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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Interieurteil zur Verwendung
in Fahrzeugen aller Art (z. B. Kraftfahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge)
mit einer Dekorschicht und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen
Dekorschicht.
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STAND DER TECHNIK
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In
den heutigen Fahrzeugen überwiegen
bei den Bedienelementen klassische Drucktaster und Schalter, die
in Form von Bedieneinheiten getrennt von Interieur- oder Zierteilen
vorgesehen sind.
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Es
ist jedoch ein Trend zur Integrierung von Funktionselementen, beispielsweise
Sensorschaltern, in Interieurteile zu erkennen. Üblicherweise weist ein Interieurteil
zumindest einen Träger
auf, auf den eine Dekorschicht aufgebracht ist. Aufwändigere Schichtaufbauten,
beispielsweise mit einer Haptikschicht, Abdeckschicht usw., sind
aus dem Stand der Technik bekannt. Gegenwärtig werden in Fahrzeugen überwiegend
Interieurteile mit geschlossenen Oberflächen, die je nach Ausstattung
aus hochwertigen Naturprodukten, beispielsweise Leder oder Holz, oder
aus Kunststoffen gefertigt sein können, verwendet. Eine Integration
von Funktionselementen verkompliziert den Schichtaufbau und die
Herstellung des Interieurteils.
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Insbesondere
müssen
Haptikschicht, Träger und/oder
andere Schichten so modifiziert werden, dass Funktionselemente in
das Interieurteil eingebaut werden können. Eine modulare Herstellungsweise
wird dadurch erschwert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Interieurteil zur Verwendung
in Fahrzeugen mit einer Dekorschicht und ein Verfahren zur Herstellung
eines solchen Interieurteils bereit zu stellen, bei dem eine Integrierung
von Funktionselementen mit optimiertem Herstellungsaufwand ermöglicht wird.
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Die
Aufgabe wird mit einem Interieurteil gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren
gemäß Anspruch
13 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Interieurteil
weist eine Dekorschicht mit einer Sichtseite und einer der Sichtseite
abgewandten Seite auf. Die Sichtseite ist im eingebauten Zustand
des Interieurteils dem Fahrzeuginsassen zugewandt. Die Dekorschicht
kann mehrlagig sein, ist bevorzugt jedoch nur aus einer Materiallage
gebildet. Die andere Seite, d. h. die der Sichtseite abgewandte
Seite, kann als Schnittstelle zur Verbindung beispielsweise mit
einem, insbesondere formstabilen, Trägermaterial dienen. Auf beiden Seiten
der Dekorschicht ist jeweils zumindest eine Aussparung vorgesehen.
Die Fläche
und die Kontur der Aussparungen sind frei wählbar. Es können auch mehrere Aussparungen
nebeneinander liegen. Durch die Aussparung kann z. B. auch eine
Symbolik oder ein Ornament gebildet sein. Durch die Aussparungen
erfolgt eine Ausdünnung
der Dekorschicht sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite.
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Die
Aussparungen sind zur Aufnahme von Einlegern vorgesehen. Unter „Einleger” seien
hier sowohl funktionale Elemente (Leuchtelemente, lichtoptische
Elemente mit Lichtstreu- oder Lichtfokussierfunktion (z. B. Linsen),
optoelektronische Elemente, Taster, Schalter, Piezoelemente, Lautsprecher,
Lüftungselemente,
Solar-/Photovoltaikelemente, Verstärkungs-/Verankerungselemente usw.) als auch gestalterische
Elemente (transparente Schicht, Holz, Kunststoff, Folie, Kork, Metall,
Glas, Textil, Vlies, Stein (natürlich
oder künstlich),
strukturierte Elemente, Mehrschichtenelemente usw.) verstanden.
Die Einleger können
je nach Anforderung geformt, vorbehandelt und/oder bearbeitet werden.
Auch mehrlagige Einleger sind denkbar. Dadurch können besondere optische Effekte
gebildet werden, wenn z. B. eine Schicht des Einlegers transparent
und die zweite Schicht des Einlegers partiell eingefärbt ist.
Möglich ist
auch die Einbringung mehrerer Einleger in eine Ausnehmung. Die Einleger
können
erhaben, versenkt oder eben zur Dekorschicht angebracht sein. Auch „Einleger
im Einleger” sind
zur Erreichung von besonderen Effekten möglich. Die Einleger können auch
in einer Haut bildenden Form eingesprüht werden. Bei den Einlegern
kann es sich um funktionale Elemente oder etwaige Einlegeschichten,
die sowohl separat hergestellt und eingebracht (z. B. eingeklebt) als
auch direkt in die Aussparungen (z. B. durch ein Sprühverfahren,
ein Gießverfahren,
ein Spritzverfahren oder ein Thermoformverfahren wie das HPF-Verfahren)
eingebracht werden können,
handeln. Aussparungen sowohl auf der Vorderseite als auch auf der
Rückseite
der Dekorschicht vorzusehen, ermöglicht
die Kombination und Integration gestalterischer Elemente, wie Holzeinlagen,
Steineinlagen (Naturstein oder künstliche
Steinarten wie Feinsteinzeug, Glassteine, Polymersteine), Naturfasereinlagen, auch
mit Polymerbeschichtung, Mehrschichtmaterialien, Textilien, Vliese,
Folien oder transparente Schichten, Designstrukturen usw., mit funktionalen Elementen,
wie etwa Leuchtelementen, lichtoptischen Elementen, Piezoelementen,
Sensorelementen, Solar-/Photovoltaikelemente, Taster, Schalter usw.,
in nur einer Schicht des Interieurteils. Beispielsweise kann in
der Aussparung auf der Sichtseite eine optische Anzeige durch Leuchtmittel
oder einen Einleger mit lichtoptischen Eigenschaften (z. B. ein
Linsenelement) realisiert werden, die auf eine Funktion hinweist,
die durch ein funktionales Element in der Aussparung auf der der
Sichtseite abgewandten Seite realisiert wird. Eine solche oder ähnliche
Nutzung der Aussparungen führt
zu einer funktionalisierten Dekorschicht, die als Verbund vorliegt
und folglich modular verwendet werden kann. Eine Anpassung weiterer
Schichten, etwa eine Aussparung im Trägermaterial, ist nicht zwingend
notwendig. Auf diese Weise wird die Herstellung eines funktionalisierten Interieurteils
optimiert. Ferner lässt
sich vorzugsweise eine gleichmäßige Dicke
der Dekorschicht trotz funktionaler Elemente realisieren, wodurch
sich die Dekorschicht auf eine ebene, geschlossene Oberfläche aufkaschieren
lässt.
Ein funktionaler Unterbau zeichnet sich auf der Dekorschicht nicht
ab. Sind in der Dekorschicht Funktionselemente und/oder gestalterische
Elemente vorgesehen, wird ein ebener Übergang der Dekorschichtoberflächen mit
den eingebrachten Einheiten angestrebt. Alternativ ist bei einer
konturierten Ausbildung der Dekorschicht eine exakte Positionierung
der Dekorschicht in Bezug auf den entsprechend vorbereiteten Träger möglich. Mit der
vorliegenden Erfindung kann auf zusätzliche Bauteile für die Funktionselemente,
z. B. Schaltergehäuse
oder Befestigungselemente, verzichtet werden. Die Erfindung kann
beispielsweise bei der Verkleidung und Funktionalisierung der Instrumententafel,
beim Schaltwählhebel
und/oder der Innenverkleidung in Fahrzeugen verwendet werden.
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Vorzugsweise überlappen
sich die beiden Ausnehmungen in einer Richtung entlang der Dekorschicht.
Mit anderen Worten befindet sich zumindest ein Teil beider Ausnehmungen
in einer Schnittansicht, die den Schichtaufbau zeigt, direkt übereinander.
Auf diese Weise erfolgt in einem Bereich eine beidseitige Ausdünnung der
Dekorschicht. Dadurch lassen sich die Ausnehmungen funktional verbinden. Eine
solche Verbindung wurde oben bereits beispielhaft angedeutet. Eine
Ausdünnung
von beiden Seiten macht den Funktionsbereich ferner laserfähig, um
beispielsweise eine Perforation in den ausgedünnten Bereich einzubringen.
Ferner kann eine Ausnehmung zum Einbringen einer Stabilisierungsschicht
verwendet werden, wenn das Dekormaterial durch die Ausnehmung für ein funktionales
oder gestalterisches Element geschwächt wird oder eine lokale Verstärkung anderweitig
erforderlich ist.
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Vorzugsweise
ist in der Ausnehmung auf der Sichtseite eine transparente Schicht
eingebracht, um den Funktionsbereich optisch hervorzuheben und/oder
eine Hinterleuchtung zu gewährleisten.
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Vorzugsweise
weist die Dekorschicht auf der Sichtseite eine Polymerbeschichtung
auf, um die Dekorschicht zu stabilisieren, die Sichtseite der Dekorschicht
zu schützen
und/oder die Ausnehmung, insbesondere die Randbereiche, zu modellieren
oder Ungleichmäßigkeiten
auszugleichen. Bei Verwendung von Leder oder Spaltleder kann eine
solche Polymerschicht auch zur Modellierung der sichtseitigen Oberfläche dienen.
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Vorzugsweise
ist in der Ausnehmung auf der der Sichtseite abgewandten Seite ein
Funktionselement, z. B. ein Drucktaster eingebracht, wodurch die Dekorschicht
einen Schaltbereich aufweist, ohne dass die Ebenheit beeinträchtigt ist.
Werden die Dekorschicht und ein oder mehrere funktionale oder gestalterische
Elemente, hier der Drucktaster, als Verbund ausgebildet, kann der
Dekorverbund wie eine nicht funktionalisierte Dekorschicht auf ein
Trägermaterial
aufkaschiert werden.
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Vorzugsweise
weist die Dekorschicht im Überlappungsbereich
Bohrungen oder Öffnungen auf,
die mittels eines Lasers, eines Wasserstrahls, eines Stanzwerkzeugs
oder eines Schneidwerkzeugs erzeugt werden. Die Bohrungen oder Öffnungen
können
dazu dienen, den Funktionsbereich der Dekorschicht hinterleuchtbar
zu machen. Weiterhin dienen sie zur Erhöhung der Standfestigkeit der
Funktionsbereiche und verhindern ein Eindrücken der Bereiche bei Krafteinwirkung.
Weiter können
die Bohrungen oder Öffnungen
dazu dienen, eine Verankerung oder Verbindung eines Einlegers auf
der Sichtseite und eines Einlegers auf der der Sichtseite abgewandten Seite
zu ermöglichen.
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Vorzugsweise
ist in die Bohrungen oder Öffnungen
ein Haftvermittler eingebracht, der auf beiden Seiten je mit einem
Funktionselement verbunden ist. Selbstverständlich kann ein transparenter
Haftvermittler verwendet werden, so dass gleichzeitig eine Verankerung
und eine Hinterleuchtung ermöglicht wird.
Zur Hinterleuchtung ist in der Aussparung auf der der Sichtseite
abgewandten Seite ein Leuchtmittel eingebracht, beispielsweise eine
Leuchtfolie, ein oder mehrere LEDs, ein Lichtleiter oder Kombinationen
hiervon usw., um eine Such- und/oder Funktionsbeleuchtung zu realisieren.
Bevorzugt werden Leuchtelemente mit keiner oder nur wenig Wärmeentwicklung
verwendet.
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Vorzugsweise
ist die Dekorschicht biegeschlaff, flexibel und/oder dehnbar, insbesondere
aus Leder, Kunstleder oder einem lederähnlichen Material gefertigt.
Kunstleder oder lederähnliche
Materialien können
auch lichttransparente Eigenschaften besitzen. Bei solchen Materialien
ist die Funktionalisierung besonders wünschenswert, da diese tendenziell bei
Fahrzeugen im Hochpreissegment Anwendung finden. Der Materialabtrag
zur Herstellung der Ausnehmungen kann hierbei mittels eines Spaltverfahrens,
eines Schärfspaltverfahrens,
eines Laserverfahrens, eines Fräsverfahrens
und/oder eines Schleifverfahrens erfolgen. Bei Verwendung von Leder
oder anderen Materialien, bei denen eine weitergehende Oberflächenbehandlung
erforderlich ist, kann ein Polymer mittels eines Sprühverfahrens
aufgesprüht
und modelliert werden. Unter die Gruppe der lederähnlichen
Materialien sollen auch in Polymere eingebettete Textilien fallen.
Andere Materialien für
die Dekorschicht sind denkbar. Beispielsweise ist die vorliegende
Erfindung für
textile Dekormaterialien, Vliese, Filze, Kunststoffe und Holz geeignet.
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Bei
manchen Verfahren zum Herstellen der Aussparungen, beispielsweise
bei dem unten genauer beschriebenen Spaltverfahren, weisen die Ränder oder
Kanten der Aussparungen eine geringe Kantenschärfe auf. Um die Kantenschärfe zu verbessern, wird
der auszunehmende Bereich zumindest teilweise bis zu einer Restwandstärke geschnitten.
Der Schnitt erfolgt vorzugsweise umlaufend entlang der Kontur des
auszunehmenden Bereichs. Durch eine höhere Kantenschärfe lassen
sich Einleger besser mit der Dekorschicht verbinden. Außerdem wirken die Übergänge zwischen
Einleger und Dekoroberfläche
hochwertiger.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt
eine Dekorschicht mit je einer Ausnehmung auf der Sichtseite und
auf der der Sichtseite abgewandten Seite, wobei in die Ausnehmungen
Funktionselemente eingebracht sind.
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2 zeigt
eine Abwandlung der in 1 gezeigten Dekorschicht.
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3 ist
eine Skizze zum Erläutern
eines Spaltverfahrens.
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4 zeigt
eine Vergrößerung des
Querschnitts des Randbereichs einer Ausnehmung, die mit einem Spaltverfahren
erzeugt wurde.
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5A bis 5D demonstrieren
die Wirkung eines Schnitts auf dem Randbereich einer Aussparung,
die mit einem Spaltverfahren erzeugt wird.
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BESTE WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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1 zeigt
den Querschnitt einer Dekorschicht mit zwei gegenüberliegenden
Ausnehmungen A1 und A2, wobei sich die Ausnehmung, die mit dem Referenzzeichen
A1 bezeichnet ist, zur Sichtseite der Dekorschicht öffnet. Das
Dekormaterial 3 kann im vorliegenden Fall Leder, insbesondere
auch Spaltleder, sein.
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Die
sichtseitige Oberfläche
der Dekorschicht weist eine Polymerbeschichtung 2, beispielsweise aus
PU, auf. Die Polymerbeschichtung 2 kann mit einer Narbung
versehen werden, um der Oberfläche eine
Strukturierung zu verleihen. Die Polymerbeschichtung kann im Funktionsbereich
(Nähe A1)
aus einem anderen Material bestehen als in den umgebenden Bereichen.
Zur Aufbringung der unterschiedlichen Materialien sind Maskierungsverfahren
geeignet.
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In
die Ausnehmung A1 ist vorzugsweise eine transparente Schicht 1 eingebracht.
Die transparente Schicht 1 kann eine Folie, ein Film aus
PC, PMMA, PUR, COC, TPU, PMU (Mischmaterial PMMA + TPU) usw. sein.
In einer anderen Ausführungsform
ist die Schicht 1 vollflächig oder partiell zumindest
teiltransparent, nicht-transparent und/oder mehrschichtig ausgebildet,
um gewünschte
optische und/oder funktionale Eigenschaften aufzuweisen. Die Schicht 1 kann
ferner ein Einleger aus Holz, Kunststoff, Stein oder einem anderen
Material sein. Die Schicht 1 kann haptische Eigenschaften
aufweisen, die sich vom umliegenden Bereich der Dekorschicht unterscheiden.
Das kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Dekorschicht
mit einer Tasterfunktion versehen ist.
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Für die Herstellung
kann es vorteilhaft sein, den Einleger 1 herzustellen,
ihn in ein Werkzeug einzulegen und mit einem Polymer 2 zu übersprühen. Auf
der dem Einleger abgewandten Seite des Polymers kann anschließend ein
Haftvermittler aufgebracht werden. Die Dekorschicht wird ebenfalls
mit einem Haftvermittler versehen. Abschließend wird die Dekorschicht
auf die Polymerschicht mit dem Einleger aufkaschiert.
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In
die Dekorschicht sind Laserbohrungen 14 eingebracht, welche
die beiden Ausnehmungen A1 und A2 verbinden. In die Laserbohrungen
kann beispielsweise ein Haftvermittler eingebracht sein. Dadurch
lassen sich die Einleger in den beiden Aussparungen miteinander
verbinden und verankern, wodurch die Stabilität des funktionalisierten Dekorverbunds
verbessert wird. Optional sind Überlaufbohrungen 8 für einen
Polymerfluss oder für
eine Verankerung vorgesehen.
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Beispielhaft
ist in der gezeigten Ausführungsform
mit dem Referenzzeichen 6 ein Leuchtmittel gezeigt, das
in die Aussparung A2 eingebracht ist. Das Leuchtmittel kann eine
Leuchtschicht, einen Leuchtlack, eine Leuchtfolie oder dergleichen
umfassen. Anstelle des Leuchtmittels 6 oder zusätzlich dazu
kann ein Drucktaster 7 in die Aussparung A2 eingebracht
sein.
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1 zeigt
eine plane, ebene, funktionalisierte Dekorschicht, die beispielsweise
auf ein Trägermaterial
aufgebracht werden kann.
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Eine
alternative Ausführungsform
der Dekorschicht ist in der 2 gezeigt.
Der Funktionsbereich ist hier verstärkt ausgebildet. Ferner ist
eine Abdeckschicht 15, beispielsweise aus PU, gezeigt,
die den Aussparungsbereich A2 und die darin enthaltenen funktionalen
Elemente versiegelt. Ferner sind Klebschichten 10 und 16 vorgesehen.
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Die
Ausführungsform
gemäß 2 ist
auf der der Sichtseite abgewandten Seite mit einer Kontur versehen.
Diese kann zur genauen Positionierung der Dekorschicht mit Einleger
an einem nicht gezeigten Trägerteil
dienen.
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Die
Polymerschicht oder Abdeckschicht 2 kann im Funktionsbereich
(Nähe A1)
eine Dicke von 20 μm – 3 mm aufweisen.
In den Bereichen neben dem Funktionsbereich beträgt die Dicke 50–250 μm. Auf diese
Weise lässt
sich neben einer verbesserten Stabilisierung auch die Lebensdauer
der Dekorschicht verbessern. Weitere Klebschichten können vorgesehen
sein, um die verschiedenen Elemente miteinander so zu verbinden,
dass ein stabiler Schichtverbund entsteht.
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Im
Folgenden wird ein Weg zur Herstellung der Dekorschicht beschrieben.
Zunächst
wird die Schicht 1 in eine Werkzeugform, beispielsweise
aus Silikon, Alu oder Stahl, eingelegt. Optional wird die Schicht
mit einem Kleber und/oder einer Polymerschicht besprüht. Parallel
dazu kann bereits das Ausgangsmaterial der Dekorschicht beidseitig
gespalten werden, um die Ausnehmungen A1 und A2 auszubilden. Danach
erfolgt, sofern erforderlich, eine Laserbearbeitung für die Durchleuchtungs-/Verankerungsperforierung.
Danach können
die Schicht 1, die vorbereitete Dekorschicht und Einleger
für die
Aussparung A2 zusammengebracht und gegebenenfalls versiegelt oder
mit einer Ausgleichsschicht überzogen werden.
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3 skizziert
ein Spaltverfahren, mit dem sich eine Ausnehmung bei einem spaltbaren
Material herstellen lässt.
Dazu wird das Dekormaterial 3 auf eine dreidimensionale
Schablone 20 gelegt. Die Schablone weist hier eine Erhöhung 21 auf,
wodurch das Ausgangsmaterial 3 gewölbt wird. Die gestrichelte
Linie S deutet eine Ebene an, entlang der das Material oberhalb
der Linie S abgeschnitten wird. Selbstverständlich kann der Materialabtrag
auch über
ein Schleifverfahren, ein Laserverfahren oder ein anderes Verfahren
erfolgen.
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Eine
auf diese Weise hergestellte Ausnehmung weist eine verhältnismäßig geringe
Kantenschärfe
auf, wie es in 4 gezeigt ist. Zum Einbringen
funktionaler Elemente und/oder Schichten in die Ausnehmung ist es
wünschenswert,
die Kantenschärfe
zu verbessern. Vor allem auf der Sichtseite ist es erforderlich,
dass eine hochwertige Einfassung der Funktionselemente gewährleistet
ist. Zur Verbesserung der Kantenschärfe kann ein Schnitt, bevorzugt
mit einer Messerklinge, durchgeführt
werden. Ein Messerklingenverfahren ist einem Laserverfahren dann
vorzuziehen, wenn die Oberfläche
des Dekormaterials durch das Lasern beschädigt werden könnte.
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Die 5A bis 5C zeigen
verschiedene Profile des Schnitts. Hierbei bezeichnet das Referenzzeichen 25 zwei
mögliche
Messerklingen. Die dadurch entstandene Nut 26, zu sehen
in 5C, wird beim Auflegen der Dekorschicht 3 auf
die Schablone 20 weiter aufgeweitet. Der auszunehmende Bereich
wird umlaufend bis zu einer zu definierenden Restwandstärke vorgeschnitten.
Nach dem Auflegen der Dekorschicht 3 auf die Schablone 20 wird
das Material 27 oberhalb der Schnittlinie 28 (5D)
abgetragen. Die Schnittlinie 7 kann ober- oder unterhalb des
Nutgrunds liegen. Auf diese Weise lässt sich die Kantenschärfe deutlich
verbessern.