24 814 A1 ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Sandwich-Bauteils zur Verwendung im Kraftfahrzeugbau bekannt, bei dem zunächst zwei Faserverstärkungsmatten an die Innenseite einer Oberform und einer Unterform eines zweiteiligen Formwerkzeugs eingelegt werden. Nach dem Einlegen von Einlegeteilen wird ein Kunststoff-Schaummaterial in den Zwischenraum zwischen den Faserverstärkungsmatten eingebracht.

Beide vorstehend genannten Entgegenhaltungen erzeugen keine geeignete Außenhaut für ein Fahrzeug-Dachmodul, bei der hohe Anforderungen an ein glattflä chiges Erscheinungsbild gestellt werden, da sie zum Fahrzeugäußeren hin gerichtet ist und eine entsprechende Eigenfestigkeit sowie Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse und dergleichen haben muß.

Durch die EP 0 995 667 A1 , und zwar insbesondere durch die 5 und 6, ist bereits ein Dachmodul mit den eingangs beschriebenen Eigenschaften bekannt. Dabei ist die am Rand des Verbundbauteils ausgebildete Rippenstruktur einfach durch eine Aufdickung der Schaumstoffschicht gebildet. Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Aufdickungen der Schaumstoffschicht häufig zu unbefriedigenden Ergebnissen führen, da der Aufschäumvorgang in den Bereichen unterschiedlicher Dicke der Schaumstoffschicht schwierig vorherzuberechnen und zu steuern ist. Die Folge davon ist, daß der Übergang von den dünnen Bereichen zu den Aufdickungen der Schaumstoffschicht in unerwünschter Weise auch an der Außenhaut sichtbar wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die reliefartige Rippenstruktur in einfacher Weise und ohne sichtbare Spuren an der Außenhaut hergestellt werden kann und bei dem eine den gestalterischen Ansprüchen genügende Innenhaut gleich mit erzeugt wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 beschriebene Verfahren gelöst.

Dazu wird zunächst eine erste Formhälfte vorbereitet, welche die Außenhaut formschlüssig aufnimmt. Die Außenhaut wird im allgemeinen in einem separaten Arbeitsgang gefertigt und in die erste Formhälfte eingelegt. Es ist jedoch auch möglich, die Außenhaut direkt in der ersten Formhälfte zu fertigen, wenn diese mit einer entsprechenden Gegenform zusammenwirkt.

Sodann wird eine zweite Formhälfte vorbereitet, deren Innenkontur im wesentlichen der späteren Innenkontur der Schaumstoffschicht entspricht, wobei zum Zwecke der Ausbildung einer Rippenstruktur die Innenfläche der zweiten Formhälfte mit Vertiefungen versehen ist, welche dieser Rippenstruktur entsprechen, und wobei diese Vertiefungen der Rippenstruktur entsprechende Formteile aufnehmen, die sich in einem nachfolgenden Verfahrensschritt mit der aufgeschäumten Schaumstoffschicht verbinden sollen.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird auf die Innenfläche der Außenhaut eine Lage einer aufschäumbaren Kunststoffmasse aufgebracht; sodann wird die zweite Formhälfte an die erste Formhälfte angesetzt und der Aufschäumvorgang in Gang gesetzt. Dabei verbinden sich die Formteile mit dem aufgeschäumten Schaumstoff und bilden so die gewünschte Rippenstruktur. Nach Abschluß des Aufschäumvorganges wird die Form geöffnet und das darin gebildete Verbundbauteil entformt. Beim erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, daß zusätzlich eine Innenhaut auf die Innenseite des Verbundbauteils aufgebracht wird.

Da die aufgeschäumte Schaumstoffschicht selbst keinerlei Verdickungen aufweist, sondern über die gesamte Fläche eine gleichmäßige Dicke haben kann, werden die voranstehend geschilderten, mit der Ausbildung von Verdickungen der Schaumstoffschicht verbundenen Nachteile vermieden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden die die Rippenstruktur bildenden Formteile als separat gefertigte Formteile in die Vertiefungen eingelegt. Sie können jedoch gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung auch durch Einspritzen einer Kunststoffmasse in die Vertiefungen der zweiten Formhälfte gebildet werden. Dieser Einspritzvorgang kann mehr oder weniger gleichzeitig mit dem Einbringen der aufschäumbaren Kunststoffmasse in die erste Formhälfte erfolgen, so daß ein zeitlich und räumlich getrennter Fertigungsvorgang für die Formteile vermieden werden kann.

Die Innenhaut kann beispielsweise flexibel und dehnbar sein und durch Auflegen auf die Innenseite des entformten, aus Außenhaut und Schaumstoffschicht gebildeten Verbundbauteils in die gewünschte Form gebracht werden. Sie kann jedoch auch in einem vorangehenden getrennten Arbeitsschritt in eine an die Innenkontur der zweiten Formhälfte bzw. an die Innenseite des entformten Verbundbauteils angepaßte formbeständige Form gebracht werden.

Für die in die erste Formhälfte eingebrachte Kunststoffmasse zur Bildung der aufgeschäumten Schaumstoffschicht und/oder für das Material der die Rippenstruktur bildenden Formteile ist vorzugsweise ein PU-Schaum vorgesehen.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
1 einen Querschnitt durch den Randbereich eines Dachmoduls für Fahrzeuge;
2 eine schematische Darstellung einer zweiteiligen Form zur Herstellung eines Verbundbauteils ohne Innenhaut;
3 die untere Formhälfte aus der 2 nach dem Öffnen der Form;
4 das gemäß den 2 bzw. 3 hergestellte Dachmodul nach dem Aufbringen einer Innenhaut; und
5 eine Darstellung etwa gemäß der 2, jedoch mit einem dieser gegenüber abgewandeltem Verfahrensablauf.
1 zeigt als Beispiel für ein erfindungsgemäßes Verbundbauteil einen Randbereich eines Dachmoduls 2 für Kraftfahrzeuge in einem Querschnitt, d.h. in einem Schnitt quer zur Fahrtrichtung. Das Dachmodul 2 liegt mit seinem Außenrand auf einem Seitenholm 4 des Kraftfahrzeuges auf und ist mit diesem beispielsweise über eine Kleberaupe 6 verklebt.
Das Dachmodul 2 umfaßt zunächst eine feste Außenhaut 8, die beispielsweise aus Blech, einem Kunststoffmaterial oder dergleichen hergestellt sein kann, und eine auf die Innenseite der Außenhaut 8 aufgeschäumte Schaumstoffschicht 10, die der Außenhaut 8 eine gewisse Steifigkeit und Festigkeit verleiht; außerdem ist die Innenseite des aus der Außenhaut 8 und der Schaumstoffschicht 10 gebildeten Verbundbauteils mit einer Innenhaut 12 verkleidet, die im wesentlichen dekorative Aufgaben erfüllt.
An der Innenseite des gesamten Dachmoduls 2 kann eine reliefartige Rippenstruktur oder dergleichen ausgebildet sein, von der in 1 eine längs des Seitenrandes des Dachmoduls 2 verlaufende Rippe 14 dargestellt ist. Die Rippe 14 hat im wesentlichen die Aufgabe, einen Übergang zu einer den Seitenholm 4 überdeckenden Innenverkleidung 16 herzustellen.
Die Rippe 14 ist aus einem an der Innenseite der Schaumstoffschicht 10 anliegenden Formteil 18 gebildet, wobei die Innenhaut 12 der durch das Formteil 18 vorgegebenen Kontur folgt, wie 1 erkennen läßt.
2 dient zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens zum Herstellen des Verbundbauteils 2. Die in einem getrennten Verfahren, beispielsweise durch Tiefziehen eines Bleches oder durch Gießformen eines Kunststoffmaterials hergestellte Außenhaut 8 wird in eine erste, untere Formhälfte 30 eingelegt, deren Innenform der Außenform der Außenhaut 8 entspricht. Die obere Formhälfte 32 ist mit der gewünschten Rippenstruktur entsprechenden Vertiefungen ausgestattet, von denen die in 1 zur Aufnahme des Formteils 18 dienende Vertiefung 34 dargestellt ist.
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird eine aufschäumbare Kunststoffmasse 26 auf die Innenseite der in der unteren Formhälfte 30 liegenden Außenhaut 8 aufgebracht.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Form geschlossen, d.h. die obere Formhälfte 32 wird auf die untere Formhälfte 30 aufgesetzt. Danach folgt der Vorgang des Aufschäumens der Kunststoffmasse 26, die sich an das Formteil 18 anlegt und sich mit diesem verbindet.
Danach wird die Form geöffnet und das weitgehend fertige Dachmodul entnommen. Dieses wird danach im allgemeinen noch fertig besäumt, so daß es die in 1 dargestellte fertige Form annimmt.
3 zeigt das so gebildete, aus der Außenhaut 8, der Schaumstoffschicht 26' und dem Formteil 18 bestehende Verbundbauteil. Dieses wird in einem weiteren Verfahrensschritt mit einer Innenhaut 12 kaschiert, wie in 4 dargestellt ist.
Wie bereits weiter vorne erwähnt wurde, kann das Formteil 18 in einem separaten Schritt hergestellt und in die jeweilige Vertiefung der oberen Formhälfte eingelegt werden, oder es kann an Ort und Stelle beispielsweise durch Einspritzen einer aufschäumbaren Kunststoffmasse gebildet werden. 5 dient zum Erläutern eines derartigen Herstellungsverfahrens. Auf die Innenseite der in der unteren Formhälfte 60 eingebetteten Außenhaut 8 wird mittels einer Spritzvorrichtung 65 eine aufschäumbare Kunststoffmasse 66 aufgebracht. Gleichzeitig wird in eine Vertiefung 64 der oberen Formhälfte 62 mittels einer Spritzvorrichtung 67 eine beispielsweise aufschäumbare Kunststoffmasse 68 eingebracht. Nach dem Schließen der Form expandieren die Kunststoffmassen 66 und 68 und füllen den Formhohlraum aus, wobei sich die Kunststoffmasse 68 der oberen Formhälfte 62 mit der Kunststoffmasse 66 der unteren Formhälfte 60 verbindet.
Bei dem in 5 dargestellten Verfahren entsteht ein Verbundbauteil, welches dem der 3 entspricht. Dieses wird entsprechend der 4 mit einer nicht dargestellten Innenhaut 12 kaschiert.

2: Dachmodul, Verbundbauteil
4: Seitenholm
6: Kleberaupe
8: Außenhaut
10: Schaumstoffschicht
12: Innenhaut
14: Rippe
16: Innenverkleidung
18: Formteil
26: Kunststoffmasse
26': Schaumstoffschicht
30: untere Formhälfte
32: obere Formhälfte
34: Vertiefung
60: untere Formhälfte
62: obere Formhälfte
64: Vertiefung
65: Spritzvorrichtung
66: Kunststoffmasse
67: Spritzvorrichtung
68: Kunststoffmasse

Claims

Verfahren zum Herstellen eines flächigen Dachmoduls für Kraftfahrzeuge, in einer aus zwei Formhälften gebildeten Hinterschäumform, wobei das Verbundbauteil wenigstens eine Außenhaut und eine auf die Innenseite der Außenhaut aufgeschäumte Schaumstoffschicht umfasst und wobei an der Innenseite dieses Verbundbauteils eine reliefartige Rippenstruktur oder dergleichen ausgebildet ist, mit folgenden Verfahrensschritten: a) es wird eine erste. Formhälfte (30, 60) vorbereitet, welche die Außenhaut (8) formschlüssig aufnimmt; b) es wird eine zweite Formhälfte (32, 62) vorbereitet, deren Innenkontur im wesentlichen der späteren Innenkontur der Schaumstoffschicht (10) entspricht, wobei die Innenfläche der zweiten Formhälfte (32, 62) mit Vertiefungen (34, 64) versehen ist, welche der Rippenstruktur (Rippe 14) entsprechende Formteile (18) aufnimmt; c) auf die Innenfläche der Außenhaut (8) wird eine Lage einer aufschäumbaren Kunststoffmasse (26', 66) aufgebracht; d) die zweite Formhälfte (32, 62) wird an die erste Formhälfte (30, 60) angesetzt; e) nach dem Aufschäumvorgang und der Verbindung der Formteile (18) mit der aufgeschäumten Schaumstoffschicht (10) wird das so gebildete Verbundbauteil entformt; f) auf die Innenseite der Schaumstoffschicht (26', 66) wird eine Innenhaut (12) aufgebracht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rippenstruktur (Rippe 14) bildenden Formteile (18) als fertige Formteile in die Vertiefungen (24) eingelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rippenstruktur (Rippe 14) bildenden Formteile (18) durch Einspritzen einer Kunststoffmasse (68) in die Vertiefungen (64) gebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhaut (12) flexibel ist und durch Auflegen auf die Innenseite des entformten Verbundbauteils geformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhaut (12) wenigstens halbstarr ist und in einem vorangehenden getrennten Arbeitsschritt in eine an die Innenkontur der zweiten Formhälfte (32, 62) bzw. an die Innenseite der Schaumstoffschicht (26', 66) angepaßte, formbeständige Form gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in die erste Formhälfte (30, 60) eingebrachte Kunststoffmasse (26', 66) und/oder das Material der die Rippenstruktur (Rippe 14) bildenden Formteile (18) ein PU-Schaum ist.