Verfahren zum Herstellen eines Formteiles, insbesondere eines Schalenteiles für einen Fahr- oder Fluggastsitz
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Formteiles, insbesondere eines Schalenteiles für einen Fahr- oder Fluggastsitz, unter Einsatz von Kunststoffmaterial und einer für einen Formvorgang mit einem Arbeitsdruck beaufschlagbaren Form mit einer Aufnahme, in die ein an das Formteil anzuformendes Haftverschlußteil mit an einem Träger befindlichen Haftelementen eingelegt wird.
Bekannte Verfahren dieser Art, vergleiche beispielsweise EP 0 612 485 A1 , führen zu annehmbaren Ergebnissen, wenn der betreffende Formvorgang mit niedrigen Arbeitsdrücken ausgeführt werden kann. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn es sich bei den Formteilen. um Schaumstoffteile handelt, etwa um Polsterschaumteile für Sitze, wobei der Formvorgang durch Zuführen eines Weichschaumes in eine Einschäumform durchgeführt wird, was mit verhältnismäßig niedrigen Einspritzdrücken geschehen kann, so daß das durch Einschäumen an das Formteil anzuformende Haftverschlußteil beim Formvorgang lediglich unter Einwirkung eines mäßigen Arbeitsdruckes steht.
Wenn andererseits Formvorgänge durchgeführt werden sollen, die höhere Arbeitsdrücke erforderlich machen, wie dies beispielsweise bei der Herstellung harter Sitzschalen oder Schalenteile der Fall ist, die aus Hartschäumen hergestellt werden, wobei Arbeitsdrücke in der Größenordnung von etwa 5 bis 10 bar erforderlich sind, kommt es zu einem Verdrücken des in der Aufnahme befindlichen Haftverschlußteiles, was zur fehlerhaften, beispielsweise nicht konturkonformen Einschäumung des Haftverschlußteiles an der Oberfläche des Formteiles oder zu einem Flachquetschen der Haftelemente führt. Diese Probleme treten um so stärker in Erscheinung, je höher die anzuwendenden Arbeitsdrücke sind, wie dies beispielsweise bei Formvorgängen durch Spritzgießen oder bei der Verarbeitung von Prepregs der Fall ist, wo der Formvorgang durch Verpressen einer betreffenden Harzmatte in einem heißen Formwerkzeug bei Drücken zwischen 30 und 150 bar durchgeführt wird. Aufgrund der hierbei auftretenden Belastungen ist es bislang nicht möglich, Haftverschlußteile beim Formvorgang an das betreffende Formteil anzulaminieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, das die Möglichkeit eröffnet, Haftverschlußteile an ein Formteil anzuformen, selbst wenn beim Formvorgang sehr hohe Arbeitsdrücke erforderlich sind.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Haftversch.ußteil gegen die Einwirkung des Arbeitsdruckes beim Formvorgang mittels einer in der Aufnahme angeordneten Stachelfläche abgestützt wird, die durch eine Vielzahl vorspringender Stacheln gebildet wird, die in die Zwischenräume zwischen den Haftelementen des Haftverschlußteiles so eingreifen, daß dessen Träger an die Spitzen der Stacheln angelegt wird.
Die zwischen die Haftelemente eingreifenden Stacheln bilden insgesamt eine Anlagefläche, bei der die örtliche Flächenpressung gegenüber dem Träger des Haftverschlußteiles aufgrund der großen Vielzahl der Spitzen verhältnismäßig gering bleibt, selbst bei stärkerem Anpreßdruck aufgrund von hohen Arbeitsdrücken. Die Abstützwirkung ist hierbei in grober Näherung vergleichbar mit den Verhältnissen bei einem sogenannten Nagelbett auf dem wegen der großen Anzahl der Spitzen und der großflächigen Anlage ein schwergewichtiger Körper sicher lagerbar ist. Dadurch, daß die Spitzen in die Zwischenräume zwischen den Haftelementen eingreifen, erfolgt die Abstützung ohne die Gefahr einer Verformung der Haftelemente.
Die Stachelfläche kann durch eine Art Kratzenband gebildet sein, das in die Aufnahme der betreffenden Form eingelegt ist. Bei einem derartigen Kratzenband handelt es sich um ein textiles Flachmaterial mit einer Vielzahl darin verankerter U-förmiger Metalldrähte, beispielsweise aus Edelstahl, wobei die offenen Enden der U-Form jeweils die Stacheln bilden und das geschlossene Ende der U-Form den Verankerungsteil in dem Flachmaterial bildet. Bei dem textilen Flachmaterial kann es sich um ein ähnliches Material handeln, wie es aus der DE 296 1 1 207 U1 bekannt ist, also um einen mehrschichtigen Stoffverbund aus Baumwolle und hochtemperaturbeständigem Polyamid, im Handel erhältlich unter der Bezeichnung „NOMEX".
Die erfindungsgemäß vorgesehene Abstützung des Haftverschlußteiles in der Aufnahme der betreffenden Form ermöglicht eine problemlose Herstellung von Sitzschalen, Schalenteilen oder andersartigen Gegenständen aus Hartschaum mit an der Oberfläche des betreffenden Teiles eingeschäumtem Haftverschlußteil. Da beim erfindungsgemäßen Verfahren mit hohen Arbeitsdrücken gearbeitet werden kann, lassen sich praktisch alle zur Verfügung stehenden schäumbaren Materialien verarbeiten, die auch Zusatzstoffe enthalten können, etwa Bariumsulfat (Schwerspatschaum). Schäum-
Vorgänge können auch bei in die betreffende Einschäumform eingelegten Faserverstärkungen durchgeführt werden.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auch Spritzgußteile mit an der Oberfläche angespritztem Haftverschlußteil hergestellt werden können oder Formteile in Form von Laminaten. Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise unter Verwendung von PU -Prepregs durchgeführt werden, wobei als Form, in deren die Stachelfläche aufweisende Aufnahme das Haftverschlußteil eingelegt wird, ein heißes Formwerkzeug benutzt wird, in dem die betreffende Harzmatte bei 130 bis 1 50°C bei Arbeitsdrücken zwischen 30 und 1 50 bar verpreßt wird.
Bei Durchführung des Verfahrens unter Verwendung fließfähiger Kunststoffmaterialien wird das Haftverschlußteil vorzugsweise mit einer Abdek- kung versehen, die beim Formvorgang den Zutritt von Kunststoffmaterial zu den Haftelementen verhindert. Bei Verarbeitung schäumbarer Kunststoffmaterialien wird hierbei vorzugsweise so vorgegangen, daß eine schaumabhaltende Abdeckung auf der von den Haftelementen abgekehrten Seite mit einer vorgebbaren Randbreite über den Flächenbereich der Haftelemente überstehend angeordnet, mit dem Träger des Haftverschlußteiles durch Klebstoff verbunden und mit einer Halteeinrichtung in lösbare Anlage zumindest mit die Aufnahme umgebenden Teilen der Einschäumform gebracht. Wird hierbei die Abdeckung mit ferromagnetischen Bestandteilen versehen und werden an entsprechenden Oberflächenbereichen der Einschäumform magnetfelderzeugende Einrichtungen, beispielsweise Dauermagnetleisten, angebracht, dann bilden die über den Flächenbereich der Haftelemente überstehenden Ränder der schaumabhaltenden Abdeckung selbst einen Teil einer magnetischen Halteeinrichtung zur Festlegung des Haftverschlußteiles an der Einschäumform.
Als schaumabhaltende Abdeckung kann ein Vliesstoff mit unvernetztem Polyurethan und unter Zusatz von ferromagnetischen Partikeln mit der von den Haftelementen abgewandten Seite des Trägers verklebt werden. Beim Einschäumvorgang dringt das Kunststoffmaterial, in Form von Hart- oder Weichschaum, in die Struktur des Vlieses ein, so daß es zu inniger Verbindung kommt.
Wenn zur Befestigung der Vliesabdeckung am Träger des Haftverschlußteiles ein durch Wärme reaktivierbarer Klebstoff verwendet wird, kann in vorteilhafter Weise so vorgegangen werden, daß das Haftverschlußteil zunächst ohne schaumabhaltende Abdeckung auf der Stachelfläche in der Aufnahme der Einschäumform angeordnet wird, daß dann, bei auf dem Träger des Haftverschlußteiles oder an der zugekehrten Fläche der Vliesabdeckung befindlichem reaktivierbarem Klebstoff, die Vliesabdeckung auf den Träger des Haftverschlußteiles so aufgelegt wird, daß die überstehenden Ränder der Vliesabdeckung magnetisch an der Einschäumform haften, daß dann der Einschäumvorgang durchgeführt und der Klebstoff dabei gleichzeitig durch die beim Einschäumvorgang erfolgende Erhitzung aktiviert wird, so daß nach Beendigung des Einschäumvorganges und dem Ent- formen das Haftverschlußteil mit der in das Formteil eingeschäumten Vliesabdeckung fest verklebt ist.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Formteil, insbesondere in Form eines Hartschalenteiles für einen Fahr- oder Fluggastsitz, mit einem Haftverschlußteil, dessen Haftelemente in einem Oberflächenbereich des Formteiles freiliegen.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.
Darin zeigen :
Fig. 1 und 2 jeweils in perspektivischer, schematisch vereinfachter Darstellung, ein erstes bzw. zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, die beide die Verarbeitung schäumbaren Kunststoffmaterials betreffen.
In Fig. 1 ist derjenige Teil einer Einschäumform 1 gezeigt, der eine ins Innere des Formhohlraumes vorspringende, sogenannte Pfeife bildet, durch die in dem beim Schäumvorgang gebildeten Formteil eine Vertiefung geformt wird. Am Grund dieser Vertiefung soll das als Ganzes mit 3 bezeichnete Haftverschlußteil in die Oberfläche des Formteiles so eingeschäumt werden, daß die Haftelemente 5 des Haftverschlußteiles 3 freiliegen. Die an der Vorderseite eines Trägers 7 angeformten Haftverschlußelemente sind in üblicher Weise Stengel mit endseitigen Häkchen oder endseitigen Verdik- kungen in Form von Pilz- oder tellerförmigen Köpfen. Derartige Haftverschlußteile sind beispielsweise aus der DE 198 46 318 A1 bekannt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der von den Haftelementen 5 abgekehrten Rückseite des Trägers 7 ein Vliesstoff 9 als schaumabhaltende Abdeckung am Träger 7 angeklebt. Der Vliesstoff 9 ist so bemessen, daß er allseits mit einer gewissen Randbreite über den Flächenbereich der Haftelemente 5 überstehend ist. Außerdem ist der Vliesstoff 9 mit einer Beschichtung aus unvemetztem PU versehen, beispielsweise einem Polyurethan, wie es unter der Bezeichnung SU-9182 von der Firma Stahl vertrieben wird, das beigemengte Fe-Partikel der Korngröße < l Oμ als fer- romagnetisches Material enthält.
Die Einschäumform 1 weist eine Aufnahme 1 1 auf, an der das Haftverschlußteil 3 für den Einschäumvorgang anlegbar ist. Die Ränder der Aufnahme 1 1 sind von Magnetleisten 1 3 umgeben, so daß bei an der Aufnah-
me 1 1 in Stellung gebrachtem Haftverschlußteil 3 die überstehenden Ränder des Vliesstoffes 9 aufgrund ihrer ferromagnetischen Eigenschaft zusammen mit den Magnetleisten 13 eine Halteeinrichtung für das Haftverschlußteil 3 bilden. Gleichzeitig bildet der Vliesstoff 9 durch die randseitige Anlage an den Magnetleisten 13 eine Abdeckung, die beim Einschäumvorgang den Zutritt von Schaummaterial zu den Haftelementen 5 verhindert.
Die den Haftelementen 5 zugewandte Seite der Aufnahme 1 1 bildet eine Abstützung für das Haftverschlußteil 3 gegen die auf dieses bei entsprechenden Einspritzdrücken einwirkende Druckkraft. Die Abstützung erfolgt mittels einer Stachelfläche, die durch ein in die Aufnahme 1 1 eingelegtes Kratzenband 1 5 mit geraden Stacheln gebildet ist. Das Kratzenband 1 5 weist ein rückseitiges, textiles Flachmaterial auf, in dem eine Vielzahl U- förmiger Metalldrähte verankert ist, die mit den offenen Enden der U-form jeweils aus dem Flachmaterial vorspringende Stacheln bilden. Die Stacheln, die in Fig. 1 zur Verdeutlichung in verringerter Anzahl und mit vergrößerter Dicke dargestellt sind, sind bei der praktischen Ausführungsform in sehr hoher Anzahl vorgesehen und so fein ausgebildet, daß die Stacheln bei angelegtem Haftverschlußteil 3 in die Zwischenräume zwischen den Haftelementen 5 so eintreten, daß die Spitzen der Stacheln in nagelbettartige Anlage mit dem Träger 7 des Haftverschlußteiles 3 gelangen. Auf diese Weise ist das Haftverschlußteil 3 gegen die beim Einschäumvorgang, der bei Verwendung eines Hartschaumes mit Drücken in der Größenordnung von annähernd 10 bar stattfinden kann, sicher abgestützt, so daß keine Beeinträchtigung der Haftelemente 5 zu befürchten ist.
Das in Fig.2 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß das Haftverschlußteil 3 ohne zunächst am Träger 7 angebrachten Vliesstoff 9 in der Aufnahme 1 1 der Einschäumform 1 in Stellung gebracht wird. Jedoch weist das Haftverschlußteil 3 auf
der den Haftelementen 5 abgewandten Rückseite des Trägers 7 eine Schicht eines wärmereaktivierbaren Klebstoffes 1 7 auf. Hierbei kann es sich um einen Klebstoff auf Nitril-Kautschuk-Basis oder einen Polyamidklebstoff handeln. Geeignet hierfür ist u.a. ein unter der Bezeichnung BOSTIK 1475 im Handel erhältlicher Klebstoff.
Nach Anlegen des Haftverschlußteiles 3 an die Aufnahme 1 1 wird der Vliesstoff 9 aufgelegt, der hinsichtlich seiner Abmessungen und seiner ferromagnetischen Eigenschaften gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Bei dem nunmehr erfolgenden Einschäumvorgang, bei dem die Temperatur des Kunststoffmaterials beispielsweise im Bereich von 140°C liegt, wird der Klebstoff 17 reaktiviert. Beim Einschäumvorgang wird daher nicht nur der Vliesstoff 9 an der Oberfläche des gebildeten Formteiles in dieses eingeschäumt, sondern gleichzeitig die feste Verbindung mit dem Haftverschlußteil 3 durch Verkleben hergestellt, während der Vliesstoff 9 aufgrund des randseitigen, durch Magnetkraft bewirkten Anhaftens an den Rändern der Aufnahme 1 1 den Bereich der Haftelemente 5 gegen eindringenden Schaum abdeckt.