DE10107269A1 - Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteiles - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteiles (50) sowie ein Innenverkleidungsteil (50), insbesondere ein Innenverkleidungsteil (50) in Kraftfahrzeugen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein preiswertes und mit wenig Arbeitsschritten herstellbares Innenverkleidungsteil (50) bereitzustellen, das eine pflegeleichte Oberfläche aufweist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein aus einem mit Kunststoff durchsetzten Mattenmaterial (30) bestehendes Innenverkleidungsteil (50) und ein Verfahren gelöst, in dem ein Mattenmaterial (30) in ein Formwerkzeug eingelegt und über einen Angußkanal (21) flüssiger Kunststoff dem Formwerkzeug zugeführt wird, wobei der Kunststoff das Mattenmaterial (30) durchdringt oder benetzt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteiles sowie ein Innenverkleidungsteil als solches, insbesondere eines Innenverkleidungsteiles in Kraftfahrzeugen. Bevorzugt sind solche Innenverkleidungsteile als Abdeckung eines Airbags einsetzbar.

Aus der EP 0 683 718 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Kunststofformteilen mit einer Kaschierung aus einem Dekormaterial bekannt, bei dem zwischen dem Dekormaterial und dem Kunststofformteil eine Schaumstoffschicht angeordnet ist. Dabei wird zunächst auf die Dekorschicht das unverschäumte Schaummaterial aufgetragen, dann wird dieses Schaummaterial mit dem Kunststofformteil verbunden und anschließend durch Wärmeeinwirkung aufgeschäumt.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein preiswertes und mit wenig Arbeitsschritten herstellbares Innenverkleidungsteil bereitzustellen, das eine pflegeleichte Sichtoberfläche aufweist.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Innenverkleidung mit den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Mattenmaterial - bevorzugt ein Gewebe, ein Vlies oder eine Stoffbahn - in ein Formwerkzeug eingelegt und über einen Angußkanal, der im Formwerkzeug ausgebildet oder eingearbeitet ist, wird flüssiger Kunststoff dem Formwerkzeug zugeführt. Der in dem Formwerkzeug vorhandene Hohlraum oder die Kavität, die die Gestalt des Innenverkleidungsteiles hat, wird so ausgefüllt, daß der Kunststoff das Mattenmaterial durchdringt oder benetzt und dabei zu einer Wandung des Formwerkzeuges hindrängt, die nicht zur Bildung einer Sichtoberfläche strukturiert ist. Sobald der Kunststoff erstarrt ist, kann das Innenverkleidungsteil dem Formwerkzeug entnommen werden und nach einer Entfernung vorhandener Grate, z. B. des Angußgrates, kann das Innenverkleidungsteil eingebaut werden.

Die Dicke des Mattenmaterials im Ausgangszustand ist bevorzugt so gewählt, daß sie etwa 5% bis 60% der Sollwandstärke des zu erzeugenden Innenverkleidungsteiles beträgt. In der Grundtendenz sind dabei Vliesmaterialien eher dicker und technische Gewebe (Textil, Kohlefaser- oder Kunststoffgewebe) eher dünner.

Das Mattenmaterial gibt dem Innenverkleidungsteil zusätzliche Stabilität und durch den gewebeartigen und/oder faserstrukturierten Aufbau eine erhöhte Festigkeit und Verbundenheit. Dies verhindert insbesondere bei einem Einsatz als Airbagabdeckung, daß Splitter durch das Aufblasen des Airbags in den Innenraum des Fahrzeuges geschleudert werden, die Insassen verletzen könnten. In einem Fertigungsgang kann so ein Innenverkleidungsteil gefertigt werden, das einerseits die Anforderungen an die Festigkeit und andererseits an eine einfache Fertigung erfüllt. Eine Kaschierung eines vorgefertigten Werkstückes ist nicht mehr erforderlich, ebensowenig müssen durch Erwärmung Zwischenschichten aufgeschäumt werden.

Bevorzugt ist in einer Weiterbildung vorgesehen, daß das Mattenmaterial durchlässig oder durchlöchert ausgebildet ist. Damit wird sichergestellt, daß der Kunststoff den Oberflächenabschluß des Innenverkleidungsteiles bildet und eine geschlossene Oberfläche des Sichtbereiches erzielt wird. Der Kunststoff kann durch die Löcher oder die durchlässigen Bereiche des Mattenmateriales hindurchtreten und so auf die dem Angußkanal abgewandte Seite des Mattenmateriales gelangen. Auf diese Weise wird sowohl eine ansprechende sichtbare Oberfläche als auch eine dauerhafte und innige Verbindung zwischen dem Kunststoff und dem Mattenmaterial erzeugt. Die Löcher oder durchlässigen Bereiche des Mattenmateriales können entweder in dem Bereich des oder der Angußkanäle oder in sogenannten Sollrißbereichen angeordnet sein. Während eine Anordnung in der Nähe der Angußkanäle einen schnellen Durchtritt des Kunststoffes erlaubt, ist eine Anordnung der Löcher in den Sollrißbereichen geeignet, ein schnelles und kontrolliertes Aufreißen bzw. Versagen des Innenverkleidungsteiles entlang der Sollrißlinien bei einem Entfalten des Airbags zu gewährleisten.

Vorteilhafterweise wird als Kunststoff Polypropylen, Polyethylen oder ABS verwendet, wodurch eine angenehme Haptik und eine widerstandsfähige Oberfläche realisiert wird.

Um eine leichte Zugänglichkeit für das Einlegen des Mattenmateriales und das Entnehmen des fertigen Innenverkleidungsteiles zu ermöglichen, ist das Formwerkzeug zweiteilig aus Unterwerkzeug und Oberwerkzeug ausgebildet. Zum Einlegen und Fixieren des Mattenmateriales werden das Unterwerkzeug und das Oberwerkzeug auseinandergefahren und anschließend unter Bildung eines Hohlraumes oder einer Kaverne, in der sich zumindest ein Teil des Mattenmateriales befindet, zusammengeführt. Der Hohlraum bzw. die Kaverne bildet dabei die Form des Innenverkleidungsteiles aus und wird mit flüssigem Kunststoff ausgefüllt.

Um die Lage des Mattenmateriales während des Zusammenführens der Formwerkzeugteile und des Füllvorganges zu gewährleisten, ist es vorgesehen, daß das Mattenmaterial von einem Spannrahmen auf einem Teil des Formwerkzeuges gehalten wird. Der Spannrahmen kann beispielsweise das Mattenmaterial dergestalt festlegen, daß er in eine in das Ober- oder Unterwerkzeug eingearbeitete Nut eingelegt wird und dadurch das Mattenmaterial festklemmt. Die Nut ist entsprechend ausgelegt und verläuft um die eigentliche Form des Innenverkleidungsteiles. Alternativ dazu sind Halter an dem Spannrahmen vorgesehen, die das Mattenmaterial festlegen können.

Vorteilhafterweise ist der Angußkanal in das Unterwerkzeug eingearbeitet und das Mattenmaterial wird durch den Spannrahmen auf dem Unterwerkzeug gehalten. Dies bedeutet, daß die Nut und der Angußkanal in einem Werkzeugteil angeordnet sind und die sichtbare Oberfläche des Innenverkleidungsteiles sich auf der dem Angußkanal gegenüberliegenden Seite des Mattenmateriales befindet. So müssen auf die Positionierung des Angußkanals keine Rücksichten bezüglich der Optik genommen werden und die Anordnung des Angußkanals kann ausschließlich aus fertigungstechnischer oder funktioneller Sicht optimiert werden. Weiterhin wird durch diese Anordnung sichergestellt, daß der Kunststoff das Mattenmaterial einmal passiert und durchdringt, wodurch eine gute Verbindung zwischen Mattenmaterial und Kunststoff erzielt wird.

Insbesondere für die Herstellung einer leicht zu reinigenden Oberfläche ist es vorteilhaft, daß das Oberwerkzeug das Negativprofil des Innenverkleidungsteiles ausbildet und eine profilierte Oberfläche aufweist. Die profilierte Oberfläche des Oberwerkzeuges bildet sich auf bzw. in der Oberfläche des Innenverkleidungsteiles ab und erzeugt eine genarbte oder strukturierte Oberfläche, die leicht zu reinigen bzw. abzuwaschen und optisch ansprechend ist. Die Herstellung eines solche profilierten Oberfläche eines Formwerkzeuges ist beispielsweise in der DE 198 60 179 A1 beschrieben.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Angußkanal im wesentlichen im Zentrum des Formwerkzeuges, insbesondere im Unterwerkzeug angeordnet ist, um eine gleichmäßige Verteilung des Kunststoffes innerhalb des Hohlraumes bzw. der Form zu erreichen. Der Angußkanal kann sich auch aufteilen und an mehreren Stellen in den die Gestalt des Innenverkleidungsteiles ausbildenden Hohlraum münden. Dadurch kann die Füllgeschwindigkeit erhöht und das Risiko einer Fehlstellenbildung verringert werden.

Um das Mattenmaterial gegen das Formwerkzeug zu drücken und eine gleichmäßiges Anliegen und dadurch eine hohe Formgenauigkeit zu erzielen, ist es von Vorteil, den Erstarrungsprozeß des flüssigen Kunststoffes derart zu führen, daß die Erstarrung von dem Angußkanal beginnend sich zu den Rändern des Innenverkleidungsteiles bzw. der Form des Innenverkleidungsteiles ausbreitet. Dies kann durch eine Temperatursteuerung während der Erstarrungsphase erfolgen, indem zunächst der zentrale Bereich abgekühlt wird und anschließend die Randbereiche zur Erstarrung gelangen. Alternativ können den Randbereichen Wärme zugeführt werden, um eine vorzeitige Abkühlung und Erstarrung zu verhindern.

Neben der Ausformung des Innenverkleidungsteiles aus einem Mattenmaterial und Kunststoff ist es in einer Weiterbildung vorgesehen, daß ein Halteelement in das Formwerkzeug eingelegt und in den Kunststoff eingebettet wird, also daß das Halteelement eingeformt wird. Das Halteelement ist beispielsweise als Halteclip ausgebildet, so daß eine einfache Befestigung des Innenverkleidungsteiles an der vorgesehenen Stelle ermöglicht wird. Ein solches Halteelement ist vorzugsweise aus Metall ausgebildet, um eine ausreichende Stabilität und Elastizität zu gewährleisten. Alternativ zu einer Einlage ist vorgesehen, daß in dem Formwerkzeug eine Form eines Halteelementes eingearbeitet ist. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der eingesetzte Kunststoff eine ausreichende Festigkeit aufweist, um ein Halteelement auszubilden.

Das erfindungsgemäße Innenverkleidungsteil besteht demnach aus einem mit Kunststoff durchsetzten Mattenmaterial und weist vorteilhafterweise im eingebauten Zustand eine sichtbare Oberfläche mit einer profilierten oder genarbten Struktur auf.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Formwerkzeuges in geöffneter Stellung;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Formwerkzeuges in geschlossener Stellung sowie

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Innenverkleidungsteiles.

Gleiche Bauteile haben in den verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen.

Die Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Formwerkzeuges, bestehend aus einem Oberwerkzeug 10 und einem Unterwerkzeug 20, wobei sich das Formwerkzeug in geöffneter Stellung befindet. In das Oberwerkzeug 10 ist ein Negativprofil 11 eingearbeitet, das die sichtbare Oberfläche eines zu fertigenden Innenverkleidungsteiles 50, das in der Fig. 3 dargestellt ist, ausbildet. Das Negativprofil 11 weist zur Bildung einer optisch ansprechenden Sichtoberfläche eine Struktur 12 auf, die z. B. in das Negativprofil 11 eingefräst, eingeritzt, eingelasert oder eingeätzt wurde. Dies kann analog zu dem in der DE 198 60 179 A1 beschriebenen Verfahren dadurch geschehen, daß ein Muster mit einem säurefesten Mittel aufgetragen und anschließend die unbedeckten Stellen des Negativprofiles 11 mit einer Säure behandelt werden, wodurch die bedeckten Stellen eine erhabene Struktur 12 oder ein Muster ausbilden. Diese Struktur 12 bildet sich im Verlauf des weiteren Herstellungsprozesses in der sichtbaren Oberfläche des Innenverkleidungsteiles ab, so daß eine profilierte bzw. genarbte Oberfläche entsteht, die leicht zu reinigen ist. Weiterhin sind in dem Oberwerkzeug 10 Nuten 13 oder eine umlaufende Nut 13 eingearbeitet, die außen um das Negativprofil 11 angeordnet, auf deren Funktion später eingegangen wird.

Dem Negativprofil 11 gegenüberliegend ist das Unterwerkzeug 20 angeordnet, in das Angußkanäle 21 eingearbeitet sind, entweder über ein spanendes Fertigungsverfahren oder bereits während des Urformens des Unterwerkzeuges 20. Durch die Angußkanäle 21 wird durch eine nicht dargestellte Fördereinrichtung, vorzugsweise eine Pumpe, flüssiger Kunststoff zugeführt. Ebenfalls ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in dem Unterwerkzeug 20 eine Halteelementform 25 eingearbeitet, die im Verlauf des Herstellungsprozesses mit Kunststoff ausgefüllt wird.

Das Unterwerkzeug 20 bildet das Gegenstück zu dem Oberwerkzeug 10 und weist korrespondierend zu dem Negativprofil 11 der sichtbaren Oberfläche des Innenverkleidungsteiles ein Negativprofil 22 der Rückseite des Innenverkleidungsteiles auf. Über dieses Profil 22 wird in der geöffneten Stellung des Formwerkzeuges ein Mattenmaterial 30 gelegt, das sich dem Profil 22 anpaßt und von einem Spannrahmen 24 auf dem Unterwerkzeug 20 gehalten wird. An dem Spannrahmen 24 sind Halter 23 angeformt oder angebracht, die im geschlossenen Zustand des Formwerkzeuges in die Nuten 13 des Oberwerkzeuges 10 eingreifen, wie in der Fig. 2 dargestellt. Um eine gratfreie, sichtbare Oberfläche zu erhalten, sind die Angußkanäle 21 in dem Unterwerkzeug 20 eingearbeitet und münden auf der im montierten Zustand nicht sichtbaren Seite des Innenverkleidungsteiles.

Das Herstellungsverfahren des Innenverkleidungsteiles beginnt mit dem Auflegen des Mattenmateriales 30 auf das Unterwerkzeug 20; anschließend wird das Mattenmaterial 30 auf dem Unterwerkzeug 20 mittels des Spannrahmens 24 fixiert. Dies kann dadurch erfolgen, daß das Mattenmaterial 30 in eine Nut des Unterwerkzeuges 20 durch den Spannrahmen 24 eingeklemmt oder das Mattenmaterial 30 auf die Halter 23 aufgesteckt wird.

Sind die Halter 23 als Stifte oder Nadeln ausgebildet, wird das Mattenmaterial 30 auf diese Stifte oder Nadeln aufgesteckt und so zunächst gegen horizontales Verschieben gesichert. Werden anschließend das Oberwerkzeug 10 und das Unterwerkzeug 20 zusammengefahren, greifen die Halter 23 in die Nut 13 oder korrespondierende Ausnehmungen des Oberwerkzeuges 10 ein und das Mattenmaterial 30 wird zwischen dem Oberwerkzeug 10 und dem Unterwerkzeug 20 eingeklemmt.

Das solcherart fixierte Mattenmaterial 30 befindet sich, wie in der Fig. 2 zu erkennen ist, in einem Hohlraum 40, der zwischen den Profilen 11, 22 des Ober- bzw. Unterwerkzeuges 10, 20 ausgebildet wurde. Der Hohlraum 40 hat im wesentlichen die Gestalt des Innenverkleidungsteiles und wird nach außen hin entweder durch die Halter 23 oder einen nicht dargestellten Absatz begrenzt, der den Hohlraum 40 zusammen mit dem Oberwerkzeug 10 und dem Unterwerkzeug 20 im geschlossenen Zustand abschließt.

Nachdem das Formwerkzeug geschlossen wurde, wird durch den Angußkanal 21 flüssiger Kunststoff in den Hohlraum 40 eingefüllt, der das Mattenmaterial 30 durchdringt oder benetzt. Das Mattenmaterial 30 ist dabei entweder aufgrund seines Aufbaues für den Kunststoff durchlässig, so daß das Mattenmaterial 30 in den Kunststoff eingebettet ist oder daran anhaftet, oder es sind Löcher vorgesehen, durch die der Kunststoff hindurchtreten kann, so daß dieser auf die Seite des Oberwerkzeuges 10 gelangen kann und dort die Negativform 11 ausfüllt und eine genarbte, sichtbare Oberfläche erzeugt. Die Löcher sind bei einem Einsatz des Innenverkleidungsteiles als Airbagabdeckung vorteilhafterweise so angeordnet, daß sie einerseits den Auslaßöffnungen der Angußkanäle 21 gegenüberliegen und andererseits ein leichtes Aufreißen der Abdeckung im Falle eines Entfaltens des Airbags ermöglichen.

Nachdem der flüssige Kunststoff in den Hohlraum 40 eingefüllt wurde und diesen samt der Halteelementform 25 ausfüllt, wird die Erstarrung bzw. Verfestigung des Kunststoffes eingeleitet, was beispielsweise durch eine Kühlung des Formwerkzeuges erreicht wird.

Günstig ist es dabei, die Fließ- und/oder Erstarrungsfront des Kunststoffes durch eine entsprechende Steuerung dergestalt verlaufen zu lassen, daß sie sich von der Mitte des Innenverkleidungsteiles, vorliegend von dem geraden Angußkanal 21 ausgehend, zu den Rändern hin ausbreiten. Dadurch wird erreicht, daß das Mattenmaterial vom Profil 11 weg zum Profil 22 hingedrückt wird. Auf diese Weise wird eine vollständige Benetzung der Struktur 12 und eine gleichmäßige Verteilung des Mattenmateriales 30 erreicht. Weiterhin wird ein Aufwölben oder eine Blasenbildung verhindert, wobei die kontrollierte Erstarrung entweder durch eine gesteuerte Abkühlung des Formwerkzeuges oder durch eine entsprechende Erwärmung der äußeren Bereiche des Formwerkzeuges erreicht wird. Ist der Verlauf der Erstarrung von anderen Parametern als der Temperatur abhängig, ist eine entsprechende Steuerung vorzusehen.

Neben der einstückigen Ausbildung des Halteelementes kann ein vorgeformtes Bauteil in das Formwerkzeug eingelegt und eingeformt oder angeformt werden, wobei das eingelegte Bauteil vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff besteht. Durch ein solcherart eingeformtes Bauteil kann das Innenverkleidungsteil einfach in dem Fahrzeug angebracht werden.

Nach Abschluß der Erstarrung kann das Innenverkleidungsteil dem wieder geöffneten Formwerkzeug entnommen und einer abschließenden Bearbeitung zugeführt werden.

Ein fertiges Innenverkleidungsteil 50, bei dem Halteelemente 52 angeformt sind, ist in der Fig. 3 dargestellt. Das Innenverkleidungsteil 50 weist eine genarbte, leicht zu reinigende Oberfläche 51, die im montierten Zustand des Innenverkleidungsteiles 50 dem Fahrzeugnutzer entgegentritt. Auf der Rückseite der Oberfläche 52 befindet sich das mit dem Kunststoff benetzte oder durchdrungene Mattenmaterial 30, das ein Splittern der Airbagabdeckung beim Aufbrechen verhindert und generell die Festigkeit des Innenverkleidungsteiles 50 erhöht.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung eines eine Sichtoberfläche aufweisenden Innenverkleidungsteiles, insbesondere eines Innenverkleidungsteiles in Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mattenmaterial (30) in ein Formwerkzeug eingelegt wird, und daß über zumindest einen Angußkanal (21) flüssiger Kunststoff dem Formwerkzeug zugeführt wird und der Kunststoff das Mattenmaterial (30) in dem Formwerkzeug zu wenigstens einem nicht der Erzeugung der Sichtoberfläche bildenden Formwerkzeugabschnitt hin verdrängt wird und dabei das Mattenmaterial durchdringt oder benetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mattenmaterial (30) durchlässig oder durchlöchert ausgebildet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff Polypropylen, Polyethylen oder ABS verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug zweiteilig aus Unterwerkzeug (20) und Oberwerkzeug (10) ausgebildet ist.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mattenmaterial (30) von einem Spannrahmen (24) auf einem Teil des Formwerkzeuges gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Angußkanal (21) in das Unterwerkzeug (20) eingearbeitet ist und das Mattenmaterial (30) auf dem Unterwerkzeug (20) gehalten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberwerkzeug (10) das Negativprofil (11) des Innenverkleidungsteiles (50) ausbildet und zur Bildung der Sichtoberfläche eine profilierte Oberfläche (12) aufweist.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Angußkanal (21) im wesentlichen im Zentrum des Formwerkzeuges angeordnet ist.

9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fließ- und/oder Erstarrungsprozeß des flüssigen Kunststoffes derart geführt wird, daß die Fließ- und/oder Erstarrungsfront, von dem Angußkanal (21) beginnend, sich zu den Rändern des Innenverkleidungsteiles (50) ausbreitet.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halteelement in das Formwerkzeug eingelegt und in den Kunststoff eingebettet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Formwerkzeug eine Form (25) eines Halteelementes eingearbeitet ist.

12. Innenverkleidungsteil für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem mit Kunststoff durchsetzten oder benetzten Mattenmaterial (30) besteht.

13. Innenverkleidungsteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die im eingebauten Zustand sichtbare Oberfläche (52) eine profilierte oder genarbte Struktur aufweist.