DE102017103292A1 - Verfahren zum herstellen einer interieureinheit für ein kraftfahrzeug und interieureinheit für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer interieureinheit für ein kraftfahrzeug und interieureinheit für ein kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Interieureinheit (2) für ein Kraftfahrzeug, mit den Schritten: Herstellen eines eine geschlossene Vorderseite (9) aufweisenden Trägers (5) mittels Spritzguss, wobei an einer Rückseite (10) des Trägers (5) ein Schraubdom (8) hergestellt wird, dessen Bohrung (11) in Richtung der Vorderseite (9) des Trägers (5) mit einem Trägerabschnitt (12) verschlossen wird, der im Vergleich zum restlichen Träger eine verringerte Wandstärke (13) aufweist; Herstellen einer Schaumstoffschicht (6) an der geschlossenen Vorderseite (9) des Trägers (5). Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Interieureinheit (2) für ein Kraftfahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Interieureinheit für ein Kraftfahrzeug sowie eine Interieureinheit für ein Kraftfahrzeug.
  • Interieureinheiten für Kraftfahrzeuge, wie z.B. Instrumententafelträger, werden unter anderem aus Gewichtseinsparungsgründen immer häufiger aus Verbundwerkstoffen, insbesondere aus faserverstärkten Kunststoffen hergestellt. Derartige Verbundwerkstoffe weisen häufig noch eine mittlere geschäumte Schicht auf, was unter anderem zu einem besonders hochwertigen haptischen Eindruck im Fahrzeuginterieur beiträgt.
  • Oftmals werden beispielsweise an Instrumententafelträgern noch Anbauteile, wie beispielsweise Zierleisten oder dergleichen, angeschraubt. Um eine zuverlässige Verschraubung zu ermöglichen, werden häufig sogenannte Schraubclips verwendet. Im Bereich einer Bohrung eines Instrumententafelträgers wird ein Schraubclip angeordnet, welcher als Gegenpart für eine Schraube dient, mittels welcher ein Anbauteil am Instrumententafelträger befestigt werden kann. Das Anbringen und Verwenden derartiger Schraubclips ist relativ aufwendig und wirkt sich u.a. negativ auf die Montagezeit und Montagekosten aus.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Anschrauben von Anbauteilen an aus Verbundwerkstoffen hergestellten Interieureinheiten zu vereinfachen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen einer Interieureinheit für ein Kraftfahrzeug sowie durch eine Interieureinheit für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Interieureinheit für ein Kraftfahrzeug wird ein eine geschlossene Vorderseite aufweisender Träger mittels Spritzguss hergestellt, wobei an einer Rückseite des Trägers ein Schraubdom hergestellt wird, dessen Bohrung in Richtung der Vorderseite des Trägers (mit einem Trägerabschnitt verschlossen wird, der im Vergleich zum restlichen Träger eine verringerte Wandstärke aufweist. Des Weiteren wird im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Schaumstoffschicht an der geschlossenen Vorderseite des Trägers hergestellt.
  • Der den Schraubdom aufweisende Träger wird also mittels Spritzguss hergestellt, wobei ein besonders wesentlicher Aspekt der Erfindung darin besteht, dass die Bohrung des Schraubdoms in Richtung der Vorderseite des Trägers im Zuge des Spritzgussverfahrens verschlossen ausgebildet wird. Dies wird dadurch erzielt, dass der besagte Trägerabschnitt die Bohrung in Richtung der Vorderseite des Trägers verschließt. Dadurch, dass der Trägerabschnitt im Vergleich zum restlichen Träger eine verringerte Wandstärke aufweist, kann der Trägerabschnitt besonders einfach durchtrennt bzw. durchstoßen werden, sobald eine Schraube in die Bohrung des Schraubdoms eingeschraubt werden muss, um ein Anbauteil an der Interieureinheit zu verschrauben.
  • Dadurch, dass die Interieureinheit zum einen den Träger und zum anderen die Schaumstoffschicht aufweist, ist es wichtig, dass während der Herstellung der Interieureinheit die Vorderseite des Trägers geschlossen ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass während des Schäumvorgangs, also während der Herstellung der Schaumstoffschicht am Träger, kein Schaumstoff durch den Träger hindurchtritt. Da die Bohrung des Schraubdoms in Richtung der Vorderseite des Trägers mit dem Trägerabschnitt verschlossen ist, kann auch im Bereich des Schraubdoms auf zuverlässige Weise sichergestellt werden, dass während der Herstellung der Schaumstoffschicht kein Schaumstoffwerkstoff durch den Träger hindurchtritt.
  • Durch die Vorsehung des Schraubdoms, welcher als Einschraubstutzen bzw. Schraubentubus für eine Schraube dient, kann auf besonders einfache und unkomplizierte Weise ein Anbauteil mit der Interieureinheit verschraubt werden. Der die Bohrung in Richtung der Vorderseite des Trägers verschließende Trägerabschnitt bildet während des Herstellprozesses der Interieureinheit einer Art Film, durch welchen kein Schaumstoff während der Herstellung der Schaumstoffschicht hindurchtreten kann, allerdings kann dieser filmartige Trägerabschnitt relativ einfach mittels einer Schraube durchstoßen werden, sobald nach Fertigstellung der Interieureinheit ein Anbauteil angeschraubt werden soll. Der eingangs erwähnte Schraubclip kann aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens also entfallen, wobei dadurch dann auch der Arbeitsschritt des Aufsteckens bzw. Positionierens des Schraubclips entfällt. Darüber hinaus kann dadurch, dass der Trägerabschnitt eine verringerte Wandstärke aufweist, Abfall vermieden werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass nach dem Herstellen der Schaumstoffschicht der die Bohrung des Schraubdoms verschließende Trägerabschnitt mittels eines Stanzwerkzeugs durchstoßen wird. Vorzugsweise werden während des Stanzvorgangs weitere Bereiche des Trägers ausgestanzt. Handelt es sich bei der hergestellten Interieureinheit beispielsweise um einen Instrumententafelträger, so müssen ohnehin eine Vielzahl von Ausnehmungen oder auch Durchgangsöffnungen hergestellt werden, und zwar an den Stellen, wo gewisse Komponenten, wie z.B. Displays, Bedienelemente und dergleichen, aufgenommen werden sollen. Der die Bohrung des Schraubdoms verschließende Trägerabschnitt kann auf besonders einfache Weise ausgestanzt werden, da dieser eine verringerte Wandstärke aufweist. An der Stelle, wo der Trägerabschnitt ausgestanzt werden soll, um die Bohrung des Schraubdoms in Richtung der Vorderseite freizugeben, kann bei dem verwendeten Stanzwerkzeug auch eine Matrize eingespart werden. Denn aufgrund der geringen Dicke des Trägerabschnitts kann dieser auch ohne Matrize durchstoßen werden. Statt den Trägerabschnitt mittels eines Stanzwerkzeugs zu durchstoßen ist es alternativ auch möglich, dass nach dem Herstellen der Schaumstoffschicht der die Bohrung des Schraubdoms verschließende Trägerabschnitt mittels einer Schraube durchstoßen wird, welche zur Befestigung eines Anbauteils an der Interieureinheit in die Bohrung des Schraubdoms eingeschraubt wird. Mit anderen Worten ist es also auch möglich, dass der die Bohrung des Schraubdoms verschließende Trägerabschnitt einfach mit der Spitze einer Schraube durchstoßen wird, welche ohnehin zur Befestigung eines Anbauteils an der Interieureinheit verwendet wird. Vorzugsweise wird eine gewindefurchende Schraube verwendet, die sich beim Einschrauben in das gegossene Kernloch, also die Bohrung, des Trägerabschnitts durch eine spezielle Gewindegeometrie ein Gegengewinde spanlos selbst formt. Gewindefurchende Schrauben wirken deshalb als formschlüssige Verliersicherung. Bei der Verwendung einer gewindefurchenden Schraube kann der Verfahrensschritt des Gewindeschneidens im Schraubdom entfallen, was mit zusätzlichen Zeit- und Kostenvorteilen verbunden ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass eine Dekorschicht an einer vom Träger abgewandten Seite der Schaumstoffschicht hergestellt wird. Die Interieureinheit wird also vorzugsweise aus drei verschiedenen Schichten aufgebaut, nämlich der Dekorschicht und dem Träger, wobei zwischen der Dekorschicht und dem Träger die Schaumstoffschicht hergestellt wird. Die Dekorschicht wird dabei in einem Bereich der Bohrung des Schraubdoms vorzugsweise durchstochen, sodass beim späteren Schraubvorgang eine Schraube besonders einfach durch die Dekorschicht hindurch geführt werden kann. Die Dekorschicht wird dabei bevorzugt oberhalb der Bohrung im Bereich des Schraubdoms durchstochen.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Dekorschicht mittels Sprühauftrag oder mittels Pulversintern hergestellt wird. Beim Sprühauftrag wird beispielsweise eine Werkzeughälfte bereitgestellt, welche die Kontur der herzustellenden Dekorschicht abbildet. Mittels eines Sprühkopfs wird dann das Material, aus welchem die Dekorschicht hergestellt wird, auf dem Werkzeug aufgetragen. Dadurch ergibt sich eine besonders hohe Gestaltungsfreiheit, sodass unterschiedlichste Formgebungen auf einfache Weise realisiert werden können. Beim Pulversintern, englisch als Powder Slush oder Slush Moulding bezeichnet, wird die Dekorschicht durch Urformen hergestellt. Auch dabei kann eine optisch und haptisch ansprechende Oberfläche erzielt werden, da unterschiedliche Narbungen, beispielsweise lederähnlich, in ein verwendetes Werkzeug eingebracht werden können. Als Ausgangsmaterial kann beispielsweise PVC oder beispielsweise ein thermoplastisches Elastomer auf Urethan-, Olefin- oder Polyester-Basis verwendet werden. Zunächst wird ein Werkzeug aufgeheizt. Dann wird das aufgeheizte Werkzeug mit dem Kunststoffpulver zusammengebracht, das an der Werkzeugwand haftet und aufsintert. Durch Drehen und Schwenken des Werkzeugs wird eine gleichmäßige Dicke der Dekorschicht erhalten. Anschließend kann überschüssiges Pulver ausgeschüttet werden. Danach wird das anhaftende Pulver erhitzt, um dieses komplett zu gelieren. Nach dem Abkühlen des Werkzeugs kann dann die Dekorschicht entnommen werden. Im Gegensatz zum Rotationsschmelzverfahren wird hier kein Hohlkörper erzeugt, sondern eine dickwandige Folie, die die Form des Werkzeugs aufweist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Träger aus einem faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff hergestellt wird. Vorzugsweise wird langfaserverstärktes Polypropylen verwendet. Gegenüber kurzfaserverstärkten Thermoplasten besitzen langfaserverstärkte Thermoplaste eine höhere Schlagzähigkeit und ihre Kriechneigung ist auch wesentlich geringer, was ihren Einsatz bei erhöhten Qualitätsanforderungen, wie im Interieurbereich in der Automobilindustrie, begünstigt.
  • Vorzugsweise wird die Schaumstoffschicht aus Polyurethanschaum hergestellt. Die Dekorschicht kann beispielsweise ebenfalls auf Polyurethan-Basis hergestellt werden.
  • Die erfindungsgemäße Interieureinheit für ein Kraftfahrzeug umfasst einen eine geschlossene Vorderseite aufweisenden Träger, der an seiner Rückseite einen Schraubdom aufweist, dessen Bohrung in Richtung der Vorderseite des Trägers mit einem Trägerabschnitt verschlossen ist, der im Vergleich zum restlichen Träger eine verringerte Wandstärke aufweist, wobei an der geschlossenen Vorderseite eine Schaumstoffschicht angebracht ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Interieureinheit und umgekehrt anzusehen.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Schraubverbindung, welche die erfindungsgemäße Interieureinheit und eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Interieureinheit und mindestens ein Anbauteil umfasst, welches mittels einer in die Bohrung des Schraubdoms eingeschraubten Schraube an der Interieureinheit befestigt ist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind dabei nicht nur in der angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
    • 1 eine schematische Seitenschnittansicht einer Schraubverbindung, welche eine Interieureinheit umfasst, an welcher ein Anbauteil angeschraubt ist, wobei die Interieureinheit einen Träger, eine Schaumstoffschicht und einer Dekorschicht aufweist;
    • 2 eine schematische Seitenschnittansicht, in welcher ausschließlich die Interieureinheit gezeigt ist, welche die Dekorschicht, die Schaumstoffschicht und den Träger aufweist, wobei an dessen Unterseite ein Schraubdom ausgebildet ist; und in
    • 3 eine vergrößerte Schnittansicht im Bereich des Schraubdoms, welcher eine Bohrung aufweist, die in Richtung der Schaumstoffschicht durch einen Trägerabschnitt verschlossen wird.
  • Eine Schraubverbindung 1 ist in einer schematischen Seitenschnittansicht in 1 gezeigt. Die Schraubverbindung 1 umfasst eine Interieureinheit 2 und ein Anbauteil 3, welches mittels einer Schraube 4 an der Interieureinheit 2 befestigt ist. Die Interieureinheit 2 weist einen mehrschichtigen Aufbau auf. Dabei umfasst die Interieureinheit 2 einen spritzgegossenen Träger 5, eine Schaumstoffschicht 6 und eine Dekorschicht 7. Der Träger 5 weist zudem einen Schraubdom 8 auf, welcher als Einschraubstutzen bzw. Schraubentubus für die Schraube 4 dient, mittels welcher das Anbauteil 3 an der Interieureinheit 2 angeschraubt ist.
  • Bei der Interieureinheit 2 kann es sich beispielsweise um einen Instrumententafelträger handeln, wobei es sich bei dem Anbauteil 3 beispielsweise um eine an den Instrumententafelträger angeschraubte Zierleiste handeln kann. Die von der Schaumstoffschicht 6 abgewandte Seite der Dekorschicht 7 bildet dabei die Sichtseite, welche Fahrzeuginsassen sehen können. Durch das Vorsehen des integrierten Schraubdoms 8 kann das Anbauteil 3 besonders einfach an der Interieureinheit 2 befestigt werden.
  • In 2 ist die Interieureinheit 2 alleine in einer schematischen Seitenschnittansicht dargestellt. Wie bereits erwähnt, wird der Träger 5 mittels Spritzguss hergestellt, vorzugsweise aus einem langfaserverstärkten Polypropylen. Dabei wird der Träger 5 mit einer geschlossenen Vorderseite 9 hergestellt, wobei im Zuge des Spritzgussverfahrens an einer Rückseite 10 des Trägers 5 der Schraubdom 8 als integraler Bestandteil des Trägers 5 hergestellt wird. Eine Bohrung 11 des Schraubdoms 8 wird im Zuge des Spritzgussverfahrens vorzugsweise direkt mit hergestellt.
  • In 3 ist der in 2 gekennzeichnete Bereich B in einer vergrößerten Schnittansicht dargestellt. Während der Herstellung des Trägers 5 mittels Spritzguss wird die Bohrung 11 des Schraubdoms 8 in Richtung der Vorderseite 9 mit einem Trägerabschnitt 12 verschlossen, welcher im Vergleich zum restlichen Träger 5 eine erheblich verringerte Wandstärke 13 aufweist. Die gesamte Vorderseite 9 des mittels Spritzguss hergestellten Trägers 5 weist dadurch keinerlei Durchgangsöffnungen auf. Dies ist wichtig, damit während der weiteren Herstellung der Interieureinheit 2 sich das Schaumstoffmaterial, aus welchem die Schaumstoffschicht 6 hergestellt wird, nicht durch den Träger 5 hindurchdrückt.
  • Die Dekorschicht 7 kann beispielsweise mittels Sprühauftrag oder mittels Pulversintern hergestellt werden. Beispielsweise wird die Dekorschicht 7 in ein hier nicht dargestelltes Unterwerkzeug eingelegt, wobei anschließend die Schaumstoffschicht 6 auf die Dekorschicht 7 aufgebracht wird. In einem hier ebenfalls nicht dargestellten Oberwerkzeug wird der Träger 5 aufgenommen, wobei Oberwerkzeug und Unterwerkzeug anschließend zugefahren werden. Dadurch wird ein geschlossener Haut-Schaum-Träger in Form der Interieureinheit 2 hergestellt.
  • Nach dem Herstellen der Interieureinheit 2 kann der die Bohrung 11 des Schraubdoms 8 verschließende Trägerabschnitt 12 beispielsweise mittels eines Stanzwerkzeugs durchstoßen werden. Alternativ ist es aber auch möglich, den Trägerabschnitt 12 unversehrt zu belassen. Vorzugsweise wird die Dekorschicht 7 in einem oberhalb von der Bohrung 11 des Schraubdoms 8 angeordneten Bereich durchstochen. Zum einen kann dadurch die Schraube 4 später leichter durch die Dekorschicht 7 eingeführt werden. Zum anderen ist es leicht erkennbar, an welcher Stelle die Schraube 4 an der Dekorschicht 7 durchgeführt werden muss.
  • Die Dekorschicht kann beispielsweise eine Dicke von 1,5 mm aufweisen, wobei der Trägerabschnitt 12, welcher die Bohrung 11 verschließt, beispielsweise eine Dicke von nur 0,2 mm aufweisen kann.
  • Um die in 1 gezeigte Schraubverbindung 1 herzustellen, muss einfach nur die Schraube 4 durch die vorgestochene Dekorschicht 7 oberhalb von der Bohrung 11 des Schraubdoms 8 eingeführt werden. Die Schaumstoffschicht 6 kann dabei relativ einfach mittels der Schraube 4 durchdrungen werden. Gleiches gilt für den Trägerabschnitt 12, da dieser die besagte sehr geringe Wandstärke 13 aufweist. Bei der Schraube 4 handelt es sich vorzugsweise um eine selbstfurchende Schraube, sodass diese sich selbst ein Gewinde in die Bohrung 11 des Schraubdoms 8 einformt. Ein separater Fertigungsschritt für das Gewindeschneiden der Bohrung 11 des Schraubdoms 8 kann dadurch entfallen. Aufgrund der Vorsehung des Schraubdoms 8 kann das Anbauteil 3 also besonders einfach und schnell mittels der Schraube 4 an der Interieureinheit 2 befestigt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Schraubverbindung
    2
    Interieureinheit
    3
    Anbauteil
    4
    Schraube
    5
    Träger
    6
    Schaumstoffschicht
    7
    Dekorschicht
    8
    Schraubdom
    9
    Vorderseite
    10
    Rückseite
    11
    Bohrung
    12
    Trägerabschnitt
    13
    Wandstärke
    B
    Bereich

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Interieureinheit (2) für ein Kraftfahrzeug, mit den Schritten: - Herstellen eines eine geschlossene Vorderseite (9) aufweisenden Trägers (5) mittels Spritzguss, wobei an einer Rückseite (10) des Trägers (5) ein Schraubdom (8) hergestellt wird, dessen Bohrung (11) in Richtung der Vorderseite (9) des Trägers (5) mit einem Trägerabschnitt (12) verschlossen wird, der im Vergleich zum restlichen Träger eine verringerte Wandstärke (13) aufweist; - Herstellen einer Schaumstoffschicht (6) an der geschlossenen Vorderseite (9) des Trägers (5).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Herstellen der Schaumstoffschicht (6) der die Bohrung (11) des Schraubdoms (8) verschließende Trägerabschnitt (12) mittels eines Stanzwerkzeugs durchstoßen wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dekorschicht (7) an einer vom Träger (5) abgewandten Seite der Schaumstoffschicht (6) hergestellt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorschicht (7) in einem Bereich der Bohrung (11) des Schraubdoms (8) durchstochen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorschicht (7) mittels Sprühauftrag oder mittels Pulversintern hergestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (5) aus einem faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff hergestellt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffschicht (6) aus Polyurethanschaum hergestellt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorschicht (7) aus Polyurethan hergestellt wird.
  9. Interieureinheit (2) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen eine geschlossene Vorderseite (9) aufweisenden Träger (5), der an seiner Rückseite (10) einen Schraubdom (8) aufweist, dessen Bohrung (11) in Richtung der Vorderseite (9) des Trägers (5) mit einem Trägerabschnitt (12) verschlossen ist, der im Vergleich zum restlichen Träger (5) eine verringerte Wandstärke (13) aufweist, wobei an der geschlossenen Vorderseite (9) eine Schaumstoffschicht (6) angebracht ist.
  10. Schraubverbindung (1), umfassend eine Interieureinheit (2) nach Anspruch 9 und wenigstens ein Anbauteil (3), welches mittels einer in die Bohrung (11) des Schraubdoms (8) eingeschraubten Schraube (4) an der Interieureinheit (2) befestigt ist.
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