DE102018212747A1 - Verfahren zum Aufkaschieren einer textilen Oberflächenstruktur - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufkaschieren einer textilen Oberflächenstruktur (12) mit den Schritten:- Anordnen einer Trägerstruktur (10) in einer vorbestimmten Position;- Aufbringen einer Klebstoffschicht (11) zumindest auf einen Teilabschnitt einer zu kaschierenden Oberfläche (10o) der Trägerstruktur (10),- Anordnen der textilen Oberflächenstruktur (12) auf der zu kaschierenden Oberfläche (10o) der Trägerstruktur (10), wobei die textile Oberflächenstruktur (12) zumindest abschnittsweise mit der Klebstoffschicht in berührendem Kontakt steht, gekennzeichnet durch den Schritt- Einbringen von Energie in die Klebstoffschicht (11) wobei die textile Oberflächenstruktur mit einem temperierten Medium durchströmt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufkaschieren einer textilen Oberflächenstruktur gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.
  • Im heutigen Fahrzeugbau werden Oberflächen im Fahrzeuginnenraum bzw. in der Fahrgastzelle von Kraftfahrzeugen mit Dekoren versehen, um für den Fahrzeuginsassen einen ansprechenden optischen Eindruck zu erzeugen. Es hat sich dabei etabliert, auf einen Kunststoffträger Dekore, die beispielsweise in Form von Folien mit Holzoptik oder Carbonoptik vorliegen, aufzukleben. Darüber hinaus ist es auch bekannt Häute aus Leder oder Kunstleder mit Hilfe von Presskaschierverfahren auf Trägerstrukturen zu montieren um eine Lederoptik zu erzeugen. Bei diesem Kaschiervorgang werden die Folien oder die Häute mit Hilfe eines Klebers stoffschlüssig mit der darunterliegenden Tragstruktur verbunden. Die Wärme für das Aktivieren des Klebers wird über einen warmen Pressstempel des Presskaschierwerkzeugs über Kontaktwärme oder Strahlungswärme durch die Haut in die Klebefuge eingebracht. Dadurch härtet der Kleber während des Kaschierverfahrens aus und verbindet die Folie bzw. die Haut mit der Tragstruktur.
  • Dieses Verfahren weist jedoch erhebliche Nachteile auf, wenn statt den genannten Folien oder Häuten als Oberflächenbezug eine textile Oberfläche verwendet werden soll. Um Nähkleider aus einer textilen Oberfläche mittels Kleber auf eine darunterliegende Trägerstruktur aufkaschieren zu können, ist es schwierig, die für das Aushärten des Klebstoffs notwendige Temperatur bzw. Wärmeenergie über Kontaktwärme in die Klebstoffschicht einzubringen. Textile Oberflächen (wie. z.B. Gestricke) haben eine sehr offene Oberflächenstruktur in der sich im Allgemeinen Umgebungsluft ansammelt. Beim Energie- bzw. Temperatureintrag wirken diese Lufteinschlüsse isolierend. Dadurch ergibt sich ein schlechter Energieübergang vom beheizten Werkzeug zu der Kleberschicht, da durch das Oberflächendekor hindurch getempert werden muss. Dies hat zur Folge, dass die Prozesszeiten des Kaschiervorgangs relativ lange sind. Die textile Oberfläche bedingt verhältnismäßig hohe Aufwärmzeiten für den Klebstoff, bis die für den Klebstoff erforderliche Fügetemperatur erreicht ist.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden. Es ist eine besondere Aufgabe der Erfindung ein Verfahren anzugeben, mit dem besonders kurze Taktzeiten realisierbar sind.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Weitere Ausführungsformen sind in den hierauf rückbezogenen abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Aufkaschieren einer textilen Oberflächenstruktur vor, mit den Schritten Anordnen einer Trägerstruktur in einer vorbestimmten Position, Aufbringen einer Klebstoffschicht zumindest auf einen Teilabschnitt einer zu kaschierenden Oberfläche der Trägerstruktur, und Anordnung der textilen Oberflächenstruktur auf der zu kaschierenden Oberfläche der Trägerstruktur, wobei die textile Oberflächenstruktur zumindest abschnittsweise mit der Klebstoffschicht in berührendem Kontakt kommt. Beim Anordnen der Trägerstruktur in einer vorbestimmten Position befindet sich die Trägerstruktur in einer solchen Stellung, Ausrichtung, Position oder Lage, dass ein Aufbringen der Klebstoffschicht oder ein Aufbringen der textilen Oberflächenstruktur auf besonders einfache Weise möglich ist. Mit anderen Worten bietet die vorbestimmte Position den Vorteil, dass die Trägerstruktur für die notwendigen Verfahrensschritte, Aufbringen der Klebstoffschicht und Anordnen der textilen Oberflächenstruktur, vorteilhaft ist. Die Klebstoffschicht kann dabei lediglich auf einen Teilabschnitt der zu kaschierenden Oberfläche aufgebracht sein, oder alternativ dazu, auch die zu kaschierende Oberfläche vollständig benetzen. In einem weiteren Schritt wird Energie in die Klebstoffschicht eingebracht, wobei die textile Oberflächenstruktur mit einem temperierten Medium durchströmt wird. Durch den Einsatz des temperierten Mediums, kann auf besonders einfache Weise die Offenporigkeit der textilen Oberfläche ausgenutzt werden und durch die textile Oberflächenstruktur hindurch Energie in die Klebstoffschicht eingebracht werden. Die Gefahr einer Beschädigung oder einer ungewollten Verformung der textilen Oberflächenstruktur gegenüber der Einbringung mittels Kontaktwärme ist dadurch wesentlich reduziert. Darüber hinaus kann ein hoher Energieübertrag bei textilen Oberflächenstrukturen realisiert werden, da der Anteil an eingeschlossener Luft, welche thermisch isolierend wirkt, durch das temperierte Medium reduziert wird. Mit anderen Worten wird die isolierende Luft aus der textilen Oberflächenstruktur durch das eindringende Medium verdrängt.
  • Als Oberflächenstruktur eignen sich insbesondere gewebte, gewirkte oder gestrickte Textilien. Als Klebstoff eignen sich insbesondere Dispersionsklebstoffe wie beispielsweise Thermonex 063 oder Schmelzklebstoffe wie beispielsweise Jowat 613.11.
  • Weiterhin kann der Volumenstrom des Mediums, das durch die textile Oberflächenstruktur strömt steuer- und/oder regelbar sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Temperatur des Mediums, das durch die textile Oberflächenstruktur strömt steuer- und/oder regelbar sein. Dadurch kann der Wärmeübergang von dem Medium in die Klebstoffschicht durch Konvektion optimiert bzw. deutlich beschleunigt werden.
  • Weiterhin kann die Temperatur und/oder der Volumenstrom des Mediums, in der Oberflächenstruktur lokal steuer- und/oder regelbar sein. Dies bietet den Vorteil, dass lokal, d.h. an vielen verschiedenen Einzelstellen jeweils unterschiedlich das Prozessmedium gezielt auf die Kleberschicht dosiert werden kann, um hier örtlich begrenzt einen optimalen bzw. beschleunigten Energieaustausch zu realisieren.
  • In einer weiteren Alternative des Verfahrens können die Verfahrensschritte Aufbringen der Klebstoffschicht und Anordnen der textilen Oberflächenstruktur gemeinsam wobei eine textile Oberfläche, an der bereits eine Klebstoffschicht angeordnet ist, in einem Verfahrensschritt auf die Trägerstruktur aufgebracht. Die Verwendung einer Oberflächenstruktur auf die bereits eine Klebstoffschicht, beispielsweise in Form einer Klebstofffolie aufgebracht ist, bietet den Vorteil, dass die Taktzeit des Herstellungsverfahrens weiter reduziert werden kann.
  • Weiterhin kann nach dem das Einbringen von Energie beendet ist, die textile Oberflächenstruktur mit einem gekühlten Medium durchströmt werden. Vorteilhafterweise wird dadurch die Prozesszeit des Kaschiervorgangs weiter reduziert.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt wird die textile Oberflächenstruktur mit einem Presskaschierstempel auf die Trägerstruktur aufgepresst und das Medium über Zuführkanäle in die textile Oberflächenschicht eingeleitet. Dies bietet den Vorteil, dass eine gezielte Umformung des Gestrickes auf eine gewünschte Gestalt bzw. Oberflächenkontur erzeugt wird.
  • In einer weiteren Alternative kann gleichzeitig die Oberflächenstruktur während des Anpressens abgekühlt werden, mit Hilfe des Presskasch ierstem pels.
  • Weiterhin kann die Oberflächenstruktur als Gestrick ausgebildet sein.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Aufkaschieren einer textilen Oberflächenstruktur auf eine Trägerstruktur, mit mindestens einer Werkzeughälfte, die eine Wirkoberfläche aufweist, wobei in einer geschlossenen Position des Werkzeugs die Wirkoberfläche in berührendem Kontakt mit der textilen Oberflächenstruktur steht. In der Werkzeughälfte kann mindestens ein Zuführkanal vorgesehen sein, über den ein temperiertes Medium in die textile Oberflächenstruktur einleitbar ist. Durch die Konvektion (kaltes oder auch warmes Medium) kann durch die Freiräume in der textilen Oberflächenstruktur der Wärmeübergang optimiert, vor allem deutlich beschleunigt werden.
  • Weiterhin kann die Werkzeughälfte Abführkanäle umfassen, über die das temperierbare Medium nach dem Durchströmen der textilen Oberflächenstruktur abführbar ist. Dies bietet Vorteile dahingehend, dass ein schneller Energieaustausch in der Kleberschicht erzielbar ist, wobei die Prozesszeiten des Kaschiervorgangs reduziert werden.
  • Der Volumenstrom und/oder die Temperatur des Mediums können steuer- und/oder regelbar sein. Dies ermöglicht ein äußerst prozesssichereres Kaschierverfahren, da die Energie, die in die Kleberschicht eingebracht wird, sehr genau bestimmt werden kann. Darüber hinaus kann die Energie schneller in die Kleberschicht hinein und aus der Kleberschicht heraus übertragen werden.
  • Der Volumenstrom und/oder die Temperatur kann lokal steuer- und/oder regelbar sein. Dadurch kann die Konvektion (kaltes oder auch warmes Medium) sehr exakt durch die Freiräume in den textilen Oberflächenstruktur Prozessluft gezielt auf die Kleberschicht dosiert werden, wobei lokale Gegebenheiten wie beispielsweise die Geometriegegebenheit lokal optimal berücksichtigt werden können.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform können die Zuführkanäle als Luftdüsen ausgebildet sein.
  • Als temperierbares Medium eignen sich insbesondere Flüssigkeiten oder Gase. Bevorzugt wird als Medium Prozessluft verwendet. Weiterhin kann auch Wasserdampf zum Einsatz kommen.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Figurenbeschreibung näher erläutert werden. Es zeigen in schematischer Darstellung:
    • 1 beispielhaft eine bekannte Trägerstruktur,
    • 2 einen Querschnitt durch eine Baugruppe nach dem Verfahrensschritt, in dem die textile Oberflächenstruktur auf die Trägerstruktur aufgebracht wurde,
    • 3 einen Querschnitt durch ein geschlossenes Werkzeug zum Kaschieren textiler Oberflächenstrukturen, und
    • 4 einen Querschnitt durch ein geschlossenes Werkzeug zum Kaschieren textiler Oberflächenstrukturen.
  • 1 zeigt beispielhaft einen Instrumententafelträger 10, der als Trägerstruktur 10 zur Erläuterung des Verfahrens dienen soll. Alternativ zu dem dargestellten I-Tafelträger können als Trägerstruktur 10 auch sämtliche im Interieur befindliche Verkleidungsteile dienen, wie Handschuhkasten, Mittelarmlehnen, Blenden, Armauflagen in den Türverkleidungen, Türverkleidungen, Dachhimmel, usw. Dieser Instrumententafelträger 10 weist eine Oberfläche 10o auf, die mit Hilfe einer textilen Oberflächenstruktur kaschiert werden soll. Diese Oberfläche kann, wie in 1 dargestellt, lediglich einen Abschnitt betreffen, wie beispielsweise die obere Oberfläche der Hutze des sogenannten Kombiinstruments. Die zu kaschierende Oberfläche 10o kann jedoch auch der Teil der Oberfläche der Trägerstruktur 10 sein, der von einem Fahrzeuginsassen im Innenraum des Fahrzeugs sichtbar wäre. Weiterhin alternativ kann die Oberfläche 10o auch die gesamte Oberfläche der Trägerstruktur 10 umfassen, wobei dann auch von einem Fahrzeuginsassen nicht sichtbare Bereiche der Trägerstruktur 10 kaschiert werden würden.
  • In 2 ist eine Seitenansicht gezeigt, und stellt einen Querschnitt durch die Hutze des Kombiinstruments der in 1 dargestellten Trägerstruktur 10 dar. In vorbestimmten Bereichen der Oberfläche der Trägerstruktur 10 sind mehrere Klebstoffschichten 11 aufgebracht. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform können die Klebstoffschichten 11 durchgängig sein, so dass sie zusammenhängend ausgebildet sind und die zu kaschierende Oberfläche der Trägerstruktur 10 benetzen. Auf die Klebstoffschicht 11 ist die textile Oberflächenstruktur 12 aufgebracht. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform ist die Klebstoffschicht 11 durchgängig ausgebildet und benetzt die gesamte Oberfläche 10o der Trägerstruktur 10.
  • 3 zeigt den Prozessschritt des Aufheizens. In Bereichen, in denen die Klebstoffschicht 11 vorgesehen ist, wird mit Hilfe eines temperierbaren Mediums bzw. eines Fluids, zum Beispiel in Form von erhitzter Prozessluft, Wärme in die Klebstoffschicht eingebracht. Eine obere Werkzeughälfte, hier dargestellt als Pressstempel 14, wird auf die textile Oberflächenstruktur 11 aufgebracht und die textile Oberflächenstruktur 12 gegen die Trägerstruktur 10 gepresst. In dieser geschlossenen Position des Werkzeugs presst die Wirkfläche der oberen Werkzeughälfte 14 die textile Oberflächenstruktur 12 auf die Trägerstruktur 10. Dabei kommt eine der Werkzeughälfte 14 zugewandte Oberfläche der textilen Oberflächenstruktur 12 in berührendem Kontakt mit der Wirkfläche, so dass die Wirkfläche formgebend für die textile Oberflächenstruktur 12 ist. Als Gegenlager dient hier beispielhaft eine untere Werkzeughälfte 17. Die Temperatur der Luft ist in abhängig vom dem eingesetzten Material auszuwählen. Sie kann dabei im Bereich von z.B. 50°C bis 90 °C, z.B. bevorzugt zwischen 70 °C und 80 °C liegen. Durch beaufschlagen des Klebstoffs 11 mit einer derart erwärmten Luft, kann in dem Klebstoff 11 auf besonders schnelle Weise eine Temperatur von z.B. ca. 60 °C erreicht werden. Bei der Verwendung eines reaktiven Schmelzklebers wird eine Klebstofftemperatur von z.B. ca. 65°C anvisiert und bei Dispersionsklebstoffen eine Klebstofftemperatur von z.B. 55 °C.
  • Dadurch wird der Klebstoff 11 aktiviert, so dass sich dieser mit der textilen Oberflächenschicht 12 und der darunterliegenden Trägerstruktur 10 verbindet. Dieses Medium wird über Zuführkanäle 15 in die textile Oberflächenstruktur 11 eingeleitet und durchströmt diese.
  • Die in den 3 und 4 dargestellten Werkzeughälften 14 und 17 schließen eine Kavität ein, in der sich Trägerstruktur 10 mit daran angeordneter textiler Oberflächenstruktur 12 befindet. In der dargestellten Ausführungsform ist diese Kavität geschlossen. Das temperierbare Medium wird durch die Zuführkanäle 15 in die textile Oberflächenstruktur 12 eingeleitet. Da diese als Gestrick ausgebildet ist und offenporig ist, durchströmt das Fluid die Oberflächenstruktur 12. Danach wird das Medium über Abführkanäle 16 aus der Kavität abgeführt. Die Fließrichtung des Mediums ist in der 4 durch die Pfeile dargestellt. Wie daraus ersichtlich ist kann das Medium über einen Zuführkanal 15 in die Oberflächenstruktur 12 eingebracht und über einen benachbarten Abführkanal 16 wieder abgeführt werden. Auf diese Weise kann die Oberflächenstruktur 12 lokal sehr genau temperiert werden.
  • In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Kaschiervorrichtung kann die zwischen den Werkzeugen eingeschlossene Kavität randseitig offen ausgebildet sein. Das über die Zuführkanäle 15 eingebrachte Medium kann somit über den randseitigen Spalt abgeführt werden. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform, können die die Zu- und Abführkanäle auch in der unteren Werkzeughälfte ausgebildet sein. Alternativ dazu können die Zuführkanäle in einer Werkzeughälfte und die Abführkanäle in der jeweils anderen Werkzeughälfte ausgebildet sein.
  • Nachdem die Klebstoffschicht 11 eine ausreichende Temperatur erreicht hat, wird die Zuführung des temperierten Mediums gestoppt. Zeitgleich kann eine Kühlung in dem Presskaschierstempel 14 vorgenommen werden, mit dem durch die textile Oberflächenschicht 12 hindurch die Klebstoffschicht 11 abgekühlt wird. Die Abkühlung bietet den Vorteil, dass die Vernetzung der Klebstoffschicht 11 mit der textilen Oberflächenschicht 12 und der Trägerstruktur 10 schneller erfolgt, so dass die Taktzeit des Verfahrens reduziert werden kann. Durch eine schnelle Abkühlung des Klebstoffs 11, wird die Gefahr von Ablöseerscheinungen aufgrund von Spannungen in der Oberflächenstruktur 12 verhindert.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Aufkaschieren einer textilen Oberflächenstruktur (12) mit den Schritten: - Anordnen einer Trägerstruktur (10) in einer vorbestimmten Position; - Aufbringen einer Klebstoffschicht (11) zumindest auf einen Teilabschnitt einer zu kaschierenden Oberfläche (10o) der Trägerstruktur (10), - Anordnen der textilen Oberflächenstruktur (12) auf der zu kaschierenden Oberfläche (10o) der Trägerstruktur (10), wobei die textile Oberflächenstruktur (12) zumindest abschnittsweise mit der Klebstoffschicht in berührendem Kontakt steht, gekennzeichnet durch den Schritt - Einbringen von Energie in die Klebstoffschicht (11) wobei die textile Oberflächenstruktur mit einem temperierten Medium durchströmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom des Mediums, das durch die textile Oberflächenstruktur strömt steuer- und/oder regelbar ist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Mediums, das durch die textile Oberflächenstruktur strömt steuer- und/oder regelbar ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur und/oder der Volumenstrom des Mediums, in der Oberflächenstruktur lokal unterschiedlich steuer- und/oder regelbar ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte Aufbringen der Klebstoffschicht (11) und Anordnen der textilen Oberflächenstruktur (12) gemeinsam erfolgen.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Energie beendet wird, sobald die Temperatur der Klebstoffschicht einen vorbestimmten Wert erreicht hat.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem das Einbringen von Energie beendet ist, die textile Oberflächenstruktur (12) mit einem gekühlten Medium durchströmt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Oberflächenstruktur (12) mit einem Presskaschierstempel (14) auf die Trägerstruktur (10) gepresst wird und das Medium über Zuführkanäle (15) in die textile Oberflächenschicht (12) eingeleitet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Oberflächenstruktur (12) als Gestrick ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung zum Aufkaschieren einer textilen Oberflächenstruktur (12) auf eine Trägerstruktur (11), mit: - mindestens einer Werkzeughälfte (14), die eine Wirkoberfläche aufweist, wobei in einer geschlossenen Position des Werkzeugs die Wirkoberfläche in berührendem Kontakt mit der textilen Oberfläche (12) steht, und - mindestens einem Zuführkanal (15) über den ein temperiertes Medium in die textile Oberflächenstruktur (12) einleitbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughälfte (14) Abführkanäle (16) umfasst über die das temperierbare Medium nach dem Durchströmen der textilen Oberflächenstruktur (12) abführbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom und/oder die Temperatur des Mediums steuer- und/oder regelbar sind.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom und/oder die Temperatur lokal steuer- und/oder regelbar ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführkanäle (15) als Luft- und Dampfdüsen ausgebildet sind.
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DE102021127048A1 (de) 2021-10-19 2023-04-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Reinigen und Kaschieren von einem 3D-Gestricke, Kaschiervorrichtung, Interieurbauteil und Kraftfahrzeug

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