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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeuginnenausstattungsteil, z. B. feine
Armauflage, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ausstattungsteils.
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Stand der Technik
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Aus
dem Stand der Technik sind Armauflagen, insbesondere für
die Verwendung in Kraftfahrzeugen, bekannt, die Kerne oder Polster
(Pads) aus einem aufgeschäumten Kunststoffmaterial, wie
zum Beispiel Polyurethan (PUR), aufweisen. Solche Kerne werden im
Allgemeinen auf einen Träger aufgeschäumt oder
in vorgefertigter Form aufgeklebt. Das Aufschäumen des
Kerns auf den Träger ist ein komplizierter Prozess, der
eine präzise Abstimmung der Fertigungsparameter und eine
aufwendige Nachbearbeitung der Kern-Träger-Verbindung erfordert,
was zu hohen Herstellungskosten führt.
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Die
DE-A-41 40 706 offenbart
eine Armlehne, die an einer Tür oder einer Seitenwand eines Kraftfahrzeugs
angeordnet ist. Die tragende Struktur der Armlehne wird durch ein
zu einer Armauflagefläche senkrecht stehendes Wellprofil
aus einem elastischen Kunststoff oder Blech gebildet. Bei einer
seitlichen Belastung der Armlehne in einer Richtung senkrecht zu
der Fläche des Wellprofils kann das Wellprofil in einen Hohlraum
oder einen weichen Kern hinein federnd nachgeben. Aufgrund der Verformung
der Armlehne erfolgt ein Energieabbau und der Raum innerhalb des
Kraftfahrzeugs wird vergrößert, so dass die Verletzungsgefahr
für den oder die Kraftfahrzeuginsassen im Falle eines Verkehrsunfalls
verringert wird.
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Die
US 3 400 979 offenbart eine
Armlehne zur Anbringung an die Verkleidung eines Kraftfahrzeugs.
Die Armlehne umfasst eine aus Metall, Papier oder Kunststoff bestehende
Wabenstruktur, die mit einem Füllmaterial aus geschäumtem
Kunststoff zur Polsterung der Lehne umgeben ist. Bei einer ausreichenden
seitlichen Krafteinwirkung kollabieren die Zellen der Wabenstruktur,
um so die bei einer Kollision des Fahrzeugs übertragene
Energie zu absorbieren und das Verletzungsrisiko für den
oder die Fahrzeuginsassen zu verringern.
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Die
WO-A-00/21783 offenbart
einen Kraftfahrzeugsitz, der eine Energie absorbierende, verformbare
Seitenstruktur zur Aufnahme von während eines Seitenaufpralls
auftretenden Kräften aufweist. Insbesondere umfasst der
Fahrzeugsitz eine Armlehne, die auf der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Seite
eine Polsterungsschicht aus einem geschäumten Kunststoff
und auf der dem Fahrzeuginsassen abgewandten Seite eine zellulare
Struktur aus Metall zur Energieabsorption aufweist. Im Falle einer
seitlichen Kollision des Fahrzeugs wird die zellulare Struktur unter
Aufnahme der bei dem Aufprall übertragenen Energie dauerhaft
verformt.
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Darstellung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeuginnenausstattungsteil,
insbesondere feine Armauflage mit einem vereinfachten Aufbau und ein
Verfahren zur einfachen und kostengünstigen Herstellung
eines solchen Ausstattungsteils zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeugausstattungsteil mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
19 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen folgen
aus den übrigen Ansprüchen.
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Das
Fahrzeuginnenausstattungsteil gemäß der Erfindung
weist eine Auflageoberfläche, wenigstens ein Widerlager
und mindestens ein Federelement aus Folienmaterial, das an dem Widerlager
anliegt, auf, wobei das Widerlager das Federelement in einer Richtung,
die von dem Federelement zu der Auflageoberfläche verläuft
und im Wesentlichen senkrecht zu der Auflageoberfläche
ist, abstützt. Der Begriff „abstützt” ist
hier so zu verstehen, dass das Widerlager das Federelement in der
oben definierten Richtung lagert (widerlagert) und somit eine Verschiebung
der Position des Federelements entgegengesetzt zu dieser Richtung
verhindert. Das Ausstattungsteil dient vorzugsweise zum Stützen
eines Arms, der auf die Auflageoberfläche des Ausstattungsteils
gelegt wird. Die durch den Arm auf die Auflageoberfläche
ausgeübte Kraft (Eindrückkraft) wird auf das durch
das Widerlager abgestützte Federelement übertragen
und führt zu einer elastischen Verformung desselben. Der
Arm wird somit durch die elastische Rückstellkraft des
Federelements gehalten bzw. gestützt.
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Das
Federelement gemäß der Erfindung besteht aus einem
Folienmaterial und kann eine beliebige Form aufweisen, solange diese
die gewünschten elastischen Eigenschaften des Federelements gewährleistet.
Zum Beispiel kann das Federelement aus einer sinusförmig,
eierkartonförmig oder zickzackförmig gefalteten
bzw. geknickten oder in anderer Art umgeformten Folie bestehen.
Die Form des Federelements muss hierbei nicht über den
gesamten Bereich des Elements einheitlich sein, so dass zum Beispiel
auch Kombinationen der oben genannten oder anderer Faltarten oder
Umformarten innerhalb eines Federelements möglich sind.
Die Federhärte (Federsteifigkeit, Federkonstante) des Federelements
kann innerhalb eines breiten Härtebereichs gewählt
und präzise eingestellt werden. Insbesondere kann die Federhärte
des Federelements durch die folgenden Faktoren gezielt beeinflusst
werden: Zum einen kann der Elastizitäts-Modul (E-Modul)
bzw. der Biege-Modul und unter Umständen auch die Fließgrenze
des Folienmaterials verändert werden. Dies kann zum Beispiel
durch eine geeignete Wahl des Folienmaterials (Metall, Kunststoff
etc.) und eine Variation der Dicke des Folienmaterials erreicht
werden. Zum anderen hängt die Federhärte des Federelements
auch von der exakten geometrischen Form des Federelements ab. Für
den oben beschriebenen Fall eines gefalteten Federelements kann
die Federhärte zum Beispiel durch eine Änderung
der Anzahl der Faltungen pro Längeneinheit oder der Falttiefe (Knicktiefe)
des Federelements reguliert werden. Der Begriff „Falttiefe
(Knicktiefe)” bezeichnet hierbei den Abstand (in der Richtung
senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der Faltungen) zwischen dem
unteren (Minimum) und dem oberen Ende (Maximum) einer Faltung (siehe 1,
Falttiefe FT).
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Somit
kann die Federhärte des Federelements je nach Einsatzzweck
bzw. -ort des Ausstattungsteils wie gewünscht eingestellt
werden. Zum Beispiel kann das Federelement sehr weich (also mit geringer
Federhärte) ausgebildet werden, was insbesondere für
Ausstattungsteile zur Verwendung in Kraftfahrzeugen vorteilhaft
ist. Die aus dem Stand der Technik bekannten Armauflagen mit Kernen
oder Polstern aus aufgeschäumtem Kunststoffmaterial sind
hingegen hinsichtlich der erreichbaren Weichheit limitiert. Eine
Erhöhung der Weichheit erfordert eine höhere Porosität
des Kunststoffschaums, was zu unkontrollierbarer Lunkerbildung (Hohlraumbildung)
im Schaum führt und das Risiko des Kollabierens des Schaums
wesentlich erhöht. Folglich bieten konventionelle Armauflagen
mit Kunststoffschaumkern und/oder -polsterung lediglich minimale
Härten von 30 bis 50 Shore A, während bei dem
Ausstattungsteil gemäß der Erfindung Härten
von weniger als 5 Shore A erreicht werden können.
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Des
Weiteren kann das Folienmaterial des Federelements transluzent oder
transparent gewählt werden, was ein Hinterleuchten des
Ausstattungsteils ermöglicht. Zum Beispiel kann eine Lichtquelle zwischen
Widerlager und Federelement angeordnet sein, deren Licht durch das
Federelement und die Auflageoberfläche tritt. Ein solcher
Aufbau, der bei konventionellen Kunststoffschaumkernen nicht möglich
ist, kann zum Beispiel für Ambiente- und/oder Darstellungszwecke
verwendet werden.
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Außerdem
kann das Ausstattungsteil gemäß der Erfindung
mit druckempfindlichen Sensorelementen versehen werden, die zum
Beispiel an oder nahe bei dem Federelement angeordnet sein können.
Diese Sensorelemente können beispielsweise als Schalter,
zum Beispiel für eine in dem Ausstattungsteil angeordnete
Lichtquelle, dienen. In diesem Fall könnte die Lichtquelle
angeschaltet werden, sobald das Sensorelement den Druck eines auf
die Auflageoberfläche aufgelegten Arms erfasst. Alternativ hierzu
können mit dem oder den Sensorelementen auch andere Bedienelemente
wie beispielsweise elektrische Fensterheber, die elektrische Spiegelverstellung
oder eine Sitzheizung aktiviert bzw. deaktiviert werden.
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Vorzugsweise
umfasst das Widerlager des Ausstattungsteils gemäß der
Erfindung einen oder mehrere Abgrenzungsabschnitte, die im Wesentlichen
senkrecht zu der Widerlager-Anlagefläche verlaufen und
die Bewegung des Federelements in einer Richtung parallel zu der
Widerlager-Anlagefläche einschränken. Der Begriff „Widerlager-Anlagefläche” bezeichnet
hierbei die Fläche, welche die Anlagestelle oder Anlagestellen
zwischen Federelement und Widerlager enthält, wobei diese
beiden Komponenten nicht notwendigerweise flächig aneinander
anliegen müssen. Die Anlagestellen zwischen Federelement
und Widerlager können ebenso Anlagepunkte und/oder -linien
sein. In diesem Fall ist die Widerlager-Anlagefläche als
die Fläche definiert, auf der diese Punkte und/oder Linien
liegen. Die jeweiligen Anlagestellen können zumindest partiell
miteinander verbunden sein, wenn beispielsweise gewährleistet sein
muss, dass ein Federelement an einer bestimmten Stelle des Widerlagers
und/oder des Folienelements vorliegen muss. Ebenso wird eine derartige partielle
Fixierung der Anlagestellen bei einer gewünschten Zentrierung
vom Widerlager, Federelement und Folienelement besonders vorteilhaft
sein.
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Der
Abgrenzungsabschnitt kann die Bewegung des Federelements in genau
einer Richtung, mehreren Richtungen oder aber in jeder Richtung
parallel zu der Widerlager-Anlagefläche einschränken. Der
Begriff „einschränken” ist hierbei so
definiert, dass eine Bewegung (Verschiebung bzw. Ausdehnung) des
Federelements relativ zu dem Widerlager nicht oder nur begrenzt,
d. h. über eine bestimmte geringe Entfernung (zum Beispiel
weniger als ein Drittel der Abmessung des Federelements in der entsprechenden
Richtung), möglich ist. Die Richtungen parallel zu der
Widerlager-Anlagefläche werden im Folgenden auch als „seitliche
Richtungen” bezeichnet.
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Eine
solche Konfiguration des Widerlagers bietet zum Beispiel den Vorteil
einer weiteren Vereinfachung des Aufbaus der Armauflage. Da der
Abgrenzungsabschnitt zur Einschränkung der Bewegung bzw.
Verschiebung des Federelements relativ zu dem Widerlager verwendet
wird, kann das Federelement in seitlicher Richtung in seiner Position
gehalten werden, ohne dass zusätzliche Befestigungsmittel
erforderlich sind. Außerdem dient der Abgrenzungsabschnitt
auch dazu, eine Ausdehnung des Federelements in seitlicher Richtung
zu verhindern oder zu begrenzen, wenn sich das Federelement unter Einwirkung
einer Eindrückkraft elastisch verformt. Die genaue Anordnung
und Ausrichtung des Abgrenzungsabschnitts bietet somit eine zusätzliche
Möglichkeit, die elastische Verformbarkeit des Federelements
und somit dessen effektive Federhärte zu regulieren.
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Eine
besonders vorteilhafte und einfache Möglichkeit, die Bewegung
bzw. Verschiebung des Federelements relativ zum Widerlager einzuschränken
ist, zusätzliche Rippen am Abgrenzungsabschnitt vorzusehen,
die als lokale Bewegungshindernisse dienen und ein einer überaus
bevorzugten Weise somit an vorab festgelegten Orten des Ausstattungsteils
eine gezielte Härtesteigerung bewirken. In einer weiteren
und ebenso besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung führen
in den Abgrenzungsabschnitt eingebrachte Ausnehmungen dazu, dass
an vorab festgelegten Orten des Ausstattungsteils dessen Härte
gezielt vermindert wird.
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Vorzugsweise
weist das Ausstattungsteil der Erfindung zusätzlich ein
zwischen Federelement und Auflageoberfläche angeordnetes
und im Wesentlichen parallel zu der Auflageoberfläche verlaufendes Folienelement
auf. Der Begriff „Folienelement” bezeichnet hierbei
ein im Wesentlichen plattenförmig ausgebildetes Element
aus einem Folienmaterial, wie zum Beispiel Metall oder Kunststoff.
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Wenn
durch einen aufgelegten Arm eine Eindrückkraft auf die
Auflageoberfläche ausgeübt wird, erfolgt die Übertragung
dieser Kraft auf das Federelement über das Folienelement,
da dieses zwischen Auflageoberfläche und Federelement angeordnet
ist. Das Folienelement trägt somit zu einer homogenen Verteilung
der auf das Federelement wirkenden Kraft und dadurch zu einer gleichmäßigen
Verformung desselben bei. Umgekehrt wird durch das Folienelement
auch die von dem Federelement auf den aufgelegten Arm wirkende Kraft
gleichmäßiger verteilt, so dass die Struktur des
Federelements (wie zum Beispiel obere Faltungsenden im Falle eines
wie oben beschrieben gefalteten Federelements) durch den Benutzer
kaum oder gar nicht gespürt wird. Das Folienelement verbessert
somit die Haptik und folglich den Benutzungskomfort der Armauflage.
Außerdem trägt das Folienelement zu einer glatten
und homogenen Auflageoberfläche bei, was die Wertanmutung des
gesamten Bauteils steigert.
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Eine
besonders angenehme Haptik kann hierbei erzielt werden, wenn die
Federhärte des Folienelements geringer als die des Federelements
gewählt wird. Zusätzlich kann zur weiteren Verbesserung
der Haptik eine weitere, zum Beispiel aus Schaum, Vlies oder einem
Abstandsgewirke bestehende Schicht (Haptikschicht) zwischen dem
Folienelement und der Auflageoberfläche angeordnet sein,
deren Federhärte vorzugsweise geringer als die des Folienelements
ist. Auf diese Weise kann eine besonders komfortable, progressive
Haptik erzeugt und der Benutzungskomfort des Ausstattungsteils optimiert
werden.
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Vorzugsweise
liegt das Folienelement an dem Federelement an. Auf diese Weise
ist ein ständiger Kontakt zwischen Folienelement und Federelement
während des gesamten Eindrückvorgangs beim Auflegen
eines Arms auf die Auflageoberfläche gewährleistet.
Die Formhaltigkeit der Designoberfläche ist damit besonders
gut gewährleistet. Der Eindrückvorgang erfolgt
somit gleichmäßig, ohne plötzliche Änderungen
der gefühlten Härte der Armauflage, was die Haptik
der Auflage verbessert. Bei entsprechender Geometrie des Folienelements
und des Federelements kann das Folienelement auch durch geeignetes
Umfalten in dem Federelement integriert werden.
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Dieses
Folienelement kann am Federelement anliegen, wobei die Erfindung
aber nicht zwangsläufig auf eine derartige Ausgestaltungsform beschränkt
ist. Vielmehr ist dann, wenn das Folienelement selbst eine ausreichende
Eigensteifigkeit oder Verspannung aufweist und dennoch das zumindest
eine Federelement sich nicht im Dekor des Ausstattungsteils abzeichnet,
ein Anliegen nicht erforderlich.
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Das
Folienelement kann selbst als leuchtende Schicht, beispielsweise
in der Form einer OLED (organic light emitting diode) ausgebildet
sein, wodurch die Einsatzfähigkeit des Ausstattungsteils
als Beleuchtung oder Anzeige- und gegebenenfalls Bedienelement mit
besonders platzsparenden Mitteln vorteilhaft verbessert wird.
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Des
Weiteren kann das Federelement über eine Richtung parallel
zu der Widerlager-Anlagefläche unterschiedliche Federhärten
aufweisen. Die Änderung der Federhärte kann hierbei
entlang einer oder mehrerer seitlicher Richtungen erfolgen. Auf diese
Weise ist es möglich, die Härte des Ausstattungsteils
gemäß der Erfindung örtlich zu variieren und
somit dessen Haptik zu optimieren. Zum Beispiel können
Bereiche der Auflage, die bei normaler Benutzung derselben einer
größeren Eindrückkraft ausgesetzt sind,
härter ausgebildet werden als solche, die eine geringere
Krafteinwirkung erfahren.
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Hierbei
werden die unterschiedlichen Federhärten des Federelements
vorzugsweise durch bereichsweise eingebrachte Einschnitte in das
Federelement und/oder bereichsweise vorgenommene Umwicklungen um
das Federelement, vorzugsweise mit einem Folienelement, und/oder
des bereichsweise Verschweißungen des Federelements bewirkt.
Insbesondere kann bei wie oben beschrieben gefalteten Federelementen
die Federhärte des Elements durch bereichsweises Einschneiden
der Faltungen örtlich verringert und/oder durch bereichsweises
Verschweißen benachbarter Faltungen miteinander erhöht
werden. Außerdem kann eine örtliche Änderung
der Federhärte auch durch die Verwendung unterschiedlicher
Faltungen (sinusförmig, eierkartonförmig, zickzackförmig
etc.) innerhalb des Federelements erfolgen. Ein ähnlicher
Effekt kann alternativ auch durch Verwendung mehrerer Federelement
mit unterschiedlichen Härten, welche auf das Widerlager
aufgelegt werden, erzielt werden.
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Falls
zusätzlich ein Folienelement zwischen Auflageoberfläche
und Federelement vorgesehen ist, besteht des Weiteren die Möglichkeit,
das Federelement bereichsweise mit dem Folienelement zu verschweißen
und/oder das Folienelement mit geschwächten oder versteiften
Bereichen zur örtlichen Variation von dessen Federhärte
zu versehen.
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Ein
Sensor zum Detektieren einer auf das Ausstattungsteil aufgebrachten
Kraft kann an geeigneter Stelle, beispielsweise am Folienelement,
am Federelement oder am Widerlager angebracht sein. Hierdurch kann
vorzugsweise die Aktivierung oder Deaktivierung vorab festgelegter
Bedienelemente erfolgen. Besonders bevorzugt wird jedoch eine Ausgestaltungsform,
bei der das Folienelement zumindest in Teilbereichen mit einem Lack überzogen
ist, welcher sein elektrisches Verhalten bei einer Deformation ändert.
Hierdurch wird mit einfachen und besonders platzsparenden Mitteln
die Eignung des erfindungsgemäßen Ausstattungsteils
als Sensor und/oder Schaltelement unterstützt.
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Die
Federhärte des Federelements kann demzufolge bei dem Ausstattungsteil
gemäß der Erfindung präzise und ohne
das Erfordernis komplexer Zusatzelemente oder aufwändiger
Verfahren örtlich variierend eingestellt werden, was einen
weiteren Vorteil gegenüber konventionellen Armauflagen
mit Kunststoffschaumkern bietet.
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Vorzugsweise
ist das Federelement zumindest bereichsweise mit einem geräuschdämpfenden Material
beschichtet oder mit einem geräuschdämpfenden
Element umgeben. Somit wird eine eventuelle Geräuschentwicklung
während der Benutzung des Ausstattungsteils, beispielsweise
als Armlehne unterbunden oder zumindest verringert. Als Materialien für
eine Beschichtung des Federelements sind geeignete Gleit- und/oder
Dämpfungsmedien einsetzbar, wie zum Beispiel ein Antiknarzlack
oder eine Polyethylenfolie. Als geräuschdämpfende
Elemente können Materialien, wie zum Beispiel Vlies, Papier, Schaum,
Flock etc., verwendet werden, die beispielsweise auf das Federelement
aufgebracht oder um dieses gewickelt werden. Alternativ kann auch
eine coextrudierte Folie mit entsprechenden Eigenschaften als geräuschdämpfendes
Material oder geräuschdämpfendes Element vorgesehen
werden.
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Falls
das Ausstattungsteil ein Folienelement und/oder eine Haptikschicht
enthält, so kann eine Geräuschdämpfung
auch durch eine Absorptions- oder Dämmschicht in einer
oder beider dieser Komponenten erreicht werden. Diese Geräuschdämpfung kann
mit oder ohne zusätzliche Dämpfung des Federelements
erfolgen. Eine Geräuschdämpfung kann darüber
hinaus auch mit vorzugsweise gleichwirkenden Mitteln im Bereich
des Widerlagers und des Folienmaterials vorgesehen sein.
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Vorzugsweise
besteht das Folienmaterial des Federelements aus einem Thermoplast
oder einem Duroplast oder einem Elastomer oder Metall oder aus einer
Kombination beliebiger dieser Stoffe. Diese Materialien können
leicht mit konventionellen Verfahren bearbeitet und in eine für
das Federelement gewünschte Form gebracht werden. Des Weiteren
gewährleisten sie eine lange Haltbarkeit des Federelements
und somit eine lange Lebensdauer des Ausstattungsteils. Außerdem
kann die Federhärte des Federelements in einem breiten
Härtebereich durch die Dicke der Folie reguliert werden.
Somit ist eine präzise Einstellung der Federhärte
des Federelements auf einfache Art und Weise möglich. Besonders
bevorzugt werden PMMA, Polycarbonat- oder Polypropylenfolien verwendet.
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Vorzugsweise
besteht das Widerlager des Ausstattungsteils gemäß der
Erfindung aus Kunststoff, besonders bevorzugt aus glasfaserverstärktem Kunststoff.
Solch ein Widerlager bietet ein hohes Maß an Stabilität
und somit eine lange Lebensdauer des Ausstattungsteils. Bei der
Verwendung von Kunststoff kann außerdem das Gesamtgewicht
des Ausstattungsteils gering gehalten werden. Alternativ können
unverstärktes PP oder Metall zum Einsatz kommen.
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Das
Ausstattungsteil gemäß der Erfindung kann mehrere
Federelemente aus Folienmaterial aufweisen. Diese Federelemente
können in einer oder mehreren seitlichen Richtungen parallel
zu der Widerlager-Anlagefläche nebeneinander angeordnet oder
in der Richtung senkrecht zu der Widerlager-Anlagefläche übereinander
angeordnet (gestapelt) sein. Außerdem ist eine Kombination
dieser beiden Konfigurationen möglich.
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Vorzugsweise
weist hierbei zumindest eines der mehreren Federelemente eine andere
Federhärte als die übrigen Federelemente auf.
Falls die Federelemente wie oben beschrieben nebeneinander angeordnet
sind, bietet dies eine weitere Möglichkeit, die Härte
des Ausstattungsteils örtlich zu variieren und auf die
geplante Benutzung abzustimmen. Wenn die Federelemente übereinander
gestapelt sind, kann durch die Verwendung von Federelementen mit unterschiedlicher
Federhärte die Haptik optimiert werden. Zum Beispiel kann
die Federhärte der Federelemente in der Richtung von der
Auflageoberfläche zu dem Widerlager zunehmen, wodurch eine
angenehme, progressive Haptik erzeugt wird.
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Vorzugsweise
ist das Ausstattungsteil gemäß der Erfindung für
die Verwendung in Kraftfahrzeugen, bevorzugt zur Anbringung an einer
Türverkleidung oder einer Mittelkonsole, geeignet. Die
Vorteile der Erfindung gegenüber den aus dem Stand der
Technik bekannten Ausstattungsteilen für Kraftfahrzeuge,
so wie ein einfacher Aufbau und eine präzise (örtliche)
Einstellung der Federhärte, wurden oben bereits im Detail
beschrieben. Insbesondere kann durch die Erfindung die Haptik des
Ausstattungsteils optimiert werden, was einen hohen Benutzungskomfort
auch bei langer Verweildauer in dem Fahrzeug gewährleistet.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung
eines Ausstattungsteils umfasst folgende Schritte: Bereitstellen
zumindest eines Federelements aus Folienmaterial und eines Widerlagers,
das eine Aufnahme aufweist, Einlegen des mindestens einen Federelements
in die Aufnahme des Widerlagers und Aufbringen eines Deckmaterials über
das Federelement und zumindest einen Abschnitt des Widerlagers.
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Die
Aufnahme des Widerlagers kann hierbei durch einen wie oben beschriebenen
Abgrenzungsabschnitt gebildet werden und zum Beispiel aus einer kastenförmigen
Aussparung in dem Widerlager bestehen. Das Federelement kann zum
Beispiel durch Hochdruck- oder Vakuumformen sowie durch eine Kombination
dieser beiden Verfahren hergestellt werden. Beispiele für
mögliche Herstellungsverfahren werden in der
EP-A-0 371 425 und der
US-A-4 165 357 beschrieben.
Des Weiteren ist auch die Herstellung des Federelements in einem
Gießverfahren oder Sprühverfahren oder aus einem
Strangpressprofil möglich.
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Das
Federelement kann, nachdem es in die Aufnahme eingelegt wurde, auf
beliebige Weise mit dem Widerlager, zum Beispiel durch Verkleben,
Verrasten oder Verschweißen, verbunden werden, um es in
seitlicher Richtung in seiner Position zu halten und/oder seine
Federhärte zu erhöhen. Andererseits sind bei dem
Verfahren gemäß der Erfindung solche zusätzlichen
Befestigungs- bzw. Versteifungsmaßnahmen zwar möglich
aber nicht erforderlich. Die Aufnahme, das Folienelement und das
Federelement können so gestaltet sein, dass das Federelement durch
die Aufnahme und/oder das Folienelement sicher in seitlicher Richtung
gehalten wird. Eine Regulierung der Federhärte des Federelements
kann, wie oben beschrieben, bereits vor dem Einlegen des Federelements
zum Beispiel durch bereichsweises Einschneiden, Umwickeln mit einem
Folienmaterial oder Verschweißen des Federelements erreicht
werden.
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Für
das Deckmaterial, das die Auflageoberfläche des Ausstattungsteils
bildet, können gängige Dekormaterialien, wie zum
Beispiel Leder, Lederimitate, Formhäute, Tiefziehfolien,
Holzfurnier mit Klarsichtfolie etc., verwendet werden. Zusätzlich
können diese Materialien auch kombiniert mit einem Abstandsgewirke,
einem Vlies oder einem Schnittschaum, o. ä. als zusätzlicher
Haptikschicht eingesetzt werden. Zur Aufbringung kann das Deckmaterial
zum Beispiel durch tiefgezogenen Hinterschnitt, Presskaschieren,
Druckformen oder Druckkaschieren mit einem Abschnitt des Widerlagers
verbunden, z. B. verklebt, verschraubt, verschweißt, verwickelt, o. ä,
und in seine endgültige Form gebracht werden.
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Somit
bietet die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Ausstattungsteils,
das verglichen mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren
für Ausstattungsteile mit Schaumkern wesentlich vereinfacht
ist. Insbesondere kann das Verfahren gemäß der
Erfindung vollkommen trocken durchgeführt werden. Im Gegensatz
zu dem Aufschäum-Verfahren des Stands der Technik muss kein
Trennmittel verwendet werden und es entfällt auch die Notwendigkeit
der Säuberung des Schaumaustriebs. Im Vergleich mit konventionell
geschäumten Ausstattungs-Bauteilen kann somit ein höherer
Automatisierungsgrad erreicht werden, was zu einer deutlichen Reduzierung
der Herstellungskosten führt. Darüber hinaus ist
bei dem erfindungsgemäßen Ausstattungsteil die
Haptik über einen deutlich größeren Bereich
variierbar als dies bei Ausstattungsteilen, die aus dem Stand der
Technik bekannt sind, bisher möglich war.
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Vorzugsweise
wird bei dem Verfahren der Erfindung das Deckmaterial vor dem Aufbringen über das
Federelement und den zumindest einen Abschnitt des Widerlagers mit
einem Folienelement verbunden und es erfolgt der Schritt des Aufbringens
so, dass das Folienelement zwischen Deckmaterial und Federelement
angeordnet ist. Das Verbinden des Deckmaterials mit dem Folienelement
kann hierbei zum Beispiel durch Verkleben erfolgen, wobei der Kleber
vor der Verbindung aufgesprüht oder als Trockenfilm oder
Klebeband aufgebracht werden kann. Die Vorteile eines solchen zwischen
Federelement und Deckmaterial angeordneten Folienelements wurden
oben bereits im Detail beschrieben.
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Vorzugsweise
erfolgt der Schritt des Aufbringens hierbei so, dass das Folienelement
an dem Federelement anliegt. Die Vorteile dieser Konfiguration wurden
oben bereits eingehend erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend
wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der beigefügten
Figuren beschrieben, wobei
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1 eine
Querschnittsdarstellung eines Ausstattungsteils gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung senkrecht zu ihrer
Widerlager-Anlagefläche zeigt;
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2 eine
Draufsicht des Federelements der in 1 gezeigten
Armauflage mit Einschnitten zeigt;
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3 eine
Querschnittsdarstellung einer Armauflage gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung senkrecht zu ihrer
Widerlager-Anlagefläche zeigt;
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4 eine
Querschnittsdarstellung einer Armauflage gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung senkrecht zu ihrer
Widerlager-Anlagefläche zeigt;
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5 eine
Querschnittsdarstellung einer Armauflage gemäß einer
vierten Ausführungsform der Erfindung senkrecht zu ihrer
Widerlager-Anlagefläche zeigt;
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6 eine
Querschnittsdarstellung einer Armauflage gemäß einer
fünften Ausführungsform der Erfindung senkrecht
zu ihrer Widerlager-Anlagefläche zeigt;
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7 eine
Querschnittsdarstellung einer Armauflage gemäß einer
sechsten Ausführungsform der Erfindung senkrecht zu ihrer
Widerlager-Anlagefläche zeigt;
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8 eine
Querschnittsdarstellung einer Armauflage gemäß einer
siebten Ausführungsform der Erfindung senkrecht zu ihrer
Widerlager-Anlagefläche zeigt;
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9 eine
Querschnittsdarstellung einer Armauflage gemäß einer
achten Ausführungsform der Erfindung senkrecht zu ihrer
Widerlager-Anlagefläche zeigt;
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10 eine
Querschnittsdarstellung einer Armauflage gemäß einer
neunten Ausführungsform senkrecht zu ihrer Widerlager-Anlagefläche
zeigt; und
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11 eine
Querschnittsdarstellung einer Armauflage gemäß einer
zehnten Ausführungsform der Erfindung senkrecht zu ihrer
Widerlager-Anlagefläche zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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1 zeigt
eine Querschnittsdarstellung einer Armauflage 10 gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung senkrecht zu ihrer
Widerlager-Anlagefläche 15. Die Armauflage 10 umfasst
ein kastenförmiges Widerlager 14 aus Kunststoff
sowie ein Federelement 16 aus einer Polycarbonatfolie,
die zickzackförmig gefaltet ist und flache obere Enden 24 und
spitze untere Enden 26 aufweist. Die Dicke der Polycarbonatfolie
liegt bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 2,5 mm. über das
Federelement 16 und einen Abschnitt des Widerlagers 14 ist
eine Schicht aufgebracht, die eine aus einer Dekormaterialschicht 22 (zum
Beispiel aus Leder oder Holzfurnier) und einer Haptikschicht 20 (zum
Beispiel aus Schaumstoff oder Vlies) bestehende Deckmaterialschicht
und ein Folienelement 18 (zum Beispiel aus Polypropylen)
beinhaltet. Die Dekormaterialschicht 22 bildet eine Auflageoberfläche 12 zum
Auflegen eines Arms. Die Federhärte (Härte) des
Folienelements 18 ist höher als die der Haptikschicht 20 aber
geringer als die des Federelements 16, wodurch eine angenehme,
progressive Haptik der Armauflage 10 erzielt wird.
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Die
Falttiefe des Federelements 16 ist in der Figur mit FT
bezeichnet und entspricht maximal der Tiefe der Aussparung (Aufnahme)
des kastenförmigen Widerlagers 14. Die Wände 17 der
Aussparung des Widerlagers 14 dienen hierbei als Abgrenzungsabschnitt,
der die Bewegung des Federelements 16 in seitlicher Richtung
einschränkt. Mit dem Begriff „Bewegung” ist
hier sowohl ein seitliches Verschieben als auch eine seitliche Ausdehnung
des Federelements 16 in Folge einer Verformung des Federelements 16 aufgrund
einer in Richtung des Pfeils wirkenden, zum Beispiel durch einen
auf die Auflageoberfläche 12 aufgelegten Arm ausgeübten,
Kraft F (Eindrückkraft) gemeint. Da somit eine seitliche
Ausdehnung (oder ein seitliches „Ausweichen”)
des Federelements 16 durch die Wände 17 des
Widerlagers 14 verhindert wird, kann eine elastische Verformung des
Federelements 16 folglich nur über ein Verbiegen der
Faltflanken 19 erfolgen. Dadurch wird eine Erhöhung
der Federhärte des Federelements 16 erreicht. Im
Allgemeinen liegt der bei der Benutzung der Armauflage 10 auf
das Federelement 16 ausgeübte Druck annähernd
zwischen 0,1 und 100 N/cm2.
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Zur
Herstellung der in 1 gezeigten Armauflage 10,
wird zunächst das, zum Beispiel durch Hochdruckformen gebildete,
Federelement 16 in die Aussparung des kastenförmigen
Widerlagers 14 eingelegt. Danach werden zunächst
die Dekormaterialschicht 22, die Haptikschicht 20 und
das Folienelement 18 miteinander zum Beispiel durch Verkleben verbunden
und dann die somit entstandene Schicht durch Druckformen mit dem
Widerlager verklebt und um dieses, wie in 1 gezeigt,
umgebogen. Da die Falttiefe FT der Tiefe der Aussparung des Widerlagers 14 entspricht,
liegt das Federelement 16 sowohl an dem Widerlager 14 als
auch an dem Folienelement 18 an.
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Bevor
das Federelement 16 in das Widerlager 14 wie oben
beschrieben eingelegt wird, kann seine Federhärte örtlich
verändert werden. Zum Beispiel können die Faltflanken 19 zu
deren Versteifung bereichsweise mit einem Material, wie zum Beispiel einem
Folienmaterial, umwickelt bzw. umgeben werden. Außerdem
können benachbarte Faltflanken 19 bereichsweise
oder vollständig miteinander verschweißt werden,
was zu einer örtlichen Erhöhung der Federhärte
führt. Um eine örtliche Verringerung der Federhärte
des Federelements 16 zu bewirken, kann das Federelement
bereichsweise eingeschnitten werden. Dies ist in 2 demonstriert,
die eine Draufsicht des Federelements 16 der in 1 gezeigten
Armauflage 10 mit Einschnitten zeigt. In 2 kennzeichnen
graue Flächen 24 die flachen oberen Enden 24 und
schwarze Linien 26 die spitzen unteren Enden 26 des
Federelements 16 (siehe 1), während
die Einschnitte als horizontale Striche dargestellt sind. Da ein
wie in 2 gezeigter Einschnitt effektiv die örtliche
Breite (in vertikaler Richtung in 2) einer
Faltung des Federelements 16 und somit auch deren gesamte
Fläche verkleinert, verringert sich an der Stelle des Einschnitts
die Federhärte des Federelements 16. Der Betrag
dieser Federhärtenverringerung kann durch die Einschnittsdichte
(Anzahl der Einschnitte pro Längeneinheit in vertikaler
Richtung) reguliert werden. Je mehr Einschnitte pro Längeneinheit
vorgenommen werden, desto kleiner ist die örtliche Breite
einer Faltung des Federelements 16 und desto geringer folglich
auch dessen Federhärte. In 2 sind beispielhaft
ein „weicher” Abschnitt 30 und ein „sehr
weicher” Abschnitt 28 gezeigt.
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Querschnittsdarstellungen
weiterer Ausführungsformen einer Armauflage 10 gemäß der
Erfindung senkrecht zu deren Widerlager-Anlageflächen 15 sind
in 3 bis 9 gezeigt. Diese Ausführungsformen
stimmen in Aufbau und Herstellung im Wesentlichen mit der in 1 gezeigten
Ausführungsform überein, wobei jeweilige Unterschiede nachfolgend
im Detail erläutert werden.
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3 zeigt
eine Armauflage 10 gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung, bei der die Haptikschicht 20 nur
einseitig um das Widerlager 14 herum angebracht ist (linke
Seite in 3). Da die Haptikschicht 20 jedoch
auch hier über das gesamte Federelement 16 verläuft,
entsteht keine Beeinträchtigung der haptischen Eigenschaften
verglichen mit der in 1 gezeigten Armauflage 10.
Außerdem ist das Federelement 16 der zweiten Ausführungsform auf
sich selbst zurückgefaltet, wodurch eine Änderung
der Federhärte erreicht wird.
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Die
in 4 gezeigte Armauflage 10 gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung weist das gleiche
Federelement 16 wie die zweite Ausführungsform
auf. Allerdings wurden hier das Folienelement 18 und die
Haptikschicht 20 weggelassen, so dass nur die Dekormaterialschicht 22 vorhanden
ist. Diese Ausführungsform bietet eine weitere Vereinfachung
des Aufbaus und der Herstellung der Armauflage 10 gemäß der
Erfindung. Um eine angenehme Haptik zu gewährleisten, ist
es in diesem Fall vorteilhaft, ein ausreichend steifes Dekormaterial
und ein nicht zu hartes Federelement zu verwenden, so dass eine
homogene Kräfteverteilung über die Auflageoberfläche 12 gegeben
ist. Die Dekormaterialschicht 22 besteht hierbei aus einer
Dekorfolie, die vorzugsweise mit einer Haptikschicht wie etwa einem
Abstandsgewirke, einem Vlies oder Schaum oder geeigneten Kombinationen
hieraus versehen ist.
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Die
in 5 gezeigte Armauflage 10 gemäß einer
vierten Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich
von der dritten Ausführungsform dahingehend, dass das einzelne
Federelement 16 durch mehrere Federelemente 16 ersetzt
wurde, die in seitlicher Richtung nebeneinander und teilweise auch übereinander
angeordnet sind. Das zweite und dritte Federelement 16 von
links in 5 sind Beispiele für „verschachtelte” Federelemente 16,
bei denen ein oder mehrere Federelemente 16a von einem
weiteren Federelement 16b umgeben werden. Das zweite Federelement 16 von
rechts in 5 ist ein gefaltetes Federelement 16,
das dem in 1 gezeigten Federelement 16 ähnlich
ist, jedoch in vertikaler Richtung ausgerichtet ist. Die unterschiedlichen
Federelemente 16 weisen unterschiedliche Federhärten
auf, wodurch eine örtliche variierende Härte der Armauflage 10 ereicht
wird.
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6 zeigt
eine Armauflage 10 gemäß einer fünften
Ausführungsform der Erfindung, die ein Folienelement 18 aufweist,
das, anders als zum Beispiel bei der ersten Ausführungsform,
innerhalb der Aussparung des Widerlagers 14 verläuft.
Die äußeren Wände 18a des Folienelements 18 können
hierbei, wie in 6 gezeigt, mit den Wänden 17 des
Widerlagers 14 zum Beispiel durch Verkleben verbunden werden
oder auch auf der Widerlager-Anlagefläche 15 abgestützt
werden. Die geometrische Form der Wände 18a beeinflusst
die Federhärte des Folienelements 18 und bietet
somit eine weitere Möglichkeit (neben zum Beispiel der
Foliendicke und dem Folienmaterial), diese zu regulieren. Das in 6 gezeigte Federelement 16 ist
ein weiteres Beispiel eines verschachtelten Federelements 16,
bei dem zwei Federelemente 16a zumindest teilweise durch
ein weiteres, im Wesentlichen sinusförmig gefaltetes Federelement 16b umgeben
werden. Durch die zwei Federelemente 16a wird eine örtliche Änderung
der Federhärte des Federelements 16 bewirkt.
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7 zeigt
eine Armauflage 10 gemäß einer sechsten
Ausführungsform der Erfindung, die mehrere gefaltete und
größtenteils in vertikaler Richtung ausgerichtete
Federelemente 16 aufweist.
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8 zeigt
eine Armauflage 10 gemäß einer siebten
Ausführungsform der Erfindung, die ein Federelement 16 in
Form einer zellularen Struktur (Wabenstruktur) aufweist. Die Hohlräume 16c dieser Struktur 16 können
offen oder geschlossen ausgebildet sein, wobei in letzterem Fall
ein in den Hohlräumen 16c eingeschlossenes komprimierbares
Fluid oder Gas (zum Beispiel Luft) zu der Federhärte des Federelements 16 beiträgt
und somit eine weitere Möglichkeit bietet, diese zu regulieren.
Beispielsweise können manche der Hohlräume 16c geschlossen und
die restlichen Hohlräume 16c offen ausgebildet werden,
wodurch eine örtliche Variation der Federhärte
des Federelements 16 und eine Optimierung der Haptik der
Armauflage 10 erreicht werden kann. Das Federelement 16 dieser
Ausführungsform kann zum Beispiel durch ein Strangpressverfahren
hergestellt werden.
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9 zeigt
eine Armauflage 10 gemäß einer achten
Ausführungsform der Erfindung, die ein plattenförmiges
Widerlager 14 ohne Wände 17 (siehe 1)
bzw. ohne Aussparung (Aufnahme) aufweist. Das Folienelement 18 umschließt
das Federelement 16, wobei dessen Wände 18a eine
seitliche Bewegung des Folienelements 16 einschränken
und somit die Funktion der Wände 17 des Widerlagers 14 der Ausführungsformen
eins bis sieben erfüllen. Zusätzlich ist die Armauflage 10 der
achten Ausführungsform mit druckempfindlichen Sensor/Schalter-Elementen 40 versehen,
die einen auf die Auflageoberfläche 12 ausgeübten
Druck erfassen und ein entsprechendes Schaltsignal weitergeben können.
Diese Sensor/Schalter-Elemente 40 können so angeordnet
und konfiguriert sein, dass eine bestimmte Komponente, wie zum Beispiel
eine in der Armauflage 10 angeordnete Lichtquelle oder
ein Heizelement, angeschaltet wird, sobald ein ausreichend hoher
Druck auf die Auflageoberfläche 12, zum Beispiel
in Folge des Auflegens eines Arms, erfasst wird.
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10 zeigt
eine Armauflage 10 gemäß einer neunten
Ausführungsform der Erfindung, bei der Rippen 27 die
seitliche Verschiebung mehrerer Knickkanten des Federelements 16,
welche auf dem Widerlager 14 anliegen, verhindern. Hierdurch
wird im linken Teil der Armauflage 10 eine größere
Härte des Federelements 16 dadurch erreicht, dass
das Federelement 16 eine seitliche Verschiebung der unteren
Knickkanten entlang der Oberfläche des Widerlagers 14 nicht
mehr ausführen kann. Mittig im Widerlager 14 ist
darüber hinaus eine Ausnehmung 28 eingebracht, über
die zumindest in diesem partiellen Bereich der Armauflage 10 eine
geringere gefühlte Härte der Armauflage 10 erreicht
wird.
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11 zeigt
eine Armauflage 10 gemäß einer zehnten
Ausführungsform der Erfindung, bei der die Haptik der Armauflage 10 über
eine gestapelte und übereinander angeordnete Kombination
aus Federelementen 16a, 16b mit jeweiligen Folienelementen 18a, 18b bewirkt
wird. In diesem Fall wirkt das Folienelement 18a als Widerlager
für das Federelement 16b, wohingegen das Folienelement 16a auf dem
als Gehäuseschale ausgebildeten Widerlager 14 aufliegt.
Zwischen den Folienelementen 18a, 18b kann überdies
ein (nicht gezeigtes) Sensorpad angeordnet sein, über das
eine Vielzahl von Bedienfunktionen bewirkt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4140706
A [0003]
- - US 3400979 [0004]
- - WO 00/21783 A [0005]
- - EP 0371425 A [0035]
- - US 4165357 A [0035]