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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Einsatzes für ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil.
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Nach dem Stand der Technik werden Fahrzeuginnenverkleidungsteile, die sowohl einen harten Bereich aufweisen, in dem die Sichtseite des Verkleidungsteils aus einem Trägermaterial gebildet wird, sowie einen weichen Bereich, in dem die Sichtseite durch eine mit einem Schaum hinterlegte Formhaut gebildet wird, zumeist einstückig gefertigt. Die Fertigung derartiger Fahrzeuginnenverkleidungsteile ist jedoch relativ kompliziert.
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Zumeist wird, wie beispielsweise in der Druckschrift
US 5 945 200 offenbart, zunächst eine Haut auf einem Unterwerkzeug positioniert. Anschließend wird ein schäumendes Material auf die Rückseite der Formhaut gegeben und ein Träger wird mittels eines Oberwerkzeugs auf das Unterwerkzeug mit der darauf angeordneten Haut aufgesetzt. Die Formhaut wird hierbei in einer Vertiefung des Trägers angeordnet und eine Schaumschicht wird zwischen der Formhaut und dem Träger gebildet.
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Beim Aufsetzen des Trägers auf das Unterwerkzeug kann es jedoch leicht zum Verrutschen der Formhaut kommen. Dies führt zum einen dazu, dass ein nicht verwendbares Fahrzeuginnenverkleidungsteil erzeugt wird und zum anderen dazu, dass durch die falsch angeordnete Formhaut Schaum austreten und das Unterwerkzeug verunreinigen kann.
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Ein weiterer Nachteil von Verfahren nach dem Stand der Technik ist, dass zu einem sehr frühen Zeitpunkt des Verfahrens eine Kombination aus verwendetem sichtbaren Träger und verwendeter Formhaut festgelegt wird. Hierdurch ist ein flexibles Anpassen der Kombination von dem einen Teil der Sichtseite bildenden Träger und der ebenfalls einen Teil der Sichtseite bildender Formhaut an Kundenwünsche nicht möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zum Herstellen eines Einsatzes sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeuginnenverkleidungsteils vorzuschlagen, das eine einfache Herstellung eines Einsatzes bzw. Fahrzeuginnenverkleidungsteils ermöglicht und zugleich eine flexible Wahl der Kombination aus sichtbaren Trägermaterial und Formhaut ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Einsatzes nach Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeuginnenverkleidungsteils nach Anspruch 8, einen Einsatz nach Anspruch 11 sowie durch ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich mit den Merkmalen der Unteransprüche.
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Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Formhaut in eine Kavität einer ersten Werkzeughälfte (im Folgenden als Unterwerkzeug bezeichnet) eingebracht, sodass ein mittlerer Bereich der Formhaut auf einer Basisfläche der Kavität aufliegt, während ein den mittleren Bereich umgebender Bereich der Formhaut an Seitenwänden der Kavität anliegt. Der Begriff „Seitenwände” meint hierbei Wände der Kavität, die die Basisfläche umlaufend aus der Ebene der Basisfläche heraus verlaufen und die Kavität somit in seitlicher Richtung begrenzen. Die Seitenwände können orthogonal zur Basisfläche verlaufen, können jedoch auch in einem Winkel zu dieser angeordnet sein. Somit wird durch eine Rückseite der Formhaut ein Schäumhohlraum gebildet, der eine von der Basisfläche wegweisenden Seite offen ist.
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In den Schäumhohlraum wird ein aufschäumbares Material eingebracht, das vorzugsweise expandiert bis der Schäumhohlraum im Wesentlichen vollständig mit Schaum gefüllt ist. Beim Expandieren des Schaums kann sich im Inneren des Schäumhohlraums ein Druck, der beispielsweise zwischen 2 und 3 Bar betragen kann, aufbauen. Als aufschämbares Material kann beispielsweise ein Gemisch zum reaktiven Schäumen, insbesondere zur Bildung eines Polyurethanschaums, verwendet werden.
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Außerdem wird ein Träger auf die offene Seite des Schäumhohlraums aufgebracht und der Schäumhohlraum mittels dieses Trägers derart abgedichtet, dass ein Austreten von Schaum aus dem Schäumhohlraum verhindert wird. Der Träger weist zumindest einen überstehenden Bereich auf, der die Formhaut, vorzugsweise in seitlicher Richtung, überragt. Eine Fläche des Trägers ist somit größer als die Fläche des mittleren Bereichs der Formhaut. An dem überstehenden Bereich ist zumindest ein Fixierungselement angeordnet, welches zum Befestigen des Einsatzes in einem Fahrzeuginnenverkleidungsteil dient. Abschließend wird der Schaum ausgehärtet.
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Je nach Ausführungsform kann das Fixierungselement als Element zum Ausbilden einer formschlüssigen Verbindung, d. h. als Element zum Herstellen einer Verbindung durch Hintergreifen, ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist das Fixierungselement als Rastelement ausgebildet. Ebenso jedoch kann das Fixierungselement zum Fixieren durch Anschmelzen ausgebildet sein. Je nach Ausführungsform kann das Fixierungselement einen Rand der Abdeckung teilweise oder vollständig umlaufen. Ebenso können mehrere Fixierungselemente vorgesehen sein, die über den Umfang der Abdeckung verteilt angeordnet sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zum Positionieren der Haut in der Kavität ein Unterdruck, vorzugsweise ein Vakuum, verwendet. Hierzu kann im Unterwerkzeug ein Kanal angeordnet sein. Besonders bevorzugt endet der Kanal an der Basisfläche und besonders bevorzugt an einem Rand der Basisfläche der Kavität. Hierdurch wird der Unterdruck derart an die Sichtseite der Haut angelegt, dass die Haut bis in äußere Ecken der Kavität hineingezogen wird.
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Je nach Ausführungsform kann das Einbringen des aufschäumbaren Materials vor oder nach dem Aufbringen des Trägers erfolgen. Das Aufbringen des als Deckel dienenden Trägers erfolgt vorzugsweise bevor das aufschäumbare Material die Kavität vollständig ausfüllt.
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Um einen Schaum mit einer geringen Raumdichte (beispielsweise zwischen 100 und 180 Gramm pro Liter) zu ermöglichen, wird der Schäumhohlraum während des Expandierens des aufschäumenden Materials entlüftet. Hierzu kann vorgesehen sein, den Träger zunächst so aufzubringen, dass keine vollständige Abdichtung des Schäumhohlraums erzielt wird. Erst sobald der Schäumhohlraum im Wesentlichen vollständig mit Schaum gefüllt ist, wird der Träger so auf die Rückseite der Formhaut aufgedrückt, dass ein Hindurchtreten von Schaum durch eine Kontaktfläche zwischen Abdeckung und Formhaut nicht mehr möglich ist.
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Zum Herstellen eines Fahrzeuginnenverkleidungsteils wird erfindungsgemäß ein Einsatz hergestellt, wie vorangehend beschrieben. Außerdem wird ein Verkleidungsteil (das im einfachsten Fall lediglich aus einem Rahmen besteht) hergestellt. Das Verkleidungsteil umfasst einen Rahmen, der bereichsweise eine Sichtseite des Verkleidungsteils bildet. Der Rahmen weist eine Öffnung auf, die von einer von der Sichtseite weg verlaufende Wandung des Rahmens umgeben wird. Die Wandung bildet einen Kanal, der eine zur Öffnung gerichtete Innenseite und eine von der Öffnung weg gerichtete Außenseite aufweist. Der Begriff „Kanal” soll hierbei nicht implizieren, dass die Wandung die Öffnung vollständig umläuft. Neben einem vollständigen Umlaufen der Öffnung ist auch eine die Öffnung teilweise umlaufende Wandung oder eine Wandung mit Unterbrechungen möglich. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird der Einsatz in die Öffnung des Rahmens eingesetzt, wobei das Fixierungselement mit der Rückseite der Wandung eine Verbindung zwischen dem Einsatz und dem restlichen Verkleidungsteil ausbildet. Im Bereich der Öffnung wird hierbei durch die Formhaut des Einsatzes eine Sichtseite des Verkleidungsteils gebildet.
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Um eine besonders feste Verbindung zwischen dem Einsatz und dem restlichen Fahrzeuginnenverkleidungsteil auszubilden wird bevorzugt eine Schweißverbindung zwischen dem Träger des Einsatzes und der Wandung des Rahmens erzeugt. Das Erzeugen der Schweißverbindung kann beispielsweise durch Heißluftschweißen erfolgen. Ebenso ist ein Verschweißen durch Reibschweißen oder Ultraschallschweißen möglich. Ultraschallschweißen hat hierbei den Vorteil, dass auch verschiedene Materialien miteinander verbunden werden können. So kann der Träger des Einsatzes aus einem recycelten Kunststoff bestehen, während der Rahmen (der im Gegensatz zum Träger bereichsweise eine Sichtseite des Fahrzeuginnenverkleidungsteils bildet) aus einem hochwertigeren Material (beispielsweise PCABS, PPGF oder PPLGF oder einem anderen nach dem Stand der Technik üblichen Trägermaterial oder vorzugsweise PP Talkum) besteht. Die Schweißverbindung kann beispielsweise im Bereich des Fixierungselements ausgebildet werden.
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Bevorzugt wird auf die Rückseite des Rahmens und/oder des Trägers ein Luftkanal aufgeschweißt. Dieser kann im Fahrzeuginnenverkleidungsteil beispielsweise zur Versorgung von Luftausströmen oder dergleichen dienen. Beim Aufschweißen des Luftkanals kann zugleich die Schweißverbindung zwischen dem Einsatz und der Wandung des Rahmens erstellt werden. Außerdem kann eine Verbindung zwischen dem Einsatz und dem Rahmen dadurch verbessert werden, dass sowohl der Träger des Einsatzes als auch der Rahmen mit dem Luftkanal verschweißt werden.
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Ein erfindungsgemäßer Einsatz für ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil umfasst eine Formhaut, einen Schaum und einen Träger, wobei die Formhaut eine auf einer Oberseite durch die Abdeckung geschlossene mit dem Schaum gefüllte Kavität mit einer Basisfläche sowie mindestens einer Seitenfläche bildet. Dadurch, dass der Träger die Formhaut in seitlicher Richtung überragt und im über die Haut hinausragenden Bereich ein Fixierungselement umfasst, kann auf einfache Art und Weise eine Verbindung zwischen dem Einsatz und dem restlichen Fahrzeuginnenverkleidungsteil ausgebildet werden.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeuginnenverkleidungsteil weist einen bereichsweise eine Sichtseite des Verkleidungsteils bildenden Rahmen auf, wobei der Rahmen eine Öffnung umfasst, die von einer Wandung umlaufen wird (hierbei ist ein teilweises oder auch ein vollständiges Umlaufen möglich), wobei die Wandung einen Kanal mit einer zur Öffnung gerichtete Innenseite sowie einer von der Öffnung weg gerichtete Außenseite umfasst. In dieser Öffnung ist ein Einsatz, wie er vorangehend beschrieben wurde, angeordnet. Die Basisfläche der Formhaut bildet hierbei im Bereich der Öffnung die Sichtseite des Fahrzeuginnenverkleidungsteils. Die mindestens eine durch die Formhaut gebildete Seitenfläche liegt an einer Innenseite des Kanals an. Das Fixierungselement und die Außenseite des Kanals verbinden den Einsatz und den Rahmen miteinander.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Werkzeug mit einer darauf angeordneten Formhaut gemäß eines ersten Verfahrensschritts zur Herstellung eines Einsatzes gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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2 ein Werkzeug mit darauf angeordneter Formhaut und eingefüllten aufschäumbaren Material gemäß eines zweiten Verfahrensschritt entsprechend den Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ein schäumbares Material auf die Rückseite der Formhaut aufgebracht wurde;
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3 einen fertiger Einsatz, der noch im Werkzeug angeordnet ist;
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4 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeuginnenverkleidungsteils und
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5 das Fahrzeuginnenverkleidungsteil aus 4 mit aufgeschweißtem Luftkanal.
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In 1 ist ein Unterwerkzeug 1 dargestellt, wobei das Unterwerkzeug 1 eine Basisfläche 2 sowie eine nach oben verlaufende Wandung 3 aufweist. Durch die Basisfläche 2 sowie die nach oben verlaufende Wandung 3 wird eine Kavität 4 gebildet. In der Kavität 4 ist eine Formhaut 5 angeordnet, die mit einem mittleren Bereich 6 auf der Basisfläche 2 aufliegt. Ein den mittleren Bereich umgebender Bereich 7 liegt an der Wandung 3 an und überragt diese nach oben hin, d. h. in einer von der Basisfläche 2 weggerichteten Richtung. Am oberen Ende der Wandung 3 weist die Formhaut umgeschlagene Abschnitte 8 auf, die auf einer oberen Fläche 9 der Wandung 3 aufliegen. Durch die Rückseite der Formhaut 5 wird ein Schäumhohlraum gebildet. Des Weiteren ist in 1 ein Kanal 10 zu erkennen, der im unteren Werkzeug 1 angeordnet ist und an einem Rand der Basisfläche 2 endet. Der Kanal 10 dient dazu, ein Vakuum zum Positionieren der Formhaut 5 anzulegen, so dass die Formhaut bis in am Rand der Basisfläche 2 angeordnete Ecken 25 hinein in die Kavität eingezogen wird.
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Ein nachfolgender Verfahrensschritt wird anhand von 2 beschrieben. Wie zu erkennen ist, wurde ein schäumbares Material 11 in den durch die Rückseite der Formhaut gebildeten Schäumhohlraum eingefüllt. Anschließend wird, wie in 3 zu erkennen ist, ein Träger 12 auf die offene Seite des Schäumhohlraums aufgesetzt. Zudem expandiert das schäumbare Material 11 und bildet einen den Schäumhohlraum im Wesentlichen vollständig ausfüllenden Schaum 13. Hierbei entsteht zugleich eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Schaum 13 und dem Träger 12 sowie zwischen dem Schaum 13 und der Formhaut 5. Wird eine Formhaut verwendet, die in den Abschnitten 8 rückseitig mit einem wärmeaktivierbaren Klebstoff ausgestattet wird, kann außerdem eine Verbindung zwischen den Abschnitten 8 der Formhaut und dem Träger 12 gebildet werden. Ebenso ist dies möglich, wenn die an den Abschnitten 8 anliegenden Bereiche des Trägers 12 mit einem wärmeaktivierbaren Klebstoff ausgestattet sind. Die zum Aktivieren notwendige Wärme kann als Reaktionswärme durch das Aufschäumen des schäumbaren Materials erzeugt werden.
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Um beim Expandieren des schäumbaren Materials zur Bildung des Schaums 13 eine ungleichmäßige Ausbildung des Schaums mit in der Kavität 4 enthaltenen größeren Lufteinschlüssen zu vermeiden, wird der Schäumhohlraum vorzugsweise entlüftet. Hierzu kann vorgesehen sein, den Träger 12 zunächst so aufzusetzen, dass im Bereich 14 keine luftdichte Verbindung zwischen dem Träger 12 und der Formhaut 5 gebildet wird. Sobald der Schäumhohlraum im Wesentlichen mit Schaum 13 gefüllt ist, wird dann der Träger 12, beispielsweise mit Hilfe eines Oberwerkzeugs an dem der Träer 12 befestigt ist, im Bereich 14 gegen die Rückseite der Formhaut 5 gedrückt, so dass der Schäumhohlraum abgedichtet wird. Anschließend steigt der Druck im Schäumhohlraum an, so dass der Schaum verdichtet wird. Hierdurch kann der Verdichtungsgrad des Schaums beispielsweise 3 erreichen, d. h., eine Dichte des Schaums kann dreimal so groß sein wie die Dichte eines entsprechenden in einer offenen Kavität erzeugten Schaums. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Dichtung somit zwischen der Rückseite der Formhaut 5 und dem Träger 12 erfolgt, so dass eine Sichtseite der Formhaut 5 sowohl strukturiert oder glatt sein kann. Somit können auch positiv geformte, insbesondere positiv tiefgezogene Formhäute 5 verwendet werden. Des Weiteren können genarbte Formhäute oder Formhäute mit über die Sichtseite verlaufender Farbgrenze verwendet werden. Die Farbgrenze kann sich sogar vom Bereich 14 auf einer ersten Seite der Formhaut (links in der Figur) über den mittleren Bereich 6 bis zum Bereich 14 auf der gegenüberliegenden Seite der Haut (rechts in der Figur) erstrecken ohne dass Dichtungsprobleme auftreten. Eine Narbung der Formhäute auf ihrer Vorderseite kann beispielsweise eine Profiltiefe größer als 50 μm, größer als 100 μm oder größer als 330 μm aufweisen.
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In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird der fertige Einsatz 15 der Kavität 4 des Unterwerkzeugs 1 entnommen. Der Einsatz 15 wird dann in einen Rahmen 16 eines restlichen Verkleidungsteils eingesetzt. Der Rahmen kann beispielsweise aus einem herkömmlichen Trägermaterial wie PCABS, PPGF oder PPLGF oder vorzugsweise PP Talkum bestehen bzw. ein solches Trägermaterial aufweisen. Der Rahmen 16 bildet bereichsweise eine Sichtseite 17 des Verkleidungsteils 18 und weist eine Öffnung 19 auf. Am Rand der Öffnung 19 weist der Rahmen eine Wandung 20 auf, welche die Öffnung 19 umläuft und bevorzugt einen Kanal bildet, welcher einen mit der Kavität 4 des Unterwerkzeugs 1 korrespondierenden Querschnitt aufweist. Eine Höhe der Wandung 20 in z-Richtung kann ebenfalls gleich groß wie die Höhe der Wandung 3 sein, kann jedoch auch höher oder niedriger als diese sein. In die Öffnung 19 wird der Einsatz 15 eingesetzt, so dass dieser mit dem mittleren Bereich 6 der Formhaut 5 einen Teil der Sichtseite 17 des Fahrzeuginnenverkleidungsteils 18 bildet. Der den mittleren Bereich 6 der Formhaut 5 umgebende Bereich 7 liegt an einer zur Öffnung weisenden Vorderseite 21 der Wandung 20 an. Die umgeschlagenen Abschnitte 8 der Formhaut 5 liegen auf einer oberen Fläche 23 der Wandung 20 auf. Der für das Verfahren verwendete Träger 12 weist zumindest auf einer Seite einen über die Formhaut 5 seitlich, d. h. in Richtung der Ebene der Sichtseite hinausstehenden Teil 28 auf, der mit einem in diesem Ausführungsbeispiel als Rastelement 29 ausgebildeten Fixierungselement ausgestattet ist. Das Rastelement 29 greift in eine Vertiefung 30, die auf einer Rückseite 31 der Wandung 20 angeordnet ist, ein. Aufgrund der Anordnung des Trägers 12 ist diese im eingebauten Zustand des Fahrzeuginnenverkleidungsteils 18 für Fahrzeuginsassen nicht sichtbar. Daher kann der Träger auch aus einem recycelten Kunststoff bestehen. Ebenso ist es nicht notwendig, dass der Kunststoff der Abdeckung eingefärbt ist. Somit kann ein sehr günstiges Material für den Träger verwendet werden, sodass die Materialkosten im Vergleich zu Fahrzeuginnenverkleidungsteilen nach dem Stand der Technik reduziert sind. Selbstverständlich können jedoch auch herkömmliche Trägermaterialien, wie oben bezüglich des Rahmens angegeben, für den Träger verwendet werden.
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In einem nachfolgenden Verfahrensschritt (siehe 5) kann auf eine Rückseite 32 des Rahmens 16 und des Trägers 12 ein Lüftungskanal 33, beispielsweise zur Versorgung eines Luftausströmers, aufgebracht und vorzugsweise aufgeschweißt werden. Das Aufschweißen kann beispielsweise mit Heißluftschweißen erfolgen. Beim Aufschweißen kann zugleich eine zusätzliche stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Träger 12 und der Wandung 20, beispielsweise im Bereich des Rastelements 29 oder im Bereich der Auflagefläche 14 gebildet werden. Es sei erwähnt, dass die Figuren nicht maßstabsgetreu sind. Zumeist beträgt die Höhe des Schaums zwischen 3 und 8 mm, während der Lüftungskanal 33 mehr als 40 mm (zumeist etwa 70 mm) hoch ist. Entsprechend ist der Lüftungskanal zumeist nahezu rechteckig ausgebildet, wobei durch den Einsatz nur eine relativ geringe Abweichung von einer rechteckform entsteht. Selbstverständlich kann der Lüftungskanal auch eine von einer rechteckigen Form abweichende Ausgestaltung aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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