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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verbundteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Verbundteils.
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Verbundteile, welche als Innenverkleidung in Fahrzeugen zum Einsatz kommen, sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Zumeist weisen diese Innenwerkleidungsteile eine auf einem Träger angeordnete Schaumschicht und auf der der Trägerseite abgewandten Seite der Schaumschicht eine Deckschicht auf, wobei die Deckschicht eine Sichtseite hat, welche vom Fahrzeuginnenraum sichtbar ist (A-Seite).
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Die Deckschicht kann beispielsweise aus einer geschlossenen Oberfläche bestehen oder kann zwei Häute mit verschiedenen Eigenschaften wie beispielsweise verschiedene Farben, verschiedene Haptik oder verschiedene Materialien umfassen.
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Die Schwierigkeit bei der Herstellung derartiger Deckschichten ist das Erzeugen einer klar definierten Trennlinie, so dass Farbverläufe oder haptische Verläufe den gewünschten Geometrien der Trennlinien folgen und für einen Passagier des Fahrzeugs nicht sichtbar sind. Im Stand der Technik haben sich im Wesentlichen zwei Ansätze hierzu durchgesetzt.
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Zum einen werden eine erste und eine zweite Haut einer Deckschicht zuerst in einem Werkzeug, beispielsweise durch Verschweißen, Schmelzen oder Kleben aneinander anliegender Endbereiche der ersten und zweiten Haut, gefügt. Anschließend wird die so verbundene Deckschicht in ein Schaumwerkzeug eingebracht und auf der der Sichtseite der Dekorschicht abgewandten Seite hinterschäumt.
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Zum anderen ist es möglich, eine Verbindung der ersten und zweiten Haut durch das Hinterschäumen selbst zu erzeugen. Ein derartiger Fügeprozess durch Hinterschäumen ist beispielsweise aus den Druckschriften
WO 2008/064915 A1 ,
DE 10 2008 012 431 A und
DE 10 2006 047 355 A1 bekannt.
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In den vorgenannten Druckschriften ist es notwendig, Häute zu verwenden, welche aus einem schaumundurchlässigen Material bestehen. Von daher können unbehandelte hochwertige Materialien, wie beispielsweise Textilien in gewebter oder gestrickter Form sowie Leder, Kunstleder oder Alcantara, oftmals nicht verwendet werden. Dieses Problem kann auch nicht durch eine reine Imprägnierlage behoben werden, da die mit einer Imprägnierlage hinterlegten Materialien keine ausreichende Steifigkeit besitzen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren derart zu verbessern, dass Häute, welche Dekormaterialien beinhalten, die nicht mit dem Material der anderen Haut fügbar bzw. nur schwer mit diesem verbindbar sind, hinterschäumend verbindbar werden.
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Die Aufgabe wird gelöst mithilfe eines Verbundteils nachdem Anspruch 1 sowie eines Verfahrens nach dem Anspruch 9.
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Das Verbundteil weist eine mehrteilige, vorzugsweise zweiteilige, eine Sichtseite umfassende Deckschicht mit einer mit der der Sichtseite abgewandten Seite der Deckschicht verbundene Schaumschicht auf. Die Deckschicht umfasst eine erste und eine zweite Haut, wobei ein Endbereich der ersten Haut und ein Endbereich der zweiten Haut abgewinkelt sind und die erste und zweite Haut derart angeordnet sind, dass die abgewinkelten Endbereiche zueinander benachbart sind und in die Schaumschicht hineinragen.
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Erfindungsgemäß umfasst die zweite Haut eine Dekorhaut und eine schaumundurchlässige Dichtungslage. Die Dichtungslage ist derart angeordnet, dass diese zwischen dem Endbereich der ersten Haut und der Dekorhaut im Endbereich der zweiten Haut angeordnet ist.
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Da die Dichtungslage zwischen der ersten Haut und der Dekorhaut der zweiten Haut liegt, kann als zweite Dekorhaut ein Material mit ungleichmäßiger Oberflächenrauigkeit verwendet werden. Dies ist insbesondere bei gewebten oder gestrickten Textilien sowie anderen Materialien wie Leder oder Kunstleder oder Alcantara der Fall.
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Mithilfe der Dichtungslage kann eine definierte Rauigkeit und Strukturierung der dem Endbereich der ersten Haut zugewandten Seite des Endbereichs der zweiten Haut erreicht werden. Hier kann die Oberfläche, welche dem Endbereich der ersten Haut zugewandt ist, beispielsweise eine kanalförmige Strukturierung aufweisen oder eine glatte Oberfläche umfassen, so dass beim Hinterschäumungsvorgang kein Schaum von der Rückseite der Deckschicht auf die Sichtseite der Deckschicht gelangen kann, wenn ein entsprechender Dichtungsunterdruck im Bereich der Endbereiche der ersten und zweiten Haut angelegt wird.
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Der ”Dichtungsunterdruck” ist qualitativ verschieden von einem ”Fixierungsunterdruck”. Der Dichtungsunterdruck ist derart gewählt, dass zwei lose aneinanderliegende Endbereiche aneinandergesogen werden, so dass diese schaumdicht aneinanderliegen. Ein Fixierungsunterdruck hingegen ist derart gewählt, dass die Häute, beispielsweise in einem Schaumwerkzeug, ortstreu fixiert werden können. Der Fixierungsunterdruck kann kleiner sein als der Dichtungsunterdruck.
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Um den vorgesehenen Fügeprozess durch Hinterschäumen durchzuführen, weist die Dichtungslage eine höhere Steifigkeit als die Dekorhaut auf. Aufgrund der erhöhten Steifigkeit im Endbereich kann ein Dichtungsunterdruck einen verbesserten Dichtungseffekt zwischen den Endbereichen der ersten und zweiten Haut bewirken. Der Begriff ”Steifigkeit” ist hierbei dahingehend zu verstehen, dass die Dichtungslage in Verbindung mit der Dekorhaut unter einem größeren Kraftaufwand, welcher auf die Oberfläche der Dichtungslage aufgebracht wird, seine Form beispielsweise durch Biegen ändert. Ein anderes Maß für die Steifigkeit könnte die Eindrücktiefe der Dekorhaut bzw. der Dichtungslage sein, wobei weiche Materialien eine große Eindrücktiefe aufweisen und harte Materialien, wie beispielsweise die Dichtungslage, eine geringe Eindrücktiefe aufweisen. Andere Maße, wie z. B. das Elastizitätsmodul, können ebenfalls beim Vergleich der Materialien der Dichtungslage und der Dekorhaut herangezogen werden.
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Mithilfe des eine höhere Steifigkeit aufweisenden Materials kann der abgewinkelte Endbereich mit einer bestimmten Form versehen werden, so dass ein definiertes Aneinandersaugen der ersten und zweiten Haut möglich ist. Obgleich das Verbinden der Dekorhaut und der darauf aufgebrachten Dichtungslage bereits für sich genommen eine eigenständige Erfindung ist, kann in einem weiteren Schritt nach der Herstellung der zweiten Haut diese in ein Schaumwerkzeug eingebracht werden und eine erste Haut und deren Endbereich derart an den Endbereich der zweiten Haut angelegt werden, dass beim Wirken eines Dichtungsunterdrucks im Bereich der Endbereiche der Spalt zwischen den Endbereichen abgedichtet wird und eine einströmende Schaummasse nicht auf die Sichtseite gelangen kann.
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Alternativ kann das Verbundteil zusätzlich mit einem Träger versehen werden.
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In einer Ausführungsform umfasst die Dichtungslage ein Thermoplast, vorzugsweise ein Polyolefin. Ein Thermoplast hat den Vorteil, dass dieser beim mehrmaligen Erhitzen und Abkühlen jederzeit wieder in die gewünschte Form gebracht werden kann. Hierdurch können Dichtungslagen, welche nicht den Qualitätsansprüchen genügen, jederzeit neu auf die Dekorhaut aufgetragen werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Dichtungslage stoffschlüssig mit der Dekorlage verbunden. Beispielsweise kann die Dichtungslage mithilfe einer Düse, welche vorzugsweise zumindest auf einen Teil des abgewinkelten Endbereichs der Dekorhaut gestülpt wird, eine Vielzahl von weiteren Düsen umfassen, welche auf der Innenseite der Düse, dem Endbereich der Dekorhaut zugewandt, angeordnet sind. Auf diese Weise kann das eingespritzte Material stoffschlüssig mit der Dekorhaut verbunden werden. Insbesondere dringt das Material der Dichtungslage in die Strukturierungen der Dekorhaut ein und findet so festen Halt.
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Dabei kann die Dichtungslage die Dekorhaut im sichtbaren Endbereich vollständig überdecken. In einer weiteren Ausführungsform wird nicht nur die Sichtseite vollständig überdeckt, sondern auch die Rückseite zur Verbesserung der Formgebung und der Steifigkeit des durch die Dichtungslage versteiften Endbereichs.
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In einer weiteren Ausführungsform und insbesondere für den Fall, dass die Dekorhaut Öffnungen, durch welche Schaum hindurchtreten kann, aufweist, wird auf der der Sichtseite abgewandten Rückseite der Dekorhaut eine schaumundurchlässige Lage aufgebracht. Eine derartige schaumundurchlässige Lage kann mittels einer Imprägnierschicht gebildet sein, welche ein Hindurchschäumen beispielsweise durch Öffnungen der Dekorhaut verhindert.
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Alternativ kann beispielsweise eine Folie auf die Rückseite der Dekorhaut aufgetragen werden, wobei die Folie schaumundurchlässig ist.
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Weiterhin kann das Schaumwerkzeug ein Positionierschwert umfassen, welches vorzugsweise mindestens eine Düse zum Anlegen des Dichtungsunterdrucks umfasst. Mithilfe des Positionierschwerts wird im Bereich der Trennlinie, welche durch den sichtbaren Teil der aufeinanderliegenden Endbereiche definiert wird, eine Nut gebildet. Die Nut ist geeignet, die Trennlinie für den Betrachter nichtsichtbar zu ”verstecken”. Alternativ zu einer Düse kann das Positionierschwert aus einem porösen Material gefertigt sein oder dieses aufweisen. In beiden Fällen wird der Unterdruck durch einen Teil der Oberfläche des Werkzeugs bewirkt und auf die Oberfläche des Positionierschwert übertragen, wobei der Teil der unterdruckerzeugenden Oberfläche an das Positionierschwert angrenzt. Als Materialien für das Positionierschwert kommen Keramiken, poröse Metalle, metallische Schäume, Verbundwerkstoffe oder andere poröse Materialien in Frage.
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Weitere Ausführungsformen können den nachstehend aufgeführten Beispielen entnommen werden.
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In den Ausführungsbeispielen werden verschiedene Elemente und Merkmale in Kombination gezeigt. Es wird darauf hingewiesen, dass das Weglassen bzw. das Hinzufügen einzelner Merkmale aus einem Ausführungsbeispiel in einem anderen Ausführungsbeispiel unter gleichzeitigem Weglassen von Merkmalen des anderen Ausführungsbeispiels ebenfalls einen Gegenstand umfasst, welcher von der Erfindung abgedeckt ist.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Verbundteils;
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2a–e eine schematische Darstellung der Herstellung einer Ausführungsform eines Verbundteils;
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3a–b eine alternative Ausführungsform eines hergestellten Verbundteils.
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Die 1 zeigt ein Verbundteil 1 mit einer Deckschicht 100, welche eine Sichtseite S umfasst und durch die erste Haut 2 und die zweite Haut 3 gebildet wird. Die Deckschicht 100 ist rückseitig mit einer Schaumschicht 5 versehen, wobei das aus der Deckschicht 100 und der Schaumschicht 5 bestehende Verbundteil mit einem Träger 6 hinterlegt ist.
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Als Materialien für die Schaumschicht 5 kommen PU-Schäume, PUR-Schäume oder Mehrkomponentenschäume in Frage. Als Materialien für den Träger 6 sind gespritztes Polypropylen oder glasfaserverstärktes Polypropylen sowie Metalle oder andere Verbundwerkstoffe möglich. Als erste Haut kann beispielsweise eine erste schaumdurchlässige Lage und eine zweite mittels Tiefziehen auf die erste Lage aufgebrachte schaumundurchlässige Lage vorgesehen sein, wie z. B. eine Folie aus thermoplastischem Olefin. Diesbezüglich wird auf den Stand der Technik sowie auf die am gleichen Anmeldetag eingereichte deutsche Anmeldung derselben Anmelderin mit gleichlautendem Titel und dem internen Aktenzeichen 107P 0362 GO/GE verwiesen.
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Als Materialien für die Dekorhaut der zweiten Haut kommen Leder, Kunstleder, gewebte, gestrickte und gehäkelte Textilien sowie Mikrofaserstoffe wie z. B. Alcantara in Frage.
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In der 2a ist die zweite Haut 3 dargestellt, welche beim Einlegen auf die Oberfläche 41 eines Schaumwerkzeugs 40 mittels der Düsen 42 und des daran angelegten Fixierungsunterdrucks fixiert ist. Die zweite Haut 3 umfasst eine Dekorhaut 31 aus einem gestrickten Textil. Die der Oberfläche 41 bgewandte Rückseite der Dekorhaut 31 ist mit einer schaumundurchlässigen Imprägnierschicht 31 hinterlegt.
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Das Werkzeug 40 umfasst ein Positionierschwert 43 mit darin eingebrachten Düsen 44 zum Erzeugen eines Dichtungsunterdrucks. Zunächst wird die erste Haut 3 derart auf der Oberfläche 41 ausgerichtet, dass diese im Bereich des Positionierschwerts 43 eine Abwinklung 33 erfährt und sich ein Randbereich 34 mit einem daran anschließenden Endbereich 35 anschließt. Aufgrund der Abwinklung 33 ist der Endbereich 35 abgewinkelt.
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Zum Auftragen einer Dichtungslage wird, wie in der 2b dargestellt, eine Düse 45 auf den Randbereich 34 aufgestülpt. Zwischen dem Randbereich 34 und der inneren Oberfläche der Düse 45 entsteht ein Hohlraum 46, welcher mittels nicht dargestellter feinerer Düsen, welche sich auf der Oberfläche der Innenseite der Düse 45 befinden, mit einem thermoplastischen Polyolefin ausgefüllt wird.
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Dies ist in der 2c näher dargestellt. Die Dichtungslage 36 ist als punktierte Fläche erkennbar.
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Die Düse 45 kann dabei in verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellt werden. Die Düse kann zum einen derart konfiguriert sein, dass sie über den gesamten sich in die Bildebene hinein bzw. aus ihr heraus erstreckenden Endabschnitt 34 übergestülpt wird und von daher eine Länge aufweist, welche im Wesentlichen der Länge der Trennlinie der zweiten Haut entspricht, wobei die Länge der Trennlinie in die Bildebene hinein bzw. aus ihr heraus senkrecht zur Ausrichtung der Endabschnitte verläuft. Hier sind beispielsweise Längen von 20 cm bis 3 m, vorzugsweise von 50 cm bis 2 m, möglich. In einer anderen Alternative wird die Düse kleiner ausgebildet, beispielsweise mit einer Länge von weniger als 4 cm, vorzugsweise weniger als 2 cm, besonders vorzugsweise weniger als 1 cm, und wird sukzessive entlang der gesamten Länge der Trennlinie gefahren, so dass jeder Bereich des sich in die Bildebene erstreckenden Endabschnitts von der Düse 45 abgefahren wird. Eine kleine Düse ist geeignet, um verschiedene Konturabläufe, d. h. Verlaufsradien, der Trennlinie abfahren zu können. In diesem Falle wäre die Nut nicht wie in der 1 dargestellt gerade, sondern einen gekrümmten Verlauf.
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In der 2d ist der Ausschnitt der 2c näher dargestellt. Es ist deutlich erkennbar, dass die Oberfläche 37 der Dekorhaut 31 stark unregelmäßig ist. Da es sich bei der Dekorhaut 31 um ein Gestrick handelt, dringt das durch die Düse 45 eingebrachte thermoplastische Polyolefin zumindest auf der Sichtseite des Endabschnitts der zweiten Haut 3 unter die Oberfläche 37 ein. Dabei dringt das Polyolefin bis in eine Tiefe 38 ein und sorgt so für eine stoffschlüssige Verbindung. Des Weiteren wird auf der Sichtseite S des Endabschnitts 35 eine glatte Oberfläche 39 gebildet.
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Inder 2e ist ein fertiges Verbundteil 1' dargestellt, wobei die zweite Haut 3 wie in den vorhergehenden 2a–2d erläutert ausgebildet und angeordnet ist und eine erste Haut 2 derart entlang der Oberfläche 41 des Werkzeugs 40 angeordnet ist, dass deren Endabschnitt 25 an den mit der Dekorlage versehenen Endabschnitt 35 der zweiten Haut 3 angrenzt. Da es sich beim sichtseitigen Endabschnitt 25 um eine glatte Oberfläche handelt, wird mittels eines Dichtungsunterdrucks, welcher durch die Düsen 44 vermittelt wird, eine Abdichtung im Spalt zwischen den Endabschnitten 25 und 35 bewirkt. Dabei liegt die Oberfläche 39 der Dichtungslage 36 an der Oberfläche des Endabschnitts 25 an. Anschließend wird in das offene Schaumwerkzeug 40 eine Schaummasse 51 eingebracht und so eine Schaumschicht 5 ausgebildet.
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In den 3a und 3b wird eine alternative Ausführungsform einer zweiten Haut dargestellt. Die zweite Haut 3' umfasst eine Dekorhaut 31', welche aus Leder besteht. Auf der Rückseite der Oberfläche 41 des Schaumwerkzeugs 40 befindet sich eine dünne schaumundurchlässige Lage 32', welche durch eine tiefgezogene TPO-Folie gegeben ist. Im Gegensatz zu der Ausführungsform der 2 weist der in den 3a und 3b dargestellte Endabschnitt 35' eine weitere Abwinklung auf, so dass dieser in einem Winkel von ungefähr 30° bzw. 150° zur oberen Oberfläche des Positionierschwerts 43 angeordnet ist. Die Winkel der Endbereiche bewirken eine Vorspannung der ersten und zweiten Haut, so dass die Endbereiche einander bereits ohne einen Dichtungsunterdruck berühren und so ein vereinfachtes Aneinandersaugen möglich ist. Der Winkel kann zwischen 5° und 45° gewählt werden.
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Die unterschiedliche Form des abgewinkelten Endbereichs wird mittels einer unterschiedlich ausgeformten Düse 45', deren Funktionsweise im Wesentlichen der Düse 45 entspricht, vermittelt. Anschließend wird eine Dichtungslage 36' aufgebracht, so dass eine mit einer Dichtungslage versehene sichtseitige Oberfläche des Endabschnitts 35' gebildet wird. In diesem Falle ist die Oberfläche der Dichtungslage mit einer kanalförmigen Struktur versehen, so dass, wie in der 3b dargestellt, im Falle der aufeinanderliegenden Endabschnitte 25' und 35' Schaummasse in die kanalförmige Struktur eindringen kann, kollabiert und vernetzt, so dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den aufeinanderliegenden Seiten der Endabschnitte 25' und 35' gegeben ist. Die erste Haut 2' ist eine Plastisolhaut.
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Alternativ zum Auftragen einer rückseitig auf die Dekorhaut gebrachten schaumundurchlässigen Lage aus einem von der Dichtungslage verschiedenen Material, kann die Rückseite der Dekorhaut vollständig mit einer schaumundurchlässigen Lage versehen, und anschließend mit einer sichtseitig im Endbereich aufgebrachten Dichtungslage aus dem Material der schaumundurchlässigen Lage oder einem anderen Material versehen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/064915 A1 [0006]
- DE 102008012431 A [0006]
- DE 102006047355 A1 [0006]
