DE10029516A1 - Kunststoff-Formteil und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Kunststoff-Formteil und Verfahren zu seiner Herstellung

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kunststoff-Formteil mit DOLLAR A - einem Kunststoff-Trägerkörper (12) und DOLLAR A - einer mit wenigstens einem Teil einer Oberfläche (16) des Kunststoff-Trägerkörpers (12) verbundenen Kunststoff-Folie (18), DOLLAR A und ein Verfahren zu seiner Herstellung. DOLLAR A Das vorzugsweise im Fahrzeugbau verwendete Kunststoff-Formteil (10) weist eine geringe Splitterneigung und im Falle eines Aufpralls ein geringes Verletzungsrisiko für Insassen und Passanten auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoff-Formteil sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
In der Automobilindustrie werden zunehmend Kunststoffe als Konstruktionsmaterialien verwendet. Neben dem Einsatz von Kunststoffen für Bauelemente von Innenraumausstattungen werden in jüngerer Zeit auch verstärkt Karosserieteile aus Kunststoff hergestellt. Die Verwendung von Kunststoff ermöglicht gegenüber Metallblechen außer einer Gewichtsreduzierung und einer damit verbundenen Kraftstoffeinsparung auch eine größere Gestaltungsfreiheit, die auf einer nahezu unbegrenzten Formbarkeit von Kunststoff beruht. Des Weiteren erlauben Kunststoffkarosserien eine dem Blickfeld entzogene Anordnung von Antennen- und Sendeeinrichtungen von Radio- und Navigationssystemen innerhalb der Karosserie und genügen damit hohen ästhetischen Anforderungen an Karosserien.
Hinsichtlich eines Verletzungsrisikos im Falle eines Aufpralls zeichnen sich Kunststoffelemente gegenüber Metallblechen durch eine höhere Elastizität aus. Dadurch können Beschleunigungen für sogenannte Kopfaufschlagtests unterhalb zulässiger Grenzwerte erreicht werden. Diesem Vorteil steht jedoch eine Neigung von Kunststoff zur Zersplitterung bei entsprechender Krafteinwirkung entgegen. Die Folge ist ein Verletzungsrisiko durch Umherfliegen von teilweise scharfkantigen Kunststoffsplittern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kunststoff-Formteil mit reduzierter Splitterneigung und somit vermindertem Verletzungsrisiko sowie ein Verfahren für seine Herstellung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Kunststoff-Formteil und ein Herstellungsverfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 13 genannten Merkmalen gelöst.
Das erfindungsgemäße Kunststoff-Formteil umfasst einen Kunststoff-Trägerkörper und eine mit wenigstens einem Teil einer Oberfläche des Kunststoff-Trägerkörpers verbundene Kunststoff-Folie. Der Kunststoff-Folie kommt dabei einerseits die Aufgabe zu, eine Stabilität des Kunststoff-Trägerkörpers zu erhöhen und somit seine Neigung zur Zersplitterung infolge starker Krafteinwirkungen in gewissen Grenzen zu verringern. Eine noch wichtigere Funktion der Kunststoff-Folie besteht jedoch in einem Zusammenhalten der Kunststoffsplitter im Falle des Zerberstens des Kunststoff-Trägerkörpers und einer Verhinderung des Loslösens und Herumfliegens der Splitter.
Das Kunststoff-Formteil kann besonders vorteilhaft im Kraftfahrzeugbau, insbesondere für Karosserieteile und Innenausstattungselemente, eingesetzt werden. Auf diese Weise kann das Verletzungsrisiko von Passanten und Fahrzeuginsassen durch Kunststoffsplitter im Falle eines Aufpralls erheblich reduziert werden.
Vorteilhafterweise weist die Kunststoff-Folie eine Reißdehnbarkeit von mindestens 50%, insbesondere von 80 bis 200%, auf und eine Temperaturbeständigkeit bis mindestens 100°C, vorzugsweise bis 180°C. Ferner ist eine Folienstärke von 0,05 bis 1,0 mm, insbesondere von 0,2 bis 0,4 mm, zweckmäßig. Der Kunststoff Polyurethan, welcher die vorgenannten vorteilhaften Eigenschaften aufweist, eignet sich besonders gut als Folienmaterial. Ebenso ist jedoch der Einsatz anderer Kunststoffe, zum Beispiel PVC, PP oder PE, als Folienmaterial möglich, sofern sie mit den beschriebenen Merkmalen ausgestattet sind.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Folie vollflächig mit der Oberfläche des Kunststoff-Formteils verbunden. Dies setzt einen Zuschnitt der Folie entsprechend dem des Kunststoff-Formteils voraus. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann die Folie beispielsweise auch einen streifenförmigen Zuschnitt besitzen und mit der Oberfläche des Kunststoff-Formteils teilflächig, insbesondere rasterartig, verbunden sein.
Ferner kann die Folie mit einer aus einer Vielzahl kleiner Löcher bestehenden Perforation zur Erleichterung des Aufbringens der Folie auf den Kunststoff-Trägerkörper ausgestattet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Folie mit einer haftvermittelnden Schicht, insbesondere einer Klebeschicht, auf der dem Trägerkörper zugewandten Seite beschichtet ist. Es ist jedoch ebenso denkbar, die Verbindung von Folie und Trägerkörper auf eine andere Weise, beispielsweise thermisch durch Verschweißen, herzustellen.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kunststoff-Folie auf einer von einer Sichtseite des Kunststoff-Formteils abgewandten Seite angeordnet ist. Diese Ausführung ist besonders dann vorteilhaft, wenn das Kunststoff-Formteil hohen optischen Oberflächenanforderungen, beispielsweise im Fahrzeugbau, genügen soll.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird wenigstens ein Teil einer Oberfläche des Kunststoff-Trägerkörpers mit einer Kunststoff-Folie verbunden. Dabei kann das Aufbringen der Folie auf den Kunststoff-Trägerkörper manuell erfolgen. Automatisierbar und damit für eine Serienproduktion geeignet, ist das Aufbringen der Folie durch Pressen in einem Formwerkzeug oder durch Tiefziehen auf den Kunststoff-Trägerkörper.
Es kann ferner vorteilhaft vorgesehen sein, die Folie vor dem Aufbringen vorzuformen. Dieses kann ebenfalls beispielsweise durch Tiefziehen und/oder Pressen in einem Positiv- oder einem Negativwerkzeug erfolgen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Ausschnitt einer Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kunststoff- Formteils;
Fig. 2 einen Ausschnitt einer Seitenschrägansicht eines Kunststoff-Formteils nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung und
Fig. 3 einen Ausschnitt einer Seitenschrägansicht eines Kunststoff-Formteils nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung.
In der Schnittansicht eines insgesamt mit 10 bezeichneten Kunststoff-Formteils in Fig. 1 ist ein Kunststoff-Trägerkörper 12 zu erkennen, der beispielsweise ein Kotflügel eines Kraftfahrzeugs sein kann. Der Kunststoff-Trägerkörper 12 besitzt zwei Hauptoberflächen 14, 16. Eine erste Oberfläche 14 entspricht einer Sichtseite des Trägerkörpers 12. Eine zweite Oberfläche 16 befindet sich auf der von der Sichtseite 14 abgewandten Seite des Trägerkörpers 12. Die von der Sichtseite 14 abgewandte Oberfläche 16 des Trägerkörpers 12 ist mit einer Kunststoff-Folie 18 verbunden. Die Kunststoff-Folie 18 besteht vorteilhafterweise aus Polyurethan mit einer Schichtdicke von 0,2 bis 0,4 mm. Sie sollte vorzugsweise eine Temperaturbeständigkeit bis 180°C und eine Reißdehnbarkeit von 80 bis 200% aufweisen. Zwischen dem Trägerkörper 12 und der Folie 18 befindet sich eine haftvermittelnde Klebeschicht 20. Die Klebeschicht 20 kann beispielsweise durch Aufsprühen oder Aufstreichen auf die Folie 18 und/oder den Trägerkörper 12 vor der Applikation der Folie 18 aufgetragen werden. Selbstklebende Polyurethanfolien, die bereits einseitig mit einer Klebeschicht ausgestattet sind, sind bekannt und im Handel erhältlich.
In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Kunststoff-Formteils 10 ist die Kunststoff-Folie 18 vollflächig mit der Oberfläche 16 des Kunststoff-Trägerkörpers 12 verbunden. Für die Herstellung der vollflächigen Verbindung wird vorteilhafterweise zunächst die Folie 18 durch Ausstanzen auf die Gestalt des Trägerkörpers 12 zugeschnitten. Nach Auftragen der Klebeschicht 20 beziehungsweise nach Entfernen einer Schutzschicht selbstklebender Folien wird die Folie 18 manuell oder in einem Presswerkzeug auf den Trägerkörper 12 aufgebracht. Die Verbindung kann ferner durch Erwärmung bewirkt und/oder unterstützt werden. In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Folie 18 eine Perforation 22 auf, die aus einer Vielzahl von Löchern besteht. Die Perforation 22 dient zum einen dem Entweichen von Luft und somit der Verhinderung von Blasenbildung während der Applikation und zum anderen der Herabsetzung einer Steifigkeit der Folie 18. Insgesamt erleichtert die Perforation 22 die Applikation der Folie 18.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt. Hier besitzt die Kunststoff-Folie 18 einen streifenförmigen Zuschnitt und ist lediglich teilflächig mit der Oberfläche 16 des Trägerkörpers 12 verbunden. Dabei sind die Folienstreifen 18 gemäß der Darstellung rasterartig auf dem Trägerkörper 12 angeordnet. Bei der Wahl der Abstände zwischen den Folienstreifen 18 sollte eine typische kunststoffspezifische Splittergröße des Trägerkörpers 12 berücksichtigt werden. Die teilflächige Applikation der Folie 18 erfolgt vorzugsweise manuell. Sie hat gegenüber der vollflächigen Applikation den Vorteil einer Material- und Gewichtseinsparung.
BEZUGSZEICHENLISTE
10
Kunststoff-Formteil
12
Kunststoff-Trägerkörper
14
erste Oberfläche/Sichtseite
16
zweite Oberfläche/von der Sichtseite abgewandte Seite
18
Kunststoff-Folie
20
Klebeschicht
22
Perforation

Claims (19)

1. Kunststoff-Formteil, mit
einem Kunststoff-Trägerkörper (12) und
einer mit wenigstens einem Teil einer Oberfläche (16) des Kunststoff-Trägerkörpers (12) verbundenen Kunststoff-Folie (18).
2. Kunststoff-Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff- Trägerkörper (12) ein Karosserieteil für ein Kraftfahrzeug ist.
3. Kunststoff-Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff- Trägerkörper (12) ein Innenausstattungselement für ein Kraftfahrzeug ist.
4. Kunststoff-Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (18) eine Reißdehnbarkeit von mindestens 50%, insbesondere von 80 bis 200%, aufweist.
5. Kunststoff-Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (18) eine Temperaturbeständigkeit bis mindestens 100°C, insbesondere bis 180°C, aufweist.
6. Kunststoff-Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (18) 0,05 bis 1,0 mm, insbesondere 0,2 bis 0,4 mm, dick ist.
7. Kunststoff-Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (18) eine Polyurethan-Folie ist.
8. Kunststoff-Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (18) vollflächig mit der Oberfläche (16) des Kunststoff- Formteils (10) verbunden ist.
9. Kunststoff-Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (18) einen streifenförmigen Zuschnitt aufweist und mit der Oberfläche (16) des Kunststoff-Formteils (10) teilflächig, insbesondere rasterartig, verbunden ist.
10. Kunststoff-Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (18) eine Perforation (22) aufweist.
11. Kunststoff-Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Foüe (18) eine haftvermittelnde Schicht, insbesondere eine Klebeschicht, auf der dem Trägerkörper (12) zugewandten Seite aufweist.
12. Kunststoff-Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (18) auf einer von einer Sichtseite (14) des Kunststoff- Formteils (10) abgewandten Seite (16) angeordnet ist.
13. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Formteils, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil einer Oberfläche (16) eines Kunststoff-Trägerkörpers (12) mit einer Kunststoff-Folie (18) verbunden wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufbringen der Folie (18) auf den Kunststoff-Trägerkörper (10) durch Tiefziehen auf den Trägerkörper (12) erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Folie (18) auf den Kunststoff-Trägerkörper (12) manuell erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Folie (18) auf den Kunststoff-Trägerkörper (12) durch Pressen in einem Formwerkzeug erfolgt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (18) vor dem Aufbringen vorgeformt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorformen der Folie (18) durch Tiefziehen und/oder Pressen erfolgt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der Folie (18) mit dem Kunststoff-Trägerkörper (12) mittels einer haftvermittelnden Schicht oder thermisch erfolgt.
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