DE102005053477B4 - Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe und zugehöriges Verfahren - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe (10) mit einem Formgebungsvorgang mit zwei Schüssen, mit folgenden Schritten:
Ausformen eines ersten Materials zur Ausbildung eines Substratteils (14) während eines ersten Schusses des Formgebungsvorgangs; und
Ausformen eines zweiten Materials, das einen Schaum aus einem thermoplastischen Elastomer aufweist, auf dem Substratteil (14), um ein Abdeckteil (20) auf dem Substratteil (14) auszubilden, während eines zweiten Schusses des Formgebungsvorgangs, bei dem das zweite Material in einen Hohlraum (32) in einer Form (24) über dem Substratteil (14) eingespritzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Einspritzen und während des Einspritzens des zweiten Materials in dem Hohlraum (32) ein Gasgegendruck im Bereich zwischen 0,55 MPa und 1,4 MPa erzeugt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kraftfahrzeug-Innenausstattungsbaugruppen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Es ist bekannt, Kraftfahrzeug-Innenräume mit verschiedenen Ausstattungsbaugruppen zu versehen, um das ästhetische Erscheinungsbild des Kraftfahrzeug-Innenraums zu verbessern, und Komfort und Bequemlichkeit für die Fahrzeuginsassen zur Verfügung zu stellen. Beispiele für derartige Innenausstattungsbaugruppen umfassen Armaturenbretter, Armlehnen, Türausstattungen, Türgriffe und Konsolen.
  • Herkömmliche Verfahren zur Herstellung dieser Innenausstattungsbaugruppen umfassen Spritzgießformen mit zwei Schüssen, wobei ein erstes Material in eine Form eingespritzt wird, um ein starres Substrat der Innenausstattungsbaugruppe auszubilden, und ein zweites Material in die Form eingespritzt wird, um eine Haut oder Abdeckung über dem starren Substrat auszubilden. Bei bestimmten Anwendungen kann es wünschenswert sein, das ästhetische Erscheinungsbild oder die Funktionsqualitäten einer Innenausstattungs-Baugruppe dadurch weiter zu verbessern, dass bestimmte Bereiche der Innenausstattungs-Baugruppe so hergestellt werden, dass sie ein Berührungsgefühl zur Verfügung stellen, bei welchem sie sich weich anfühlen. Üblicherweise wurden diese Bereiche, die sich bei Berührung weich anfühlen, dadurch zur Verfügung gestellt, dass ein Hohlraum zwischen der Hautschicht und dem starren Substrat während des Formgebungsvorgangs ausgebildet wird, und dann ein Schaummaterial in den Hohlraum eingespritzt wird. Ein anderes, aus der EP 0 410 553 A2 bekanntes, herkömmliches Verfahren umfasst die Ausbildung eines starren Substrats, das Anordnen eines vorgeformten ”Kissens” aus Schaum in dem Bereich, der sich weich anfühlen soll, und dann das Ausbreiten einer Hautschicht über dem starren Substrat und dem Schaumkissen.
  • Diese bekannten Verfahren zur Ausbildung von Innenausstattungs-Baugruppen sind herstellungsintensiv, erfordern mehrere Vorgänge und/oder Eingriffe von Hand, um die sich weich anfühlenden Innenausstattungs-Baugruppen zu erzeugen. Die erhöhte Anzahl an Vorgängen und von Handarbeit führen zu erhöhten Herstellungskosten und zu einer schwankenden Qualität der sich ergebenden Innenausstattungs-Baugruppen. Daher besteht ein Bedürfnis nach einer Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe die sich weich anfühlt, und die genannten und andere Nachteile des Stands der Technik überwindet.
  • Aus den beiden nachveröffentlichten Anmeldungen DE 10 2005 049 866 A1 und DE 10 2005 050 175 A1 gehen bereits verbesserte Verfahren zum Herstellen von Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteilen mit teilweise überschäumten Bereichen hervor. Im Interesse einer gleichbleibenden, zuverlässigen Qualität der damit erzeugten Produkte können diese Verfahren jedoch noch verbessert werden. Ein Verfahren zum Überschäumen eines Substrates für die Herstellung eines Kfz-Innenausstattungsteils geht auch aus der JP 2003 103676 A hervor.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Verfahren dahingehend zu verbessern, dass sich mit konstruktiv möglichst geringem Aufwand in zuverlässiger Weise Kraftfahrzeug-Innenausstattungsbaugruppen mit hoher Qualität herstellen lassen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch eine auf diese Weise herstellbare. Fahrzeug-Innenausstattungsbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Innenausstattungs-Baugruppe durch einen Einspritzvorgang mit zwei Schüssen hergestellt. Während des ersten Schusses des Formgebungsvorgangs wird ein erstes Material in eine Form eingespritzt, die so ausgebildet ist, dass das Substratteil ausgebildet wird. Die Form wird dann umgebaut, und es wird ein zweites Material, welches einen Schaum aus einem thermoplastischen Elastomer aufweist, in die Form eingespritzt, um das Abdeckteil auf dem vorbestimmten Teil des Halterungsteils auszubilden. Das Abdeckteil kann eine Dicke in Querschnittsrichtung aufweisen, die sich über den vorbestimmten Bereich des Substratteils ändert, damit ein unterschiedliches Berührungsgefühl auf unterschiedlichen Abschnitten des Abdeckteils zur Verfügung gestellt wird. Das Abdeckteil kann mit einer gewünschten Farbe und Textur ausgeformt werden, um das Erscheinungsbild und das Berührungsgefühl der Innenausstattungs-Baugruppe zu verbessern.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe zur Verfügung, die das ästhetische Erscheinungsbild des Innenraums eines Kraftfahrzeugs verbessert, und für Komfort und Bequemlichkeit für die Fahrzeuginsassen sorgt. Die Innenausstattungs-Baugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung weist zumindest einen Bereich auf der Innenausstattungs-Baugruppe auf, der ein verbessertes Berührungsgefühl zur Verfügung stellt, nämlich sich weich anfühlt. Die Innenausstattungs-Baugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Armaturenbrett sein, eine Innenausstattung einer Tür, eine Armlehne, ein Türgriff, eine Konsole oder irgendein anderes Innenausstattungs-Bauteil, die davon profitieren würden, zumindest einige Bereiche aufzuweisen, die sich weich anfühlen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Innenausstattungs-Baugruppe ein im Wesentlichen starres Substratteil auf, das zumindest ein Teil einer konstruktiven Halterung für die Innenausstattungs-Baugruppe bildet, und deren allgemeine Form vorgibt. Ein Abdeckteil, das aus einem Schaum aus einem thermoplastischen Elastomer besteht, ist auf einem vorbestimmten Bereich des Halterungsteils gehaltert. Das Abdeckteil ist so ausgebildet, dass es ein verbessertes Berührungsgefühl bei der Innenausstattungs-Baugruppe zur Verfügung stellt, die sich im Wesentlichen weich anfühlt. Das Abdeckteil ist im Wesentlichen nachgiebig, und verformt sich und drückt sich zusammen, wenn eine Kraft, beispielsweise hervorgerufen durch den Arm oder die Hand eines Insassens, auf das Abdeckteil einwirkt, damit hierdurch das Gefühl einer weichen Berührung bei der Innenausstattungs-Baugruppe zur Verfügung gestellt wird.
  • Die voranstehenden und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung deutlich.
  • Die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil der Beschreibung bilden, erläutern Ausführungsformen der Erfindung, und dienen zusammen mit der allgemeinen Beschreibung der Erfindung, wie voranstehend angegeben, und mit der detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen, wie nachstehend erläutert, zur Erläuterung der Grundlagen der Erfindung.
  • 1 ist eine Vorderansicht einer Kraftfahrzeugtür, die ein Beispiel für eine Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung aufweist;
  • 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 von 1; und
  • 3 bis 8 erläutern aufeinander folgend einen Formgebungsvorgang in zwei Schüssen, der zur Ausbildung der in 1 gezeigten Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe eingesetzt wird.
  • In den Figuren, und speziell in 1, ist ein Beispiel für eine Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe 10 gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Innenausstattungs-Baugruppe 10 als ein Tür-Innenausstattungsfeld dargestellt, das an der Innenseite einer Kraftfahrzeugtur 12 angebracht ist, um das ästhetische Erscheinungsbild des Inneren des Kraftfahrzeugs zu verbessern, und um für Komfort und Bequemlichkeit für die Fahrzeug-Insassen zu sorgen. Zwar ist die Innenausstattungs-Baugruppe 10 hier als eine beispielhafte Ausführungsform dargestellt und beschrieben, wobei sie ein Tür-Innenausstattungsfeld aufweist, jedoch wird darauf hingewiesen, dass die Innenausstattungs-Baugruppe 10 gemäß der vorliegenden Erfindung alternativ auch als ein Armaturenbrett, eine Armlehne, ein Türgriff, eine Konsole oder irgendein anderes Innenausstattungs-Bauteil ausgebildet sein kann, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf Tür-Innenausstattungsfelder beschränkt, und lässt sich bei anderen Arten von Innenausstattungsfeldern und Innenausstattungs-Bauteilen einsetzen, die üblicherweise im Innenraum von Kraftfahrzeugen vorgesehen sind.
  • Wie aus den 1 und 2 hervorgeht, weist die Innenausstattungs-Baugruppe 10 ein im Wesentlichen starres Substratteil 14 auf, das zumindest einen Teil einer konstruktiven Halterung für die Innenausstattungs-Baugruppe 10 bildet, und im Wesentlichen deren Form vorgibt. Das Substratteil 14 weist eine vordere Oberfläche 16 auf, die dem Innenraum des Kraftfahrzeugs, zugewandt ist, und eine hintere Oberfläche 18 entgegengesetzt zur vorderen Oberfläche 18, die nicht sichtbar ist, wenn die Innenausstattungs-Baugruppe 10 an der Tür 12 angebracht ist. Bei einer Ausführungsform ist das Substratteil 14 aus einem thermoplastischen Olefin hergestellt, aus Acrylonitrilbutadienstyrol, aus Styrolmaleinsäureanhydrid, aus einer Mischung aus Polycarbonat/Acrylonitrilbutadienstyrol, oder irgendeinem anderen Material, das dazu geeignet ist, das relativ starre Substratteil 14 herzustellen.
  • Gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung ist ein Abdeckteil 20, das aus einem Schaum aus einem thermoplastischen Elastomer besteht, auf einem vorbestimmten Bereich des Substratteils 14 gehaltert, beispielsweise dem Bereich, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnet ist. Das Abdeckteil 20 weist eine Außenhaut 23a und einen einstückigen inneren Kern 23b aus Schaum auf. Das Abdeckteil 20 ist so ausgebildet, dass es für ein verbessertes Berührungsgefühl bei der Innenausstattungs-Baugruppe 10 sorgt, die sich im Wesentlichen welch anfühlt. Das Abdeckteil 20 weist eine Härte auf, die im Wesentlichen niedriger ist als die Härte des Substratteils 14, so dass das Abdeckteil 20 im Wesentlichen verformbar ist, sich weich anfühlt, und sich verformt und zusammendrückt, wenn eine Kraft auf das Abdeckteil 20 einwirkt, beispielsweise durch die Einwirkung des Arms oder der Hand eines Fahrzeug-Insassen.
  • Bei einer Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, weist das Abdeckteil 20 eine Dicke in Querschnittsrichtung auf, die sich über den vorbestimmten Bereich 22 des Substratteils 14 ändert. Auf diese Art und Weise kann das Abdeckteil 20 so ausgebildet werden, dass es ein unterschiedliches Gefühl beim Berühren zur Verfügung stellt, also mit Bereichen, die sich härter oder weicher anfühlen, auf unterschiedlichen Abschnitten des Abdeckteils 20, um für einen verbesserten Komfort für Fahrzeug-Insassen zu sorgen. Dies wird dadurch erzielt, dass das Abdeckteil 20 mit dickeren Bereichen an Orten versehen wird, die sich am weichsten anfühlen sollen, und mit dünneren Bereichen an anderen Orten, wobei es für Fahrzeug-Insassen nicht so kritisch sein kann, dass sie sich weich anfühlen.
  • Bei einer Ausführungsform, wie in den 3 bis 8 gezeigt, wird die Innenausstattungs-Baugruppe 10 in einem Spritzgießvorgang mit zwei Schüssen hergestellt. Spezieller wird, wie in den 3 bis 5 gezeigt, das Substratteil 14 der Innenausstattungs-Baugruppe 10 während eines ersten Schusses des Formgebungsvorgangs mit zwei Schüssen hergestellt, durch Einspritzen eines ersten Materials in eine Form 24, die zur Ausbildung des Substratteils 14 ausgebildet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Form 24 einen ersten und einen zweiten Abschnitt 26a bzw. 26b auf, die so miteinander zusammengebaut werden können, dass ein innerer Formhohlraum 28 ausgebildet wird, der im Wesentlichen die gewünschte Form des Substratteils 14 aufweist. Wie in 5 gezeigt, wird das erste Material, beispielsweise ein thermoplastisches Olefin, Acrylonitrilbutadienstyrol, Styrolmaleinsäureanhydrid, eine Mischung aus Polycarbonat/Acrylonitrilbutadienstyrol, oder ein anderes, geeignetes Material, in den Hohlraum 28 durch einen ersten Einlass 30 eingespritzt, der in dem ersten Formabschnitt 26a vorgesehen ist, der an einem Ende mit einer Spritzgießmaschine (nicht gezeigt) in Fluidverbindung steht, und an dem entgegengesetzten Ende des Formhohlraums 28.
  • Wie aus den 6 bis 8 hervorgeht, wird nach dem Einspritzen des ersten Materials in den Formhohlraum 28 zur Ausbildung des Substratteils 14 der zweite Formabschnitt 26b versetzt, und durch einen dritten Formabschnitt 26c ersetzt, der so ausgebildet ist, dass der erste und dritte Formabschnitt 26a bzw. 26c einen inneren Formhohlraum 32 (7 und 8) festlegen, zur Ausbildung des Abdeckteils 20 während des zweiten Schusses des Formgebungsvorgangs in zwei Schüssen. Der zweite und dritte Formabschnitt 26b bzw. 26c können an entgegengesetzten Seiten eines drehbaren Formbauteils 26d vorgesehen sein, wie dies in den 3 bis 8 gezeigt ist. Alternativ können die Formabschnitte 26b und 26c auf getrennten Formbauteilen (nicht gezeigt) vorgesehen sein.
  • Wie in den 6 bis 8 gezeigt, wird das Substratteil 14 in der Form 24 so gehaltert, dass das Abdeckteil 20 direkt ausgeformt oder hergestellt werden kann, durch Aufformen auf den vorbestimmten Bereich 22 des Substratteils 14 während des zweiten Schusses des Formgebungsvorgangs. Der erste Formabschnitt 26a weist einen zweiten Einlass 34 auf, der in Fluidverbindung mit der Spritzgießmaschine (nicht gezeigt) steht, sowie den Hohlraum 32, wenn der erste und der dritte Formabschnitt 26a bzw. 26c zusammengebaut werden. Ein zweites Material, das einen Schaum aus einem thermoplastischen Elastomer aufweist, wird in den Hohlraum 32 durch den zweiten Einlass 34 eingespritzt, um das Abdeckteil 20 auf dem vorbestimmten Bereich 22 des Substratteils 14 auszuformen. Die ausgeformte Innenausstattungs-Baugruppe 10 wird danach von der Form 24 entnommen, zum Anbringen in dem Kraftfahrzeug.
  • Fachleute auf diesem Gebiet wissen, dass der Schaum aus thermoplastischem Elastomer, der zur Herstellung des Abdeckteils 20 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, dadurch hergestellt wird, dass ein Treibmittel, beispielsweise ein Gas, in das geschmolzene Harz aus einem thermoplastischen Elastomer eingegeben wird, das sich in der Spritzgießmaschine (nicht gezeigt) befindet. Das Treibmittel führt dazu, dass das thermoplastische Harz aufschäumt, während des Formgebungsvorgangs, um das Abdeckteil 20 auf das Substratteil 14 aufzuformen, wie nachstehend geschildert. Ein geeigneter Schaum eines thermoplastischen Elastomers zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung ist im Handel erhältlich von Kraiberg TPE Corporation in Duluth, Georgia, obwohl auch andere, im Handel erhältliche thermoplastische Elastomerharze möglich sind.
  • Bei einer Ausführungsform kann ein Gasgegendruck, der beispielsweise im Bereich zwischen etwa 0,55 MPa (80 psi) und etwa 1,38 MPa (200 psi) liegen kann, in dem Hohlraum 32 eingesetzt werden, vor dem Einspritzen des Schaums aus thermoplastischem Elastomer und während dessen in den Hohlraum 32, um das Abdeckteil 20 auszuformen. Der Gasgegendruck wird dazu verwendet, das Treibmittel oder das Gas in Lösung in dem Harz zu halten, wenn das Schaumharz aus thermoplastischem Elastomer in den Formhohlraum 32 während des zweiten Schusses eingespritzt wird. Während des Überformvorgangs kühlt sich das Schaumharz aus thermoplastischem Elastomer ab, um die Außenhaut 23a des Abdeckteils 20 auszubilden. Der Formhohlraum 32 wird zur Atmosphäre hin belüftet, im Wesentlichen bei Beendigung des zweiten Schusses, was dazu führt, dass das Treibmittel oder das Gas sich aus der Lösung mit dem Harz entfernt, damit der Schauminnenkern 23b ausgebildet wird.
  • Bei einer Ausführungsform wird das Abdeckteil 20 kohäsiv mit dem Substratteil 14 während des Formgebungsvorgangs mit zwei Schüssen verbunden. Auf diese Weise verbindet sich das Abdeckteil 20 direkt mit dem Substratteil 14 während des Formgebungsvorgangs mit zwei Schüssen. Das Substratteil 14 kann eine gewisse Restwärme von dem ersten Schuss aufweisen, wenn der zweite Schuss durchgeführt wird, obwohl eine derartige Restwärme nicht dazu erforderlich ist, die Kohäsivbindung auszubilden. Daher kann das Substratteil 14 ausgeformt werden, und sich dann auf Zimmertemperatur abkühlen, bevor das Abdeckteil 20 auf den vorbestimmten Bereich 22 des Substratteils 14 aufgeformt wird.
  • Eine mechanische Verriegelung (nicht gezeigt) kann ebenfalls dazu vorgesehen werden, um die Befestigung des Abdeckteils 20 an dem Substratteil 14 zu verbessern. So kann beispielsweise das Substratteil 14 eine oder mehrere Öffnungen (nicht gezeigt) aufweisen, während des ersten Schusses des Formgebungsvorgangs. Während des zweiten Schusses wird der thermoplastische, elastische Schaum, der das Abdeckteil 20 ausbildet, durch die Öffnungen extrudiert, die in dem Substratteil 14 vorgesehen sind. Wenn sich der thermoplastische Elastomerschaum in dem Formhohlraum 32 expandiert, bildet er Schaftabschnitte (nicht gezeigt), die sich durch die Öffnungen (nicht gezeigt) erstrecken, sowie vergrößerte Kopfabschnitte (nicht gezeigt) hinter den Öffnungen (nicht gezeigt), um so mechanisch das Substratteil 14 und das Abdeckteil 20 miteinander verbinden. Selbstverständlich sind andere mechanische Verriegelungen, die Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt sind, ebenso möglich.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Färbemittel dem thermoplastischen Elastomerharz vor dem zweiten Schuss des Formgebungsvorgangs zugesetzt werden. Dies ermöglicht es, dass das Abdeckteil 20 mit einer gewünschten Farbe ausgeformt wird. Weiterhin können, obwohl nicht dargestellt, sämtliche oder ausgewählte Abschnitte des dritten Formabschnitts 26c texturiert sein, um eine gewünschte, texturierte Oberfläche auf der Außenhaut 23a des Abdeckteils 20 zur Verfügung zu stellen, weiche dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandt ist. Auch der erste Formabschnitt 26a kann texturiert sein, um eine gewünschte, texturierte Oberfläche auf Abschnitten des Substratteils 14 zur Verfügung zu stellen, die nicht von dem Abdeckteil 20 abgedeckt werden.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe (10) mit einem Formgebungsvorgang mit zwei Schüssen, mit folgenden Schritten: Ausformen eines ersten Materials zur Ausbildung eines Substratteils (14) während eines ersten Schusses des Formgebungsvorgangs; und Ausformen eines zweiten Materials, das einen Schaum aus einem thermoplastischen Elastomer aufweist, auf dem Substratteil (14), um ein Abdeckteil (20) auf dem Substratteil (14) auszubilden, während eines zweiten Schusses des Formgebungsvorgangs, bei dem das zweite Material in einen Hohlraum (32) in einer Form (24) über dem Substratteil (14) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einspritzen und während des Einspritzens des zweiten Materials in dem Hohlraum (32) ein Gasgegendruck im Bereich zwischen 0,55 MPa und 1,4 MPa erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckteil (20) auf einen vorbestimmten Bereich (22) des Substratteils aufgeformt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckteil (20) eine Dicke in Querschnittsrichtung aufweist, die sich über den vorbestimmten Bereich (22) des Substratteils (14) ändert.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material entweder ein thermoplastisches Olefin enthält, oder Acrylnitrilbutadienstyrol, Styrolmaleinsäureanhydrid oder eine Mischung von Polycarbonat/Acrylonitrilbutadienstyrol.
  5. Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe (10), hergestellt durch ein Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
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