DE102006033059A1

DE102006033059A1 - Kunststoff-Innenraumteil für ein Kraftfahrzeug und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoff-Innenraumteilen

Info

Publication number: DE102006033059A1
Application number: DE102006033059A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Huperz
Original assignee: Huperz Automotive Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Huperz Automotive Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2008-01-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kunststoff-Innenraumteil für ein Kraftfahrzeug mit einem spritzgegossenen Träger aus einem ersten Kunststoff und einer darauf angeordneten Deckschicht aus einem zweiten Kunststoff. Um ein Kunststoff-Innenraumteil für ein Kraftfahrzeug und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoff-Innenraumteilen zu schaffen, welche eine einfache und kostengünstige Herstellung ermöglichen, ist vorgesehen, dass der erste Kunststoff eine Hartkomponente ist, der zweite Kunststoff eine Weichkomponente ist und die Deckschicht auf den Träger aufgespritzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoff-Innenraumteil für ein Kraftfahrzeug und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoff-Innenraumteilen.
Kunststoffteile für Innenraumausstattungen von Kraftfahrzeugen und deren Herstellung sind im Stand der Technik seit langem bekannt. Bei den üblichen Herstellung wird ein Träger hergestellt, welcher der späteren Befestigung am Kraftfahrzeug dient. Auf diesem Träger wird ein- oder zweiseitig ein Schaumstoff aufgeklebt, ggf. an den Kanten mit zusätzlicher Polsterung versehen und danach ein entsprechender Textil- oder Lederbezug über die so entstandene Baugruppe gezogen und an dieser befestigt.
Dieses Verfahren ist jedoch zeitaufwendig und kostenintensiv, insbesondere da manuelle Arbeit bisher notwendig ist. Es besteht daher die Aufgabe, ein Kunststoff-Innenraumteil für ein Kraftfahrzeug und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoff-Innenraumteilen zu schaffen, welche eine einfache und kostengünstige Herstellung ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kunststoff-Innenraumteil für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoff-Innenraumteilen nach Anspruch 9. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Kunststoff-Innenraumteil weist einen spritzgegossenen Träger aus einem ersten Kunststoff und eine darauf angeordnete Deckschicht aus einem zweiten Kunststoff auf. Derartige Kunststoff-Innenraumteile werden im Innenraum eines Kraftfahrzeugs einerseits zu Verkleidungszwecken und andererseits zur Polsterung für einen Benutzer verwendet. Solche Kunststoff-Innenraumteile sind insbesondere Sitzteile, Kopfstützen und Verkleidungsteile im Frontbereich des Fahrgastraums, welche im Fall eines Frontalaufpralls eine Polsterung benötigen. Zum Beispiel fangen derart gepolsterte Abschnitte des Armaturenbretts, mit denen ein Benutzer bei einem etwaigen Unfall in Berührung kommen kann, die starken Kräfte eines Aufprall-Unfalls effizient ab.
Der erfindungsgemäße Träger dient insbesondere der Stabilität und Sicherheit im Betrieb und besteht daher aus einer Hartkomponente. Die Deckschicht dient hingegen der Polsterung für den Benutzer und dem Aufnehmen von Kräften bei einem etwaigen Unfall und besteht daher aus einem elastischen Material.
Unter dem Begriff „Deckschicht" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Materialschicht verstanden, die geeignet ist, die Oberfläche eines Kunststoff-Innenraumteils zu bilden und somit eine äußere Hülle oder eine äußere Haut mit einer im wesentlichen geschlossenporigen Oberfläche bildet. Auf diese Weise ist es vorteilhaft nicht zwingend notwendig, eine weitere Hülle an dem Kunststoff-Innenraumteil vorzusehen, was die Herstellung deutlich vereinfacht. Zwar ist die Deckschicht durchaus als Hülle oder Haut geeignet und weist auch die für eine Fahrzeuginnenoberfläche notwendigen Gebrauchseigenschaften auf. Natürlich ist es ebenso jedoch möglich, eine weitere Hülle oder Materialschicht auf die Deckschicht aufzubringen, etwa für hochwertige Ausstattungsvarianten eines Kraftfahrzeugs. So kann bspw. für die Standardausführung das erfindungsgemäße Kunststoff-Innenraumteil allein, ohne zusätzliche Hülle verwendet werden. Dasselbe Kunststoff-Innenraumteil kann aber auch für höherwertige Ausstattungsvarianten mit einer Hülle aus bspw. Leder, Stoff oder Lack überzogen werden.
Die Deckschicht besteht aus einer Weichkomponente, welche eine ausreichende Elastizität zur Abfederung von in Extremsituationen auftretenden Kräften bereitstellt und ebenfalls eine Polsterung für einen erhöhten Komfort des Benutzers bietet. Das zweite Kunststoffmaterial ist gemäß der Erfindung ebenfalls so gewählt, daß ein Aufspritzen, bspw. ein Verarbeiten in einer üblichen Spritzgußvorrichtung, ermöglicht ist. Die Deckschicht sollte eine Dicke von mindestens 0,8 mm aufweisen und kann je nach Einsatzzweck und beabsichtigter Polsterungseigenschaft auch höhere Dicken aufweisen.
Zweckmäßig ist die Deckschicht einseitig auf den Träger aufgespritzt oder umhüllt ihn weitgehend. Durch diese Ausgestaltung ist die Herstellung des Kunststoff-Innenraumteils weiter vereinfacht, da das entsprechende, zur Herstellung benötigte Werkzeug zum Auftragen der Deckschicht deutlich einfacher ausgebildet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Kunststoff-Innenraumteil eine Kopfstütze. Da an eine Kopfstütze als sicherheitsrelevantes Bauteil für die Fahrgastsicherheit hohe Anforderungen gestellt werden, sollte der Träger eine ausreichende Festigkeit und Stabilität aufweisen, um auch den in einer Extremsituation auftretenden Kräften standzuhalten. Hierzu können bspw. Verstärkungsstrukturen, wie bspw. rippen- oder strebenartige Ausformungen an dem Träger vorgesehen sein, um die Stabilität weiter zu erhöhen. Derartige Ausformungen können durch entsprechendes Anpassen der Spritzgussform direkt bei der Herstellung des Träger eingebracht werden und somit in einem Arbeitsschritt erfolgen. Naturgemäß sollte der Träger einen entsprechenden Befestigungsabschnitt aufweisen, an dem die Kopfstützbügel anbringbar sind, welche die Kopfstütze mit einem Fahrzeugsitz verbinden. Vorteilhaft wird der Träger unmittelbar an oder um den Kopfstützbügel herum gespritzt.
Bevorzugt besteht die Deckschicht aus einem Schaummaterial. Eine derartige Ausgestaltung der Deckschicht ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da Schaummaterialien, bedingt durch die Porenstruktur, auf diese einwirkende Kräfte gut aufnehmen können und über eine hervorragende Elastizität verfügen. Insbesondere ist es bevorzugt, daß die Deckschicht aus Polyurethanschaum besteht. Eine derartiges Material ist industriell verfügbar, läßt sich bei der Herstellung gut verarbeiten und entspricht den im Kraftfahrzeugbereich vorgeschriebenen Emissionswerten.
Das Trägermaterial sollte so beschaffen sein, daß einerseits ein leichtes Spritzgießen ermöglicht ist, und andererseits eine gute Verbindung zu Kopfstützenbügeln und zu der Deckschicht gewährleistet ist. Je nach Material kann es, um eine ausreichende Haftung der Deckschicht sicherzustellen, notwendig sein, einen Primer aufzutragen oder die Oberfläche geeignet zu aktivieren, bspw. durch Laser-, Corona oder Plasmabehandlung.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht der Träger aus PA-ABS (Polyamid- Acrylnitril-Butadien-Styrol) oder PC-ABS (Polycarbonat-Acrylnitril-Butadien-Styrol). ABS-Materialien sind insbesondere deshalb vorteilhaft, da diese eine dauerhafte Verbindung mit der hierauf aufgebrachten Deckschicht eingehen und die notwendige Festigkeit auch dauerhaft aufweisen. Eine besondere Vorbehandlung ist in der Regel hier nicht notwendig.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist der Träger in einer Spritzgußvorrichtung gefertigt und die Deckschicht ist in der selben Anlage gefertigt. Hierdurch wird die Herstellung weiter vereinfacht und die Kosten dadurch deutlich reduziert. Auch die Produktionszeit wird vorteilhaft verkürzt.
Alternativ zu dem Vorsehen einer zusätzlichen Hülle für höherwertige Ausstattungsvarianten eines Fahrzeugs, ist es ebenfalls bevorzugt möglich, daß die Deckschicht eine strukturierte Oberfläche aufweist. Hierdurch kann die Haptik für den Fall, daß keine weitere Hülle verwendet wird, deutlich verbessert werden. Eine derartig strukturierte Oberfläche wird bevorzugt bereits beim Spritzgießen in die Deckschicht eingebracht, bspw. durch entsprechende Ausgestaltung des Werkzeugs. Somit kann die Deckschicht vorteilhaft auch mit weiteren dekorativen Strukturierungen versehen werden, wie bspw. Ledernarbungen und Nähte. Im Gegensatz zu üblichen Kunststoff-Innenraumteilen, welche mit zusätzlichen Hüllen versehen sind, kann vorteilhaft kein Dekor- oder Narbenverzug auftreten.
Eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoff-Innenraumteilen nach einem der Ansprüche 1–8 weist ein erstes Werkzeug zum Formen des Trägers und ein zweites Werkzeug zum Formen der Deckschicht auf. Eine Spritzdüse mit einer Materialzufuhr ist so ausgelegt, daß zunächst in das erste Werkzeug das Material zum Formen des Trägers einspritzbar ist. Dann wird das erste Werkzeug mindestens teilweise entfernt und durch das zweite Werkzeug ergänzt oder ersetzt. Danach ist über eine PU-Mischstation zugeführtes Polyurethan-Material in das zweite Werkzeug zur Formung der Deckschicht einbringbar.
Zur Formgebung ist das erste Werkzeug entsprechend der gewünschten Formgebung des Trägers angepasst. Nach dem Einspritzen des Trägermaterials und einer etwaigen Auskühlzeit wird die Deckschicht in dem zweiten Werkzeug direkt auf den Träger gespritzt.
Das zweite Werkzeug ist bevorzugt so ausgelegt, um die Deckschicht mit der jeweils gewünschten Oberflächenstruktur zu versehen. Hierzu kann das zweite Werkzeug eine entsprechend der zur erzeugenden Oberflächenstruktur geformte Prägung aufweisen, die üblicherweise bei Spritzgußformen als Negativstruktur im Werkzeug eingebracht ist. Somit kann ein aufwendiges Nacharbeiten der Oberfläche vermieden werden.
Zur Formung der Deckschicht wird nach dem Formen des Trägers zumindest ein Teil des ersten Werkzeugs durch das zweite Werkzeug zum Formen der Deckschicht ersetzt. Für den Fall, dass der Träger nur einseitig mit einer Deckschicht versehen wird, kann der Träger bevorzugt auf der der Deckschicht abgewandten Seite in dem ersten Werkzeug verbleiben und wird nur auf der Seite des Trägers, auf der die Deckschicht aufgebracht werden soll, durch das zweite Werkzeug ersetzt, mit welchem die Deckschicht geformt wird. Somit kann ein aufwendiges Ausformen und Einbringen in eine weitere Spritzgußvorrichtung vorteilhaft vermieden werden.
Falls beide Seiten des Trägers mit der Deckschicht versehen werden sollen, ist ein sukzessives Umformen möglich. Im Stand der Technik sind hierzu verschiedene Vorrichtungen bekannt, wie bspw. Schiebetische, Drehtische, Index- oder Wendeplatten. Die Auswahl der Vorrichtung ist abhängig von der Teilegeometrie, Losgröße und den Produktionskosten zu wählen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kopfstütze.
Die Kopfstütze weist einen Träger 1 auf, welcher eine Aufnahme für die Kopfstützenbügel 3 bildet. Der Träger 1 besteht aus PC-ABS und weist rückseitige Streben auf, die für zusätzliche Stabilität sorgen. Der Träger 1 bildet das Gehäuse der Kopfstütze.
Die Kopfstützenbügel 3 stellen in üblicher Weise die Verbindung zu einem Fahrzeugsitz her und können verstellbar ausgeführt sein. Obwohl nicht gezeigt, können die Kopfstützenbügel 3 in ihrem oberen Bereich Einschnitte oder Kerben aufweisen, in die der Träger 1 einrastet. Es ist ebenfalls möglich, die Kopfstützenbügel beim Formen des Trägers 1 in die entsprechende Spritzgussform einzubringen und somit fest mit Trägermaterial zu umspritzen.
Auf dem Träger 1 ist ferner eine Deckschicht 2 aus einem Polyurethanschaum einer aromatischen 2K Giesharzkomponente aufgebracht. Die Deckschicht 2 ist vorn an der Kopfstütze angebracht und bildet die Kontaktfläche für den Kopf eines Benutzers. Die Deckschicht 2 weist eine oberflächliche Strukturierung auf, die für eine verbesserte Haptik sorgt.
Damit eine verbesserte Haftung der Deckschicht 2 an dem Träger 1 gegeben ist, kann der Träger 1 zusätzliche Strukturierungen an der Kontaktfläche zur Deckschicht 2 aufweisen.
Bei der Herstellung der Kopfstütze wird zunächst der Träger 1 in einer Spritzgussanlage mit einem ersten Werkzeug geformt. Danach wird die deckschichtseitige Werkzeughälfte entfernt und durch ein zweites Werkzeug ersetzt. Dann wird in der gleichen Spritzgussanlage die Deckschicht 2 geformt, wobei der Polyurethanschaum über eine PU-Mischstation zugeführt wird.

Claims

Kunststoff-Innenraumteil für ein Kraftfahrzeug mit einem spritzgegossenen Träger aus einem ersten Kunststoff und einer darauf angeordneten Deckschicht aus einem zweiten Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste Kunststoff eine Hartkomponente ist, – der zweite Kunststoff eine Weichkomponente ist und – die Deckschicht auf den Träger aufgespritzt ist.
Kunststoff-Innenraumteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht einseitig auf den Träger aufgespritzt ist.
Kunststoff-Innenraumteil nach einem der Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Innenraumteil eine Kopfstütze ist.
Kunststoff-Innenraumteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus einem Schaummaterial besteht.
Kunststoff-Innenraumteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus Polyurethanschaum besteht.
Kunststoff-Innenraumteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus PA-ABS oder PC-ABS besteht.
Kunststoff-Innenraumteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger in einer Spritzgußvorrichtung gefertigt ist und die Deckschicht in derselben Anlage gefertigt ist.
Kunststoff-Innenraumteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht eine strukturierte Oberfläche aufweist.
Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoff-Innenraumteilen gemäß Anspruch 1 bis 8 mit – einem ersten Werkzeug zum Formen des Trägers, – einem zweiten Werkzeug zum Formen der Deckschicht, – einer Spritzdüse mit einer Materialzufuhr und – einer PU-Mischstation, mit der zugeführtes Polyurethanmaterial in die Spritzdüse bringbar ist.
Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoff-Innenraumteilen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Werkzeug derart ausgelegt ist, um die Deckschicht mit einer Oberflächenstruktur zu versehen.
Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Innenraumteilen, dadurch gekennzeichnet, daß – in einem ersten Schritt der Träger geformt wird und – in einem zweiten Schritt die Deckschicht geformt wird.
Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Innenraumteilen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß – der Träger mit einem ersten Werkzeug geformt wird, – das erste Werkzeug danach mindestens teilweise durch ein zweites Werkzeug ersetzt wird und – anschließend die Deckschicht auf dem Träger geformt wird.
Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Innenraumteilen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger beim Formen der Deckschicht mindestens teilweise im ersten Werkzeug verbleibt.