DE102013008488A1 - Method for producing an interior trim part for a motor vehicle and interior trim part for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Innenverkleidungsteils (26) mit integrierter Heizfunktion für einen Kraftwagen, bei welchem zumindest ein mit wenigstens einem Heizelement (14) versehenes, flächiges Trägerelement (12) in ein Spritzgusswerkzeug eingebracht, mittels welchem das Trägerelement (12) zumindest in einem Teilbereich mittels eines Spritzgussverfahrens mit einem Kunststoff hinterspritzt wird, sowie ein Innenverkleidungsteil (26) mit integrierter Heizfunktion.The invention relates to a method for producing an interior trim part (26) with an integrated heating function for a motor vehicle, in which at least one flat carrier element (12) provided with at least one heating element (14) is introduced into an injection molding tool, by means of which the carrier element (12) at least is back-injected with a plastic in a partial area by means of an injection molding process, as well as an interior trim part (26) with an integrated heating function.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Innenverkleidungsteils mit integrierter Heizfunktion für einen Kraftwagen sowie ein solches Innenverkleidungsteil mit integrierter Heizfunktion für einen Kraftwagen.The invention relates to a method for producing an interior trim part with integrated heating function for a motor vehicle and such an interior trim part with integrated heating function for a motor vehicle.
Die
Darüber hinaus ist es bekannt, Kraftwagen mit Innenraumheizungen auszustatten, um den jeweiligen Innenraum zu beheizen. Zur Beheizung des Innenraums wird beispielsweise Abwärme des Motors des genutzt. Hierbei kann die Beheizung des Innenraums jedoch erst einige Zeit nach dem Start des Motors erfolgen. Eine demgegenüber schnellere Beheizung des Innenraums kann durch elektrische Heizelemente realisiert werden, die insbesondere bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen zum Einsatz kommt. Jedoch erfolgt auch hierbei die Beheizung des Innenraums herkömmlicher Weise dadurch, dass beispielsweise mittels eines Gebläses geförderte Luft mittels elektrischer Heizelemente beheizt wird, wobei die dadurch beheizte Luft in den Innenraum einströmt und diesen beheizt. Diese Art der Beheizung des Innenraums ist energetisch sehr ineffizient, was die Reichweite eines Elektrofahrzeugs, über welche das Elektrofahrzeug elektrisch angetrieben werden kann, beeinträchtigt.In addition, it is known to equip cars with interior heaters to heat the respective interior. To heat the interior, for example, waste heat of the engine is used. However, the heating of the interior can be done only some time after the start of the engine. In contrast, a faster heating of the interior can be realized by electrical heating elements, which is used in particular in electrically powered vehicles. However, in this case too, the heating of the interior takes place in a conventional manner in that, for example, air conveyed by means of a fan is heated by means of electrical heating elements, the air heated thereby flowing into the interior and heating it. This type of heating of the interior is very inefficient energy, which affects the range of an electric vehicle over which the electric vehicle can be electrically powered.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie ein Innenverkleidungsteils der eingangs genannten Art zum besonders energieeffizienten Beheizen des Innenraums des Kraftwagens zu schaffen. Neben einer Verbesserung der Energieeffizienz kann eine Erhöhung des Komforts erzielt werden.It is therefore an object of the present invention to provide a method and an interior trim part of the type mentioned for particularly energy-efficient heating of the interior of the motor vehicle. In addition to improving energy efficiency, an increase in comfort can be achieved.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Innenverkleidungsteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and by an interior trim part having the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Innenverkleidungsteils mit integrierter Heizfunktion. Bei dem Verfahren wird zumindest ein mit wenigstens einem Heizelement versehenes, flächiges Trägerelement in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und zumindest in einem Teilbereich mittels eines Spritzgussverfahrens mit einem Kunststoff hinterspritzt. Vorzugsweise wird das Trägerelement in einem zumindest überwiegenden Bereich seiner vorzugsweise flächigen Erstreckung mit dem Kunststoff hinterspritzt. Mittels des Spritzgussverfahrens kann somit ein Spritzgussbauteil mit integriertem Flächenheizelement in Form des mit dem Heizelement versehenen Trägerelements besonders kostengünstig hergestellt werden, wobei das Spritzgussverfahren insbesondere im Vergleich zu einem Pressprozess beziehungsweise zu einem Spritzpressprozess eine besonders hohe Gestaltungsfreiheit bietet. Dies bedeutet, dass das Innenverkleidungsteil auf besonders einfache und kostengünstige Weise bedarfsgerecht mit entsprechend gewünschten Geometrien beziehungsweise Formen und/oder mit Oberflächenstrukturen wie beispielsweise Oberflächennarbungen im Zuge des Spritzgussverfahrens hergestellt werden kann. Insbesondere ist die Herstellung einer Oberflächenstrukturierung beispielsweise in Form einer Bauteilnarbung des Innenverkleidungselements im Spritzgusswerkzeug möglich.A first aspect of the invention relates to a method for producing an interior trim part with integrated heating function. In the method, at least one, provided with at least one heating element, planar support element is inserted into an injection mold and back-injected at least in a partial area by means of an injection molding process with a plastic. Preferably, the carrier element is back-injected with the plastic in at least a predominant region of its preferably planar extent. Thus, by means of the injection molding process, an injection-molded component with integrated surface heating element in the form of the carrier element provided with the heating element can be produced in a particularly cost-effective manner, the injection-molding process offering particularly high freedom of design, in particular in comparison to a pressing process or to a transfer molding process. This means that the interior trim part can be produced in a particularly simple and cost-effective manner as required with correspondingly desired geometries or shapes and / or with surface structures such as, for example, surface graining in the course of the injection molding process. In particular, the production of a surface structuring, for example in the form of a component grain of the inner lining element in the injection molding tool is possible.
Im Zuge des Spritzgussverfahrens kann eine Oberfläche, welche im eingebauten Zustand von Insassen des Kraftwagens optisch wahrnehmbar ist und daher auch als Sichtfläche bezeichnet wird, mit zumindest nahezu beliebigen Oberflächenstrukturen bedarfsgerecht versehen werden kann, welche werkzeugfallend hergestellt werden können. Dies bedeutet, dass das Innenverkleidungsteil auf seiner Sichtseite bereits dann die erwünschte Oberflächenstruktur aufweist, wenn das Spritzgusswerkzeug geöffnet und das Innenverkleidungsteil aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen wird.In the course of the injection molding process, a surface which is visually perceptible to occupants of the motor vehicle in the installed state and is therefore also referred to as a visible surface, can be provided with at least virtually any desired surface structures, which can be manufactured as a tool. This means that the inner lining part already has the desired surface structure on its visible side when the injection molding tool is opened and the inner lining part is removed from the injection molding tool.
Zusätzlich können im Rahmen des Spritzgussverfahrens Verstärkungselemente beispielsweise in Form von Verstärkungsrippen aus dem Kunststoff hergestellt werden. Mittels solcher Verstärkungselements kann das Innenverkleidungsteil lokal verstärkt werden, so dass besonders robuste Innenverkleidungsteile herstellbar sind. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, mittels des Spritzgussprozesses wenigstens ein Anbindungselement aus dem Kunststoff herzustellen. Ein solches Anbindungselement dient beispielsweise zur Befestigung des Innenverkleidungsteils an einem korrespondierenden Bauteil des Kraftwagens.In addition, as part of the injection molding process reinforcing elements can be made for example in the form of reinforcing ribs of the plastic. By means of such reinforcing element, the interior trim part can be strengthened locally, so that particularly robust interior trim parts can be produced. Alternatively or additionally, it is possible to produce at least one attachment element from the plastic by means of the injection molding process. Such a connection element serves, for example, for fastening the interior trim part to a corresponding component of the motor vehicle.
Durch das Spritzgussverfahren ist es auch möglich, eine bauteilintegrierte Kontaktierungsschnittstelle zu schaffen. Über diese bauteilintegrierte Kontaktierungsschnittstelle ist das Heizelement, welches vorzugsweise als Widerstandsheizelement und insbesondere als Heizdraht ausgebildet ist, elektrisch zu kontaktieren, um somit das Heizelement mit elektrischem Strom zum Erwärmen des Heizelements zu versorgen.The injection molding process also makes it possible to create a component-integrated contacting interface. About this component integrated Kontaktierungsschnittstelle the heating element, which is preferably designed as a resistance heating element and in particular as a heating wire to electrically contact, thus to supply the heating element with electric current for heating the heating element.
Durch die Integration des zumindest im Wesentlichen flächigen Heizelements umfassend das Trägerelement und das wenigstens eine Heizelement ist eine Flächenheizung darstellbar. Mittels einer solchen Flächenheizung bzw. mittels eines solchen Flächenheizelements ist eine Beheizung unabhängig von Abwärmemengen des Kraftwagens möglich, die überdies besonders nahe an Insassen erfolgen kann. Das Innenverkleidungsteil ist beispielsweise ein Türinnenverkleidungsteil, welches eine besonders große, flächige Erstreckung aufweist und in seinem im Kraftwagen verbauten Zustand besonders nahe an den Insassen angeordnet ist. By integrating the at least substantially flat heating element comprising the carrier element and the at least one heating element, a surface heating can be displayed. By means of such a surface heating or by means of such a Flächenheizelements heating independently of waste heat quantities of the motor vehicle is possible, which can also be done particularly close to occupants. The interior trim part is, for example, a door interior trim part, which has a particularly large, flat extent and is arranged in its installed state in the motor vehicle, particularly close to the occupants.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn als das Trägerelement ein formlabiles, das heißt biegeschlaffes Flächenelement insbesondere in Form einer Folie oder eines Textils verwendet wird. Als Textil kann beispielsweise ein textiles Trägermaterial wie ein Vlies, insbesondere ein Nadelvlies, ein Wasserstrahlvlies etc., ein Gewebe, ein Gestrick, ein Gelege oder ein anderweitiges Textil verwendet werden. Der Werkstoff für das Trägerelement kann – je nach Anwendungsfall – so gewählt werden, dass er beim folgenden Spritzgussprozess aufschmilzt (z. B. Polypropylen oder Hotmelt) oder dass das Trägerelement nicht aufschmilzt (z. B. Polyester PES). Durch die Verwendung eines Textils oder einer Folie als das Trägerelement ist es möglich, das Innenverkleidungsteil mit dem wenigstens einen, integrierten Heizelement kostengünstig sowie mit einer besonders geringen Dicke herzustellen. Darüber hinaus kann das formlabile Flächenelement besonders einfach geformt und an eine Bauteilkontur angepasst werden. Durch das Um- bzw. Hinterspritzen mit dem Kunststoff wird das formlabile Flächenelement in das Spritzgussteil eingebunden, so dass das Innenverkleidungsteil insgesamt formstabil, das heißt eigensteif ist.It has proven to be particularly advantageous if a form-stable, that is, limp surface element, in particular in the form of a film or a textile, is used as the carrier element. As a textile, for example, a textile carrier material such as a nonwoven, in particular a needle felt, a water jet fleece, etc., a fabric, a knit fabric, a scrim or other textile can be used. Depending on the application, the material for the carrier element can be chosen such that it melts during the subsequent injection molding process (eg polypropylene or hotmelt) or that the carrier element does not melt (eg polyester PES). By using a textile or a film as the carrier element, it is possible to produce the interior trim part with the at least one integrated heating element inexpensively and with a particularly small thickness. In addition, the formlabile surface element can be particularly easily formed and adapted to a component contour. By the Um- or injection molding with the plastic, the formlabile surface element is incorporated into the injection molded part, so that the interior trim part is dimensionally stable, that is intrinsically rigid.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Trägerelement in Form des formlabilen Textils Matrixfasern erster Art und Verstärkungsfasern zweiter Art umfasst. Mit anderen Worten umfasst das formlabile Textil Matrixfasern und ist durch Verstärkungsfasern verstärkt. Als Verstärkungsfasern können beispielsweise Glasfasern, Naturfasern oder anderweitige Fasern verwendet werden. Als Matrixmaterial beziehungsweise als die Matrixfasern werden vorzugsweise thermoplastische Fasern beispielsweise aus Polyamid (PA) oder aus Polypropylen (PP) eingesetzt.A further embodiment is characterized in that the carrier element in the form of the form-labile textile comprises first-type matrix fibers and second-type reinforcing fibers. In other words, the formlabile textile comprises matrix fibers and is reinforced by reinforcing fibers. As reinforcing fibers, for example, glass fibers, natural fibers or other fibers may be used. Thermoplastic fibers, for example made of polyamide (PA) or polypropylene (PP), are preferably used as the matrix material or as the matrix fibers.
Wird als Trägerelement eine formlabile Folie verwendet, so hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, eine Kunststofffolie insbesondere aus einem Thermoplast wie beispielsweise Polypropylen (PP), Hot-Melt oder eine Kunststofffolie aus einem Duroplasten, insbesondere in Form eines reaktiven Hot-Melts, zu verwenden.If a formlabile film is used as the carrier element, it has been found to be particularly advantageous to provide a plastic film, in particular of a thermoplastic such as, for example, polypropylene (PP), hot melt or a plastic film made of a thermoset, in particular in the form of a reactive hotmelt use.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Trägerelement mittels einer textilen Technik mit dem faserartigen Heizelement versehen wird. Mit anderen Worten ist das Heizelement faserartig oder fadenartig ausgebildet. Hierbei ist das Heizelement beispielsweise als elektrisch leitfähiger Heizdraht, als elektrisch leitfähiger Faden oder als elektrisch leitfähige Faser ausgebildet, welche mittels einer textilen Befestigung mit dem Trägerelement verbunden ist. Als Heizelemente können auch Heizrovings oder Heizlitzen verwendet werden. Das wenigstens eine Heizelement kann aus Karbon beziehungsweise Kohlenstoff, Edelstahl, Kupfer oder aus einem anderweitigen, elektrisch leitfähigen Material gebildet sein, so dass sich das Heizelement erwärmt, wenn durch dieses elektrischer Strom hindurchgeleitet wird. Das wenigstens eine Heizelement ist dabei als Widerstandsheizdraht ausgebildet.Another embodiment is characterized in that the carrier element is provided by means of a textile technique with the fiber-like heating element. In other words, the heating element is fibrous or thread-like. Here, the heating element is formed, for example, as an electrically conductive heating wire, as an electrically conductive thread or as an electrically conductive fiber, which is connected by means of a textile attachment to the carrier element. As heating elements and heating rovings or heating strands can be used. The at least one heating element may be formed of carbon, carbon, stainless steel, copper, or other electrically conductive material such that the heating element heats as it passes through that electrical current. The at least one heating element is designed as Widerstandsheizdraht.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn als die textile Technik, mittels welcher das wenigstens eine Heizelement mit dem Trägerelement verbunden wird, Sticken verwendet wird. Dies bedeutet, dass das wenigstens eine, fadenartige oder faserartige Heizelement auf das als Stickgrund fungierende Trägerelement aufgestickt ist.It has proven to be particularly advantageous if, as the textile technology by means of which the at least one heating element is connected to the carrier element, embroidering is used. This means that the at least one, thread-like or fibrous heating element is embroidered on the support element acting as the embroidery base.
Mit Hilfe einer solchen textilen Befestigung insbesondere in Form des Stickens zwischen dem Stickgrund und dem Heizelement in Form des Widerstandsheizdrahts können beim Spritzgussverfahren wirkende Spritzgussdrücke besonders gut aufgenommen werden, ohne dass sich das Heizelement beim Durchführen des Spritzgussverfahrens vom Trägerelement löst. Durch den Einsatz der textilen Befestigung verbleibt das Heizelement prozesssicher an seiner vorgesehenen Position am Trägerelement.By means of such a textile fastening, in particular in the form of embroidering between the embroidery base and the heating element in the form of the resistance heating wire, injection molding pressures acting in the injection molding process can be particularly well absorbed without the heating element being detached from the carrier element when carrying out the injection molding process. By using the textile attachment, the heating element remains process reliable at its intended position on the support element.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Innenverkleidungsteil mit integrierter Heizfunktion für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit zumindest einem mit wenigstens einem Heizelement versehenen, flächigen Trägerelement, welches zumindest in einem Teilbereich mittels eines Spritzgussverfahrens mit einem Kunststoff hinterspritzt ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to an interior trim part with integrated heating function for a motor vehicle, in particular a passenger car, with at least one provided with at least one heating element, flat support element which is back-injected at least in a partial area by means of an injection molding process with a plastic. Advantageous embodiments of the method according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the interior trim part according to the invention and vice versa.
Ferner ist es möglich, das Innenverkleidungsteil mit der integrierten Heizfunktion in einem lediglich einstufigen Prozess im Rahmen des Spritzgussverfahrens herzustellen. Mehrstufige Prozesse, welche den Prozessschritt des Kaschierens umfassen und aufgrund ihrer Mehrstufigkeit besonders zeit- und kostenaufwändig sind, können vermieden werden.Furthermore, it is possible to produce the interior trim part with the integrated heating function in a single-stage process as part of the injection molding process. Multi-stage processes, which include the laminating process and are particularly time consuming and costly due to their multi-stage, can be avoided.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings; these show in:
Das Trägerelement
Zum Herstellen des Innenverkleidungsteils im Zuge eines entsprechenden Herstellungsverfahrens wird das Halbzeug
Aus
Durch den Einsatz eines für die Thermoplastschmelze durchdringbaren oder aufschmelzbaren Trägerelements
Die Sichtoberfläche
Als das Trägerelement
Da der Thermoplast das Halbzeug
Die
Durch das Versehen des Halbzeugs
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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