DE10154472A1 - Flächiges Bauteil aus Kunststoff, insbesondere Lehnenverkleidung - Google Patents
Flächiges Bauteil aus Kunststoff, insbesondere LehnenverkleidungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein flächiges, insbesondere plattenförmiges, Bauteil (01) aus Kunststoff mit einer Ausdehnung in X- und Y-Richtung, insbesondere Lehnenverkleidung eines gepolsterten Kraftfahrzeugsitzes. In den das Bauteil (01) bildenden Kunststoff (05) ist ein Gestricke (04) mit den Schlingen gebildeten Maschen (98, 10) eingebettet. Das Gestricke (04) erstreckt sich zwischen den Außenseiten (02, 03) des Bauteils (01) zumindest abschnittsweise entlang der Bauteilwandung in X- und Y-Richtung.
Description
- Die Erfindung betrifft ein flächiges, insbesondere plattenförmiges, Bauteil aus Kunststoff nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Gattungsgemäße Bauteile werden insbesondere, jedoch keineswegs ausschließlich, bei der Herstellung von Fahrzeuglehnen für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Das flächige Bauteil bildet dabei die Lehnenverkleidung, die der Lehne ihre mechanische Festigkeit gibt. Auf einer Seite der Lehnenverkleidung wird eine Polsterung mit Bezug angebracht, um ein bequemes Sitzen zu ermöglichen. Gattungsgemäße Bauteile können sowohl bei der Herstellung von Rücksitzlehnen als auch von Vordersitzlehnen Verwendung finden. Ein Vorteil der Bauteile aus Kunststoff ist es, dass diese ein relativ geringes Bauteilgewicht, beispielsweise verglichen mit aus Stahlblech hergestellten Bauteilen, aufweisen.
- Werden gattungsgemäße Bauteile zur Herstellung von Lehnenverkleidungen im Kraftfahrzeugbau eingesetzt, müssen sie bestimmten, gesetzlich vorgeschriebenen Festigkeitsanforderungen entsprechen. Denn durch die Lehnenverkleidung wird in vielen Kraftfahrzeugen der Gepäckraum vom Passagierabteil abgetrennt, wobei im Falle eines Unfalles das Durchschlagen von Gepäckstücken durch die Lehnenverkleidung zuverlässig ausgeschlossen sein muss. Bei der Konzeption von Lehnenverkleidungen ist deshalb ein Zielkonflikt zu lösen. Zum einen sollen die Lehnenverkleidungen relativ dünn sein, um ein möglichst geringes Bauteilgewicht zu haben. Andererseits muss eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit erreicht werden, um das Durchschlagen des Prüfkörpers bei den vorgeschriebenen Festigkeitsprüfungen auszuschließen. Insbesondere muss ein Aufreißen des Bauteils beim Aufschlagen des Prüfkörpers in jedem Falle ausgeschlossen werden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden bei der Herstellung bekannter Lehnenverkleidungen Verstärkungsfasern, beispielsweise Glasfasern, in den bei der Herstellung des Bauteils verwendeten Kunststoff eingebettet.
- Nachteilig an dem bekannten Stand der Technik ist es, dass insbesondere bei sehr punktförmig auftretenden Belastungen, die faserverstärkten Kunststoffe im Bereich der höchsten Belastung aufreißen.
- Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein flächiges Bauteil, insbesondere eine Lehnenverkleidung, vorzuschlagen, das auch bei hohen Belastungen nicht aufreißt. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger Bauteile vorzuschlagen.
- Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil beziehungsweise ein Verfahren nach der Lehre der unabhängigen Hauptansprüche gelöst.
- Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, den Kunststoff des plattenförmigen Bauteils mit einem Gestricke zu verstärken. Dieses Gestricke weist regelmäßige Maschen auf, die von Schlingen gebildet werden, so dass das Gestricke im Ergebnis eine vernetzte Struktur aufweist. Tritt an einer Stelle des Bauteils eine so hohe Belastung auf, dass der Kunststoff für sich genommen versagen würde, wird das Aufreißen des plattenförmigen Bauteils durch das eingebettete Gestricke vermieden. Im Bereich jeder einzelnen Masche des Gestrickes bilden sich mikroskopische Risse, so dass sich das Bauteil zusammen mit dem an sich flexiblen Gestricke energieabsorbierend verformen kann. Die Bildung eines durchlaufenden Risses durch das Bauteil wird durch die Netzstruktur des Gestrickes verhindert.
- Das Gestricke selbst kann aus Draht, Fäden, Fasern oder Kombinationen dieser Materialien hergestellt sein. Um eine festere Anbindung des Gestrickmaterials an den umgebenden Kunststoff zu erreichen, kann am Draht, den Fäden oder den Fasern eine geeignete Ummantelung, beispielsweise zur Haftvermittelung, vorgesehen sein.
- Bei der Herstellung des Gestrickes für erfindungsgemäße Bauteile können alle bekannten Werkstoffe wie Kunststoffmonophyle, Faserprodukte oder Metalldrähte Verwendung finden.
- Eine höhere Festigkeit des aus Metalldraht gefertigten Gestrickes und damit der daraus gefertigten Bauteile lässt sich erreichen, wenn bei der Vermaschung des Gestrickes mehrdrahtige Metalldrähte verwendet werden. Derartige Metalldrähte weisen zwei oder mehr Einzeldrähte auf, die nebeneinander verlaufen.
- Besonders preisgünstig und einfach lassen sich erfindungsgemäße Bauteile herstellen, wenn ein schäumbarer Kunststoff, insbesondere ein Polyurethanhartschaum, verwendet wird. Bei der Herstellung des Bauteils kann dann das Gestricke einfach in das Formnest der Form eingelegt und nach dem Eingeben des schäumbaren Kunststoffes durchschäumt werden.
- Insbesondere zur Erhöhung der Biegefestigkeit erfindungsgemäßer Bauteile ist es vorteilhaft, wenn im Kunststoff zusätzlich zum Gestricke weitere Verstärkungsfasern, insbesondere durchschäumbare Fasermatten eingebettet sind. Weist das Gestricke eine bestimmte Ausdehnung in Z-Richtung auf, dass heißt in Richtung zwischen den Außenseiten des Bauteils, so können in einfacher Weise Bauteile hergestellt werden, bei denen sich die Fasermatten beabstandet zur neutralen Faser des Bauteils im Kunststoff erstrecken.
- Außerdem kann ein erfindungsgemäßes Bauteil zusätzlich durch eine Tragstruktur, beispielsweise einen Rohrrahmen, die in den Kunststoff eingebettet wird, mechanisch ausgesteift werden.
- Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1 ein in der Art einer Lehnenverkleidung ausgebildetes erfindungsgemäßes Bauteil in perspektivischer Ansicht;
- Fig. 2 das Bauteil gemäß Fig. 1 im Querschnitt entlang der Schnittlinie I-I;
- Fig. 3 ein bei der Herstellung des Bauteils gemäß Fig. 1 verwendetes Gestricke in Ansicht von oben.
- In Fig. 1 ist eine Lehnenverkleidung 01 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Die Lehnenverkleidung 01 wird in einem Kraftfahrzeug derart befestigt, dass der Gepäckraum vom Passagierabteil abgetrennt wird. Der mittlere Teil der Lehnenverkleidung 01 ist schwenkbar gelagert und kann in geöffnetem Zustand als Ladedurchreiche verwendet werden. Auf der zum Passagierabteil gerichteten Seite der Lehnenverkleidung 01 wird eine Polsterung und ein Bezug angebracht, um für die Passagiere komfortable Sitzflächen zu bilden.
- Die erforderliche mechanische Festigkeit der Lehnenverkleidung 01 wird zum einen durch eine entsprechende Profilierung und zum anderen durch die Einbettung eines Rohrrahmens in den die Lehnenverkleidung 01bildenden Kunststoff erreicht. Außerdem wird ein spezieller Verbundkunststoff verwendet, wie er in Fig. 2 dargestellt ist.
- Der Materialaufbau der Lehnenverkleidung 01 ist in Fig. 2 schematisch im Querschnitt dargestellt. Entlang der neutralen Faser der Lehnenverkleidung 01 mittig zwischen den Außenseiten 02 und 03 ist ein aus Draht hergestelltes Gestricke 04 in eine Kunststoffmatrix 05 eingebettet. Außerdem wird die Kunststoffmatrix 05 von zwei durchschäumbaren Glasfasermatten 06 und 07 und unregelmäßig angeordneten Verstärkungsfasern 08 verstärkt.
- Bei der Herstellung der Lehnenverkleidung 01 wird zunächst das Gestricke 04 und die Glasfasermatten 06 und 07 im Formnest der Form angeordnet. Danach wird die aufschäumbare Kunststoffmasse, beispielsweise schäumbares Polyurethan, in flüssiger Form in das Formnest eingegeben, wo es das Gestricke 04 und die Glasfasermatten 06 und 07 durchschäumt. Aufgrund der Ausdehnung des Gestrickes in Z-Richtung ist dafür gesorgt, dass die Glasfasermatten 06 und 07 nach Aufschäumen des Kunststoffes außerhalb der neutralen Faser verlaufen.
- In Fig. 3 ist das Gestricke 04 in schematischer Ansicht von oben dargestellt. Das Gestricke 04 wird von regelmäßigen Stegmaschen 09 und Nadelmaschen 10 gebildet und erstreckt sich flächig in X- und Y- Richtung. Die Maschenteilung 11 des Gestrickes 04 beträgt circa 10 mm. Die Maschenlänge 12 des Gestrickes 04 beträgt ungefähr 5 mm. Der Durchmesser des Metalldrahts 13 beträgt circa 0,1 mm.
- Trifft auf die Außenseite 02 oder 03 eine beschleunigte Masse auf, so dass die Reißfestigkeit der Kunststoffmatrix 05 überschritten wird, kann ein Aufreißen der Lehnenverkleidung 01 durch das Gestricke 04 verhindert werden. Wie in einem Netz wird die beschleunigte Masse im Gestricke 04 abgefangen, wobei die Netzstruktur des Gestrickes 04 entsprechend verzerrt wird.
Claims (18)
1. Flächiges, insbesondere plattenförmiges, Bauteil (01) aus Kunststoff
mit einer Ausdehnung in X- und Y-Richtung, insbesondere
Lehnenverkleidung eines gepolsterten Kraftfahrzeugsitzes,
dadurch gekennzeichnet,
dass in den Kunststoff (05) ein Gestricke (04) mit von Schlingen
gebildeten Maschen (09, 10) eingebettet ist, das sich zwischen den
Außenseiten (02, 03) des Bauteils (01) zumindest abschnittsweise
entlang der Bauteilwandung in X- und Y-Richtung erstreckt.
2. Bauteil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gestricke (04) aus Draht, Fäden, Fasern oder Kombinationen
dieser Materialien hergestellt ist.
3. Bauteil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Draht, Fäden oder Fasern eine Ummantelung vorgesehen ist.
4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gestricke zumindest teilweise aus Kunststoffmonofilen,
insbesondere aus PP, PE, PTFE, ETFE, PVC, PVDF oder PES,
hergestellt ist.
5. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gestricke zumindest teilweise aus Faserprodukten,
insbesondere Glasfasern, Glasstapelfasern, Glasvliesfaser, PP-Fasern,
Aramidfasern, Kevlarfasern oder PES-Fasern, hergestellt ist.
6. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gestricke (04) zumindest teilweise aus Metalldraht (13),
insbesondere aus Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer,
Kupferlegierungen, Messing, Nickel, Nickellegierungen oder Titan, hergestellt ist.
7. Bauteil nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Metalldraht (13) einen Durchmesser von 0,05 mm bis 0,60 mm
aufweist.
8. Bauteil nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Metalldraht mehrdrahtig ausgebildet ist.
9. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gestricke (04) eine Maschenteilung (11) von ungefähr 1 mm
bis 30 mm aufweist.
10. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gestricke (04) eine Maschenlänge (12) von ungefähr 1 mm
bis 15 mm aufweist.
11. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Herstellung des Bauteils (01) ein schäumbarer Kunststoff
(05), insbesondere eine Polyurethanhartschaum, verwendet wird.
12. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich zum Gestricke (04) weitere Verstärkungsfasern (08),
insbesondere durchschäumbare Fasermatten (06, 07), in den
Kunststoff (05) eingebettet sind.
13. Bauteil nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich das Gestricke (04) im wesentlichen entlang der neutralen
Faser des Bauteils (01) erstreckt und zumindest eine Fasermatte (06,
07) beabstandet zur neutralen Faser im Kunststoff (05) angeordnet ist.
14. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gestricke (04) ein bestimmte Ausdehnung in Z-Richtung
aufweist.
15. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich zum Gestricke eine Tragstruktur, insbesondere ein
Rohrrahmen, in den Kunststoff eingebettet ist.
16. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils nach einem der Ansprüche 1
bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass
in das Formnest einer Form ein Gestricke (04) eingelegt wird,
in das Formnest der Form eine schäumbare Kunststoffmasse (05), insbesondere eine Polyurethanmasse, eingegeben wird,
das Gestricke (04) durch aufschäumen der Kunststoffmasse (05) durchschäumt wird,
das Bauteil (01) nach ausreichender Aushärtung der Kunststoffmasse (05) aus der Form entformt wird.
dass
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das Gestricke (04) durch aufschäumen der Kunststoffmasse (05) durchschäumt wird,
das Bauteil (01) nach ausreichender Aushärtung der Kunststoffmasse (05) aus der Form entformt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusammen mit dem Gestricke (04) zumindest eine weiter
Fasermatte (06, 07) in das Formnest der Form eingelegt und anschließend
unter Bildung des Bauteils (01) durchschäumt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusammen mit dem Gestricke eine Tragstruktur, insbesondere ein
Rohrrahmen, in das Formnest der Form eingelegt und anschließend
unter Bildung des Bauteils umschäumt wird.
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| DE2001154472 DE10154472A1 (de) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | Flächiges Bauteil aus Kunststoff, insbesondere Lehnenverkleidung |
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