DE102011056759A1

DE102011056759A1 - Bauteil

Info

Publication number: DE102011056759A1
Application number: DE102011056759A
Authority: DE
Inventors: Roland Riepl
Original assignee: GREINER PERFOAM GmbH
Current assignee: GREINER PERFOAM GmbH
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2012-07-05
Also published as: AT509944B1; HUP1100726A2; HU229661B1; FR2969973A1; SK500562011A3; FR2969973B1; CZ2011861A3; AT509944A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bauteil (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem mehrschichtigen Grundkörper (2), der zumindest eine Beschnittkante (8) aufweist, wobei die Beschnittkante (8) mit zumindest einem Kunststoff zur Ausbildung eines Randelementes (9) umschäumt oder umspritzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bauteil für ein Kraftfahrzeug mit einem mehrschichtigen Grundkörper, der zumindest eine Beschnittkante aufweist, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für ein Kraftfahrzeug nach dem ein mehrschichtiger Grundkörper hergestellt und unter Ausbildung einer Beschnittkante zumindest teilweise im Randbereich beschnitten wird, sowie eine Form zum Herstellen einer Umschäumung einer Beschnittkante eines Bauteils für ein Kraftfahrzeug mit einem oberen Formteil und einem unteren Formteil, die in einer Geschlossenstellung einen Formhohlraum ausbilden.
Derartige Bauteile für Kraftfahrzeuge werden heute teils durch Verpressen eines Schichtaufbaus in einer entsprechenden Form für die Konturgebung hergestellt. Dazu wird das vorerst ebenflächige Ausgangsmaterial des Schichtaufbaus normalerweise übereinander gelegt und in der Folge in eine Presse eingelegt, wobei in der Presse auch gleichzeitig die Verbindung der einzelnen Lagen erfolgt, beispielsweise durch die Ausübung von Druck und Temperatur.
Der Schichtaufbau derartiger Bauteile umfasst zumindest eine Kernschicht, die beispielsweise aus einem Schaumstoff oder einem Verbundschaumstoff oder einer so genannten Wabenplatte aus Karton oder Kunststoff bestehen kann bzw. eine Fasermatrix umfassen kann, beispielsweise eine Glasfaser- und/oder Naturfasermatrix, die mit einem Kunststoff versetzt ist, beispielsweise Polypropylen, und zumindest eine Deckschicht auf der dem Betrachter zugewandten Seite, wobei diese Deckschicht durch eine so genannte Oberware, beispielsweise durch einen Teppich, eine Rundstrickware, ein Vlies, einen Filz, etc., gebildet sein kann.
Herstellungsbedingt werden die Halbfabrikate in einer Übergröße in die Presse eingelegt, sodass die endgültige Formgebung nach dem Verpressen erfolgt. Dies kann beispielsweise mit einer so genannten Pinch oder Tauch-Kante mit einem abscherenden Werkzeug erfolgen, wozu der verpresste Bauteil in ein Schneidwerkzeug eingelegt wird oder die Pressform dieses Schneidewerkzeug bereits umfasst. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass das Bauteil in einem Schritt herstellbar ist. Nachteilig dabei ist allerdings, dass die Schnittkanten ein unsauberes Erscheinungsbild aufweisen. Weiters kann die Oberware an den Beschnittkanten ausfransen. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass die Werkzeuge üblicherweise eine kurze Standzeit aufweisen, da mit zunehmender Verwendungsdauer die Beschnittqualität schlechter wird.
Es ist weiters aus dem Stand der Technik bekannt, die Beschnittkante in Form eines so genannten Umbugs auszuführen, wodurch eine saubere, optisch ansprechende Beschnittkante entsteht. Nachteilig dabei ist allerdings, dass damit in der Regel ein zweiter, aufwändiger Arbeitsgang mit einem entsprechenden Werkzeug erforderlich ist, womit relativ hohen Werkzeugkosten verbunden sind. Darüber hinaus können auch bei diesem Verfahren zur Ausbildung der Beschnittkante manchmal unsaubere Kantenbeschnitte auftreten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Fahrzeugbauteil zu schaffen, der die voranstehend beschriebenen Probleme zumindest teilweise behebt.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass die Beschnittkante mit zumindest einem Kunststoff zur Ausbildung eines Randelementes umspritzt oder umschäumt ist. Von Vorteil dabei ist, dass damit eine saubere Ausbildung der Beschnittkante möglich ist, unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit dieser Beschnittkante, in dem sich der umspritzte Kunststoff an die Topographie der Beschnittkante anpassen kann. Es ist in weiterer Folge damit eine Verringerung von Ausschussproduktion möglich. Zudem wird durch die Verbindung zwischen dem Kunststoff des Randelementes und dem Grundkörper des Bauteils eine höhere Stabilität dieser Beschnittkante erreicht, wodurch ein späteres Ausfransen der Dekorschicht des Grundkörpers durch den Gebrauch des Bauteils vermieden werden kann. Es ist damit weiters möglich, die Beschnittkante des Bauteils besser vor Zerstörung bzw. Beschädigung während des Gebrauchs zu schützen. Es ist damit weiters möglich, Kennzeichnungen, wie z. B. die Artikel- oder Teilnummer, Bauteilkennzeichen oder Informationen zum Material, einfach und ohne zusätzlichen Fertigungsschritt an dem Bauteil anzubringen. Ebenso kann die Beschnittkante zumindest teilweise mit einer Narbung (in Art einer Lederimitation) oder anderen Formgebung ausgestaltet werden. Zusätzlich können beispielsweise (Gummi)Puffer hergestellt werden, die insbesondere als Klapperschutz dienen. Von Vorteil beim Umschäumen der Beschnittkante ist, dass durch einen geringeren Druck ein besseres Ergebnis in Hinblick des optischen Erscheinungsbildes des Bauteils erreicht wird, bzw. dass dieses Verfahren einfacher durchführbar ist, indem Druckschwankungen keine große Rolle spielen in Hinblick auf das Ergebnis der eingefassten Beschnittkante. Zudem ist die Abdichtung des Formhohlraums besser realisierbar.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch das eingangs genannte Verfahren gelöst, nach dem die Beschnittkante in einer Form mit einem Formhohlraum mit einem aus einem Rohmaterial für einen Kunststoffschaum hergestellten Kunststoffschaum umschäumt oder mit zumindest einem Kunststoff zur Ausbildung eines Randelementes umspritzt wird, wodurch voranstehend genannte Effekte erzielbar sind.
Zudem wird die Aufgabe der Erfindung durch die eingangs genannte Form gelöst, bei der der obere Formteil in der Geschlossenstellung unter Ausbildung eines Zwischenraums zur Anordnung eines Randbereiches des Bauteils mit der Beschnittkante teilweise beabstandet vom unteren Formteil angeordnet ist, wobei ein Querschnitt des Zwischenraums eine Querschnittsverjüngung aufweist. Durch die Querschnittsverjüngung wird der Bauteil im Randbereich zwischen den beiden Formteilen „eingequetscht”, wodurch eine bessere Abdichtung des Formhohlraums in Richtung auf den Bauteil auch ohne zusätzliche Dichtungsmaßnahmen erreicht wird, sodass die Ausbildung der Umschäumungskante bzw. Umspritzungskante sauberer und ohne Ausfransungen im Übergangsbereich zwischen Umspritzung bzw. Umschäumung auf den Grundkörper durchgeführt werden kann. Selbstverständlich ist jedoch die Ausbildung einer zusätzlichen Dichtungsebene möglich.
Nach einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Randelement zumindest teilweise aus einem thermoplastischen Elastomer oder einem Kunststoff(schaum) besteht. Einerseits sind damit aufgrund der thermoplastischen Eigenschaften kurze Zykluszeiten in der Herstellung möglich. Andererseits ist damit die Ausbildung einer Beschnittkante bzw. eines Randelementes für den Grundkörper des Bauteils möglich, die eine für den Verwender angenehme Haptik aufweist. Darüber hinaus ist es damit möglich, dass vorkommende Druckverformungen im Kantenbereich des Bauteils während dessen Gebrauchs sich aufgrund der Relaxation wieder ausgleichen, also die Druckverformung zurückgeht, wodurch die Bauteil die ursprüngliche Form über einen längeren Zeitraum beibehält, selbst bei entsprechend intensiver Nutzung. Durch die Ausbildung des Randelementes als Kunststoffschaum kann der Druck, der auf den Grundkörper des Bauteils während des Umschäumens einwirkt, besser kontrolliert werden, indem z. B. der auf die Beschnittkante einwirkende Schäumdruck über das eingebrachte Volumen an Rohstoff für den Kunststoffschaum begrenzt wird und/oder der Volumenstrom auf das jeweilige Bauteil abgestimmt wird.
Der Grundkörper kann im Bereich der Beschnittkante zumindest teilweise eine Querschnittsverjüngung aufweisen. Einerseits wird damit eine zumindest annährend ebenflächige Ausbildung des Rand- bzw. Kantenbereiches des Bauteils ermöglicht. Andererseits wird damit ermöglicht, dass das Randelement mit einer größeren Schichtdicke ausgebildet werden kann, wodurch dessen Stabilität bzw. mechanischen Eigenschaften verbessert werden können.
In einer besonderen Ausführungsvariante dazu ist vorgesehen, dass die Beschnittkante spitz zulaufend ausgebildet ist, wodurch im Kantenbereich selbst des Bauteils die Möglichkeit besteht, das Randelement mit einer hohen oder geringen Schichtdicke auszugestalten. Andererseits besteht damit aber auch die Möglichkeit, beispielsweise wenn das Randelement mit einer zumindest annährend gleich bleibenden Schichtdicke ausgestaltet wird, dass sich der Bauteil durch die verminderte Wandstärke im Bereich des Randelementes besser an Fertigungstoleranzen der Karosserie oder des umgebenden Bauteils bzw. der umgebenden Bauteile eines Kraftfahrzeuges anpassen kann, wodurch beispielsweise eine bessere Abdeckung eines Gepäckfaches, das heißt des Kofferraums, erreicht werden kann, für den Fall, dass der Bauteil als Gepäckraumabdeckung ausgebildet ist.
An der Beschnittkante können Befestigungselemente angeordnet sein, die mit dem Randelement verbunden sind, insbesondere zumindest teilweise in dem Kunststoff des Randelementes verankert sind. Es ist damit eine weitere Verfahrensvereinfachung zur Herstellung des Bauteils möglich, indem nämlich die Befestigungselemente zur Anordnung des Bauteils an der Karosserie des Kraftfahrzeuges bereits während der Herstellung des Randelementes mit berücksichtigt werden und zudem diese Befestigungselemente einen besseren Halt an dem Bauteil durch die bevorzugte Verankerung in dem Kunststoff des Randelementes aufweisen.
Das Randelement kann einen zumindest annährend profilartigen Querschnitt mit einem Schenkel aufweisen, wobei der Schenkel eine Breite aufweist, die zumindest der maximalen Dicke des Grundkörpers im Bereich der Umspritzung entspricht. Einerseits wird damit die Haftung des Randelementes an der Beschnittkante verbessert, andererseits wird damit die Belastbarkeit der Beschnittkante, das heißt der Randausbildung des Bauteils, deutlich verbessert.
Es ist aber auch möglich, dass die Breite dieses Schenkels dicker oder dünner als Grundkörper ist.
Der Grundkörper kann zumindest zwei aneinander grenzende Beschnittkanten aufweisen, wobei ein Übergang zwischen den Beschnittkanten mit einer Rundung ausgeführt ist, um damit die Entformbarkeit des Bauteils zu verbessern. Andererseits wird damit aber auch die Alltagstauglichkeit des Bauteils durch eine Verringerung der Beschädigungsgefahr des Eckbereichs bzw. des Kantenbereichs verbessert.
Zwischen dem Randelement und dem Grundkörper kann im Bereich der Beschnittkante zumindest eine Zwischenschicht angeordnet werden. Diese Zwischenschicht kann gemäß einer Ausführungsvariante aus einem Kunststoff(schaum) bestehen oder gemäß einer weiteren Ausführungsvariante aus einem metallischen Werkstoff. Es kann damit eine Verstärkung des Randbereiches des Bauteils erreicht werden, einerseits über die Kunststoff(schaum)-Zwischenschicht, indem diese während des Einspritzens des Kunststoffes zur Ausbildung des Randelementes komprimiert wird, sodass im Randbereich des Bauteils ein Druck aufgebaut und durch den Kunststoff des Randelementes bei dem fertigen Bauteil beibehalten wird, wodurch eine Art „Versteifung” des Kantenbereiches des Bauteils erreicht wird. Diese Versteifung kann aber auch über die metallische Zwischenschicht erreicht werden. Insbesondere sind damit die Befestigung der voranstehend genannten Befestigungselemente und deren Halterung an dem Bauteil verbesserbar.
Die Dicke des Randelementes kann zumindest 10% der maximalen Dicke des Grundkörpers im Bereich der Umspritzung oder Umschäumung entsprechen, wodurch ebenfalls eine Festigkeitssteigerung des Kantenbereichs des Bauteils erzielbar ist.
Dabei ist es möglich, dass die Dicke des Randelementes zumindest 20%, insbesondere zumindest 30%, der maximalen Dicke des Grundkörpers im Bereich der Umspritzung oder Umschäumung entspricht.
Aus demselben Grund ist es möglich, dass eine Dicke des Randelementes über die Breite der Umspritzung oder Umschäumung zunimmt. Es ist damit aber auch erreichbar, dass Ungenauigkeiten im Bereich der Beschnittkante des Grundkörpers des Bauteils besser ausgeglichen werden können, sodass eine bessere Anpassung des Bauteils an die gewünschte Form und damit wiederum eine Reduzierung von Ausschussproduktion erreichbar sind.
Das Randelement kann weicher oder härter sein als der Grundkörper, wodurch einerseits die Haptik des Bauteils verbessert wird, andererseits aber auch die Auflage des Bauteils im Kraftfahrzeug durch die Anpassbarkeit des Randelementes an Oberflächenungenauigkeiten bzw. Toleranzen verbessert werden kann. Durch das weichere oder härtere Randelement wird aber auch ein „Klapperschutz”, beispielsweise beim Schließen des Bauteils oder während der Fahrt, erreicht.
Eine Erhöhung der mechanischen Stabilität wird auch erreicht, wenn das Randelement faserverstärkt ausgebildet wird.
Um eine bessere Anbindung des Randelementes an den Grundkörper des Bauteils zu erreichen, besteht die Möglichkeit, dass der Grundkörper im Bereich des Randelementes zumindest eine, insbesondere nutartige, Vertiefung aufweist, in die das Randelement oder die Zwischenschicht eingreift. Es ist damit auch eine bessere Positionierung der Zwischenschicht im Bereich der Beschnittkante während des Umspritzens oder Umschäumens erzielbar, wodurch die Herstellung des Bauteils vereinfacht werden kann.
Von Vorteil ist es auch, wenn die Umschäumung eine Härte von zumindest 10 Shore A aufweist, beispielsweise eine Härte die die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 20 Shore A, insbesondere 40 Shore A, und einer oberen Grenze von 100 Shore A, insbesondere 80 Shore A. Es wird damit der Umschäumung eine entsprechende „Festigkeit” verliehen ohne jedoch die Eigenschaften der Anpassung an Unebenheiten in Bereich der Auflage des Bauteils bzw. der angenehmen Haptik für den Benutzer des Bauteils zu verlieren.
Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Umschäumung durch das Zuführen des Rohmaterials für den Kunststoffschaum in den Formhohlraum bei einem Druck von maximal 300 bar, insbesondere maximal 250 bar, durchgeführt wird. Es wird damit ebenfalls verhindert, dass durch einen zu hohen Druck in der Form die Ausbildung der Umschäumung unsauber wird, indem der auf den Grundkörper während des Umschäumens einwirkende Druck reduziert wird.
In Hinblick auf die Verbesserung der Alltagstauglichkeit ist es von Vorteil, wenn ein Kunststoffschaum mit einer geschlossenen Oberfläche erzeugt wird, der Kunststoffschaum also äußerlich verhautet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens wird als Kunststoffschaum ein Polyurethanschaum aus einem Polyol und einem Isocyanat erzeugt wird, wobei ein Verhältnis von Polyol:Isocyanat ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 100:30 und einer oberen Grenze von 100:40 eingestellt wird. Es hat sich nämlich gezeigt, dass das Eigenschaftsprofil der Umschäumung in Hinblick auf Widerstandsfestigkeit, Abnutzungsbeständigkeit, Anpassungsfähigkeit, etc. in diesem Mischungsverhältnis der Komponenten bei gleichzeitig einfacher Verarbeitbarkeit der Komponenten deutlich besser ist, als bei anderen Mischungsverhältnissen.
Es ist auch möglich, dass als Kunststoffschaum ein Integralschaum erzeugt wird, wodurch die Umschäumung in den Randschichten in einem Herstellungsschritt im Vergleich zu den Kernschichten hart bzw. härter ausgeführt werden kann.
In Hinblick auf eine gleichmäßigere Verteilung des Rohmaterials im Formhohlraum ist es von Vorteil, wenn das Rohmaterial über ein zumindest teilweise fächerförmig ausgebildetes Zuführelement dem Formhohlraum zugeführt wird, wodurch ein Reduzierung des Zuführdruckes des Rohmaterials mit den voranstehend beschriebenen Vorteilen möglich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Form ist vorgesehen, dass die Querschnittsverjüngung durch eine Kante des oberen Formteils oder des unteren Formteils gebildet ist. Es wird damit die Dichtfunktion verbessert. Zudem kann dieser Dichtbereich auf einen kleineren Bereich des Grundkörpers beschränkt werden.
Für eine bessere Entlüftung des Formhohlraums kann es von Vorteil sein, wenn der obere Formteil und/oder der untere Formteil zumindest zweigeteilt ausgebildet sind.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung:
1 ein Bauteil in Schrägansicht;
2 ein Detail eines Bauteils im Bereich der Beschnittkante in Seitenansicht geschnitten;
3 ein Detail einer Ausführungsvariante eines Bauteils im Bereich der Beschnittkante in Seitenansicht geschnitten;
4 einen Ausschnitt aus einer Ausführungsvariante eines Bauteils mit einer umschäumten Beschnittkante in Seitenansicht geschnitten;
5 einen Ausschnitt aus einer Form in Draufsicht;
6 eine Form in Seitenansicht geschnitten;
7 eine Ausführungsvariante einer Form in Seitenansicht geschnitten
8 einen Ausschnitt aus einem Bauteil 1 in Seitenansicht.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
1 zeigt einen Bauteil 1 in Form einer Gepäckraumabdeckung für ein Kraftfahrzeug, teilweise auch als Hutablage bezeichnet, in Schrägansicht.
Es sei bereits an dieser Stelle ausgeführt, dass der Bauteil 1 auch für einen anderen Verwendungszweck in Kraftfahrzeugen ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann der Bauteil 1 als (Seiten)Verkleidung für eine Kraftfahrzeugtür, einen Kofferraum, einen Ladeboden, eine Säule, beispielsweise die A-, B- oder C-Säule eines Kraftfahrzeuges, als Ladenboden an sich, etc., ausgebildet sein.
Dieser Bauteil 1 umfasst einen Grundkörper 2, der zumindest eine auf einer Oberseite 3, die im geschlossenen Zustand des Bauteils 1 nach oben in den Fahrgastraum weist, Dekorschicht 4 sowie eine unterhalb dieser Dekorschicht 4 angeordnete und bevorzugt mit dieser verbundene Kernschicht 5 aufweist. Gegebenenfalls kann zwischen der Dekorschicht 4 und der Kernschicht 5 zumindest eine weitere Schicht angeordnet sein, ebenso kann auf der Unterseite des Bauteils 1 eine weitere Dekorschicht bei Bedarf angeordnet werden. Derartige Ausgestaltungen von Gepäckraumabdeckungen, wie sie üblicherweise für Kombinationskraftfahrzeuge verwendet werden, bei denen der Kofferraum, das heißt der Gepäckraum, nur über dieses Bauteil 1 vom Fahrgastraum abgegrenzt ist, sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt.
Der Bauteil 1 kann einteilig ausgebildet sein, wie dies in 1 dargestellt ist. Ebenso besteht die Möglichkeit, dass dieser mehrteilig aus insbesondere über ein Filmscharnier miteinander verbundenen Teilen besteht, sodass der Bauteil 1 zusammenlegbar bzw. zusammenfaltbar ist. Auch derartige Ausgestaltungen sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Wie 1 zeigt, kann an der Oberseite 3 des Bauteils 1 zumindest eine Vertiefung 6 angeordnet sein.
Die Dekorschicht 4 kann beispielsweise durch einen Teppich, ein Vlies, einen Filz oder dergleichen bestehen. Die Kernschicht 5 kann durch einen Schaumstoff gebildet sein, beispielsweise einem Polyurethanschaum, wobei dieser Schaumstoff ein so genannter Neuschaum sein kann oder ein Verbundschaum, bei dem Schaumstoffpartikel aus Abfällen und Resten mit Neuschaum miteinander verbunden werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, dass die Kernschicht 5 durch eine Wabenplatte, z. B. aus Karton oder einem Kunststoff, insbesondere Polypropylen, zumindest teilweise gebildet ist bzw. kann diese Kernschicht 5 auch durch eine Kunststoffschicht, insbesondere eine mit Fasern verstärkte, thermoplastische Kunststoffschicht sein.
Derartige Bauteile 1 werden üblicherweise durch aufeinander legen der einzelnen Schichten und einlegen dieses Schichtmaterials in eine Pressform mit anschließendem Verpressen hergestellt, wobei das Schichtmaterial normalerweise größer ausgebildet ist als der endgültige Bauteil 1, sodass es notwendig ist, dass im Bereich zumindest einer der Seitenkanten 7 ein Beschnitt unter Ausbildung einer Beschnittkante 8 durchgeführt wird. Im Bereich dieser Beschnittkante 8 tritt dann der Schichtaufbau zutage, sodass also die Kernschicht 5 zu sehen ist. Um dies zu vermeiden, kann, wie bereits voranstehend ausgeführt, im Bereich dieser Beschnittkante 8 die Dekorschicht 4 durch Umbug nach unten über diese Beschnittkante 8 gezogen und mit der Kernschicht 5 verklebt werden. In diesem Fall ist es notwendig, dass die Dekorschicht 4 mit einem größeren Überstand belassen wird, das allerdings einen höheren Aufwand in Hinblick auf das Werkzeug, das Personal, die Herstellungsanlagen, etc., erfordert.
Um dies zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Beschnittkante 8 zur Ausbildung eines Randelementes 9 mit einem Kunststoff umspritzt wird.
Der Grundkörper 2 weist zumindest eine Beschnittkante 8 auf, wobei selbstverständlich dieser Grundkörper 2 an mehreren oder allen Seitenkante 7 eine derartige Beschnittkante 8 aufweisen kann und in diesem Fall es möglich ist, dass mehrere oder sämtliche dieser Beschnittkanten 8 mit dem Kunststoff zur Ausbildung des Randelementes 9 umspritzt werden.
Prinzipiell ist jeder spritzfähige oder umschäumfähige Kunststoff (insbesondere jeder thermoplastische Kunststoff) zur Herstellung des Randelementes 9 einsetzbar. Vorzugsweise werden jedoch thermoplastische Elastomere, insbesondere thermoplastische Polyurethane (TPU) oder thermoplastische Copolyamide (TPA) verwendet, wobei auch thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis oder thermoplastische Copolyester einsetzbar sind. Es sind auch Mischungen verschiedener Kunststoffe möglich.
In 2 ist eine Ausführungsvariante des im Bereich der Beschnittkante 8 und insbesondere mit dem Grundkörper 2 verbundenen Randelementes 9 des Bauteils 1 dargestellt. Der Grundkörper 2 besteht bei dieser Ausführungsvariante aus der ersten, oberen Dekorschicht 4, der Kernschicht 5 und einer weiteren, an der Unterseite angeordneten Dekorschicht 4, wobei die beiden Dekorschichten 4 auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen können. Bei dieser Ausführungsvariante weist die Beschnittkante 8 zumindest teilweise eine Querschnittsverjüngung auf, sodass sich der Grundkörper 2 in Richtung auf die Seitenkante 7 verjüngt. Es sei jedoch angemerkt, dass die dargestellte Form der Querschnittsverjüngung des Grundkörpers 2 für die Erfindung nicht beschränkend ist. Insbesondere muss diese Querschnittsverjüngung nicht mit einer Rundung versehen sein, sondern besteht auch die Möglichkeit, dass der Grundkörper 5 im Bereich der Beschnittkante 8 abgeschrägt ist. Des Weiteren muss die Querschnittsverjüngung nicht zwangsweise so weit geführt sein, dass diese spitz zulaufend ausgebildet ist.
In einer ersten Ausführungsvariante – in 2 sind mehrere Ausführungsvarianten dargestellt – steht das Randelement 9 über die Oberfläche des Grundkörpers 2 vor und bildet dabei insbesondere den sich verjüngenden Querschnitt des Grundkörpers 5 im Bereich der Beschnittkante 8 nach.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, wie dies in 2 strichliert angedeutet ist, dass der Grundkörper 5 im Bereich des Randelementes 9 eine Absetzung 10 aufweist, die bevorzugt an beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen, also an der Oberseite 3 und auch an dieser Oberseite 3 gegenüberliegenden Unterseite, wobei auch nur eine dieser Oberflächen mit der Absetzung 10 versehen sein kann – eine zusätzliche Querschnittverjüngung aufweist, sodass also die Möglichkeit besteht, dass der Kunststoff zur Ausbildung des Randelementes 9 zumindest annähernd ebenflächig mit den beiden Oberflächen des Grundkörpers 2 abschließt.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, wie dies in 2 strichpunktiert dargestellt ist, dass das Randelement 9 nicht zwingend die Querschnittskontur des Grundkörpers 2 im Bereich der Beschnittkante 8 nachbildet, sondern dass dieses Randelement 9 beispielsweise mit einem im Bereich der Seitenkante 7 zumindest annährend rechteckförmigen Querschnitt ausgebildet ist, sodass sich also die Schichtdicke des Randelementes 9 im vom Grundkörper 2 abweisenden Bereich des Randelementes 9 erhöht, beispielsweise um eine partielle Auflage zu erreichen.
3 zeigt eine Ausführungsvariante des Bauteils 1 im Bereich der Beschnittkante 8, bei der der Grundkörper 2, der wiederum zwei Dekorschichten 4 sowie die Kernschicht 5 aufweist, stirnseitig zumindest teilweise eine Ausnehmung 11, die insbesondere nutartig ausgeführt ist, aufweist, wobei das Randelement 9, das heißt der Kunststoff des Randelementes 9, bis in diese nutförmige Ausnehmung 11 hineinreicht und damit die Verbindung zwischen dem Randelement 9 und dem Grundkörper 2 des Bauteils 1 verbessert wird. Bevorzugt weist diese insbesondere nutförmige Ausnehmung 11 einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt bzw. zumindest eine Hinterschneidung auf, wodurch der Verankerungs- und Verbindungseffekt zwischen dem Randelement 9 und dem Grundkörper 2 verbessert wird. Es ist jedoch prinzipiell möglich auch andere Querschnittsformen, beispielsweise einen rechteckförmigen oder einen quadratischen Querschnitt, für diese Ausnehmung 11 vorzusehen. Des weiteren muss diese Ausnehmung 11, wenngleich dies die bevorzugte Ausführungsvariante ist, nicht zwingend nutartig sein, sondern können an diskreten Bereichen am Grundkörper 2 stirnseitig im Bereich der Beschnittkante 8 mehrere Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 11 angeordnet werden. Es ist weiters möglich, zumindest zwei nutförmige Ausnehmungen 11 stirnseitig anzuordnen.
In einer Ausführungsvariante dazu besteht die Möglichkeit, dass derartige insbesondere nutförmige Ausnehmungen 11 nicht nur stirnseitig im Bereich des Randelementes 9 angeordnet sind, sondern dass auch an zumindest einer der Oberflächen, das heißt beispielsweise der Oberseite 3 oder der Unterseite, des Grundkörpers 2 zumindest eine derartige Ausnehmung 11 aus demselben Zweck im Bereich der Beschnittkante 8, das heißt des Randelementes 9, vorgesehen wird.
Wie aus 1 ersichtlich ist, kann der Bauteil 1 zumindest ein Befestigungselement 12 aufweisen, mit der dieser Bauteil 1 zum Beispiel an einer Heckklappe des Kraftfahrzeuges befestigt werden kann. Derartige Befestigungselemente 12 sind aus dem Stand der Technik bekannt und bestehen beispielsweise aus einer Haltevorrichtung 13, einem damit verbundenen, insbesondere schnurförmigen Element 14 sowie einem mit der Heckklappe verbindbaren, insbesondere einhängbaren Ringelement 15. In der bevorzugten Ausführungsvariante wird dieses Befestigungselement 12 bzw. werden die Befestigungselemente 12 nicht nachträglich an dem Bauteil 1 angeordnet, insbesondere stirnseitig, sondern bereits vor der Ausbildung des Randelementes 9, sodass der Kunststoff für die Herstellung der Umspritzung der Beschnittkante 8 dieses Befestigungselement 12 zumindest teilweise einschließt und damit das Befestigungselement teilweise in diesem Randelement 9 verankert wird. Dazu kann das Befestigungselement 12, das heißt insbesondere die Haltevorrichtung 13, auch entsprechende Vorkehrungen wie beispielsweise hakenförmige Elemente oder dergleichen aufweisen, die gegebenenfalls profiliert und/oder mit Durchbrüchen versehen sind, sodass eine bessere Verankerung des Befestigungselementes 12 in dem Randelement 9 erreicht wird.
In der bevorzugten Ausführungsvariante des Randelementes 9 ist dieses, wie dies zum Beispiel in den 2 und 3 dargestellt ist, profilartig mit einem profilartigen Querschnitt ausgebildet und weist zumindest einen Schenkel 16 auf, wobei dieser Schenkel 16 eine Breite 17 aufweist, die zumindest einer maximalen Dicke 18 des Grundkörpers 5 im Bereich der Umspritzung, das heißt im Bereich des Randelementes 9, entspricht. Es wird damit eine weitere Verbesserung der Anhaftung, das heißt der Verbindung des Randelementes 9 mit dem Grundkörper 5 erreicht, wodurch die mechanische Belastbarkeit dieses Randverbundes, das heißt des Bauteils 1, im Randbereich erhöht werden kann.
Wie bereits erwähnt besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass der Grundkörper 2 mehrere Beschnittkanten 8 aufweist, wobei zumindest zwei derartige Beschnittkanten 8 aneinander grenzen. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn diese in einem Übergang zwischen zwei Beschnittkanten 8 mit einer Rundung versehen ist, wie dies beispielsweise in 1 dargestellt ist.
Zur weiteren Verstärkung der Randausbildung des Bauteils 1 besteht die Möglichkeit, dass, obwohl dies nicht dargestellt ist, im Bereich der Beschnittkante 8, insbesondere stirnseitig, am Grundkörper 2 zumindest eine Zwischenschicht angeordnet wird, wobei diese Zwischenschicht aus einem Kunststoffschaum oder einem metallischen Werkstoff oder aus Karton bestehen kann, wobei auch hier wiederum Kombinationen möglich sind, sodass also beispielsweise sowohl eine Kunststoffschaumzwischenschicht als auch eine Zwischenschicht aus einem metallischen Werkstoff vorgesehen werden kann. Es ist dabei insbesondere möglich, dass diese Zwischenschicht in die nutartige Ausnehmung 11, wie es beispielsweise in 3 dargestellt ist, zumindest teilweise hineinragt, wodurch eine bessere Halterung bzw. Platzierung dieser Zwischenschicht während der Umspritzung zur Ausbildung des Randelementes 9 erreicht werden kann.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass das Randelement 9 mit einer florartigen oder vliesartigen Oberfläche hergestellt wird, sodass sich dieses Randelement 9 besser in das optische Erscheinungsbild des Bauteils 1 integrieren lässt. Darüber hinaus wird damit die Haptik des Bauteils 1 im Bereich des Randelementes 9 verbessert.
Eine Dicke 19 des Randelementes 9 ist bevorzugt, wie dies in 2 dargestellt ist, so ausgestaltet, dass diese zumindest 10% der maximalen Dicke 18 des Grundkörpers 2 im Bereich der Umspritzung entspricht. Dabei ist mit der Dicke 19 des Randelementes 9 die Wandstärke beispielsweise des Schenkels 16 gemeint, sofern dieses profilartig ausgebildet ist. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, dass das Randelement 9 die gleiche Schichtdicke, das heißt Dicke 19, zumindest teilweise, insbesondere stirnseitig, aufweist, wie die Dicke 18 des Grundkörpers 2 bzw. kann die Dicke 19 des Randelementes 9 auch größer sein als die Dicke 18 des Grundkörpers.
In einer besonderen Ausführungsform des Randelementes 9 ist dieses weicher ausgebildet als der Grundkörper 2 des Bauteils 1, sodass also das Randelement 9 eine geringere Härte aufweist als der Grundkörper 2, der normalerweise relativ steif ausgeführt ist, um eine gewisse Mindestbelastung durch auf den Bauteil 1 abgelegte Gegenstände zuzulassen.
Es besteht weiters die Möglichkeit, dass das Randelement 9 durch Fasern, beispielsweise Glasfasern oder Kunststofffasern bzw. Metallfasern, verstärkt wird, wobei dieses Kunststoff-Faser-Gemisch z. B. vorgemischt wird und gleichzeitig aufgespritzt werden kann bzw. besteht ebenso die Möglichkeit, dass im Randbereich des Grundkörpers 2 in den Bereichen in denen das Randelement 9 ausgebildet wird, vor der Umspritzung ein Fasergewebe oder ein Wirrfaservlies aufgelegt wird und dieses mit dem Kunststoff für die Herstellung des Randelementes 9 umspritzt oder umschäumt und damit in diesem eingebettet wird.
Obwohl der erfindungsgemäße Bauteil 1 in einem Werkzeug hergestellt werden kann, besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, insbesondere bei besonderen Ausführungsvarianten, wie zum Beispiel jenen nach 3, dass vor der Umspritzung oder Umschäumung beispielsweise die nutartige Ausnehmung 11 bzw. die Ausnehmungen 11 im Grundkörper 2 in einem gesonderten Werkzeug hergestellt werden und darauf folgend die Umspritzung oder Umschäumung wiederum in einem eigenen Werkzeug durchgeführt wird, wobei auch in diesem Fall Kombinationswerkzeuge möglich sind, die sowohl die Ausbildung der Beschnittkante 8 als auch die Herstellung der Ausnehmungen 11 und das anschließende Umspritzen oder Umschäumen der Beschnittkante 8 erlauben, wobei derartige Werkzeuge verständlicherweise teurer sind.
Das Werkzeug selbst kann im einfachsten Fall aus einem Unterwerkzeug und einem Oberwerkzeug bestehen, wobei die beiden Werkzeuge relativ zueinander verstellbar sind bzw. zumindest eines dieser beiden Werkzeuge relativ zum anderen verstellbar ist, sodass der Pressvorgang durchgeführt werden kann. Um das Randelement 9 ausbilden zu können, besteht die Möglichkeit, dass die Schneidwerkzeuge zur Herstellung der Beschnittkante 8 bzw. der Beschnittkanten 8 vom Rand des Werkzeugs beabstandet im Oberwerkzeug oder im Unterwerkzeug angeordnet sind, sodass nach dem Beschnitt des Grundkörpers 2 ein Formhohlraum übrig bleibt, zur Aufnahme des Kunststoffes für die Umspritzung, wobei in diesem seitlichen Formhohlraum entsprechende Düsen angeordnet sein können, über die der Kunststoff in diesen Hohlraum bei geschlossenem Werkzeug eingespritzt werden kann. Der abgetrennte Überstand des Grundkörpers 2 wird vor der Umspritzung der Beschnittkante 8 aus dem Werkzeug, z. B. durch kurzzeitiges Öffnen, entfernt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Bauteil 1 bereits vor dem Pressvorgang beschnitten wird, sodass im Presswerkzeug nicht zwingenderweise ein Schneidwerkzeug angeordnet sein muss.
Es sei darauf hingewiesen, dass es prinzipiell auch möglich ist, dass der Schichtverbund zur Herstellung des Grundkörpers 2 passgenau ohne Überstand in das Presswerkzeug eingelegt wird, wozu entsprechende Positionierungswerkzeuge verwendet werden können, beispielsweise mit entsprechenden, optischen Abtastvorrichtung zur Einstellung der Position des Schichtmaterials, sodass bei diesen Grundkörpern 2 eine Beschnittkante im voranstehenden Sinn nicht vorhanden sein muss. Trotzdem besteht auch hier die Möglichkeit, den Randbereich mit dem erfindungsgemäßen Randelement 9 durch Umspritzen des Randbereichs, das heißt der Seitenkante 7 bzw. der Seitenkanten 7, herzustellen, sodass auch bei diesen Ausführungsvarianten die Kernschicht 5 des Grundkörpers 2 des Bauteils 1 nicht sichtbar angeordnet sind.
4 zeigt einen Ausschnitt aus einer Ausführungsvariante des Bauteils 1 im Randbereich, d. h. im Bereich der Beschnittkante 8. Dieser Bauteil 1 weist wiederum einen Grundkörper 2 auf, der mehrschichtig aufgebaut ist. Der Schichtaufbau kann dabei wie voranstehend beschrieben ausgeführt sein, sodass diesbezüglich auf diese Ausführungen verwiesen wird.
Zum Unterschied zu voranstehenden Ausführungsvarianten des Bauteils 1 ist bei der in 4 dargestellten anstelle der Kunststoffumspritzung eine Umschäumung 20 vorgesehen, die die Beschnittkante 8 überdeckt. Insbesondere wird diese Umschäumung aus einem duroplastischen Kunststoffschaum hergestellt, vorzugsweise aus einem Polyurethan. Es ist damit möglich, die Umschäumung 20 einerseits hinsichtlich ihrer Härte und andererseits hinsichtlich ihres Ausdehnungsverhaltens einfach einzustellen, sodass die Umschäumung 20 sowohl die erforderliche Festigkeit hinsichtlich ihres Gebrauchs aufweist als auch deren Herstellung verbessert ist, indem diese auf die Beschnittkante 8 während des Aufschäumens keinen allzu großen Druck ausübt. Die Härte der Umschäumung 20 weist dabei vorzugsweise einen Wert von zumindest 10 Shore A auf, beispielsweise einen Wert, der bevorzugt ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 20 Shore A und einer oberen Grenze von 100 Shore A, insbesondere aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 40 Shore A und einer oberen Grenze von 80 Shore A.
Es ist damit aber auch möglich weitere gewünschte mechanische Kennwerte einfach einzustellen, wobei diese insbesondere über das Mischungsverhältnis der Rohstoffkomponenten für die Umschäumung 20 eingestellt werden. Im Falle eines Polyurethanschaums wird dazu – wie an sich bei Polyurethanschäumen üblich – bevorzugt ein Zweikomponentensystem eingesetzt – es sind auch Einkomponentensysteme verwendbar, die ebenfalls aus dem Stand der Technik zu Polyurethanschäumen bekannt sind – wobei eine Komponente durch ein Polyol und die zweite Komponente durch ein Isocyanat gebildet ist, wobei auch Mischungen von mehreren Polyolen und/oder mehreren Isocyanten verwendet werden können. Vorzugsweise ist dabei das Verhältnis von Polyol:Isocyanat ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 100:20 und einer oberen Grenze von 100:50, insbesondere ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 100:30 und einer oberen Grenze von 100:40.
Es können die aus dem Stand der Technik bekannten Polyole und Isocyanate eingesetzt werden.
Das Aufschäumen der Rohmaterialien für den Polyurethanschaum erfolgt dem Stand der Technik zu Polyurethanschäumen entsprechend, sodass diesbezüglich auf die einschlägige Literatur verwiesen sei.
Es sind aber auch andere Kunststoffschäume für die Umschäumung 20 verwendbar, beispielsweise Polyethlyenschäume, Polypropylenschäume, etc., wobei bevorzugt Schäume verwendet werden, die eine offenzellige Struktur aufweisen.
Die Umschäumung 20 weist bei der Ausführungsvariante des Bauteils 1 nach 4 einen annähernd „kreisförmigen” Querschnitt auf, wobei ein Winkel 21 zwischen der Umschäumung 20 und dem Grundkörper 2 an einer in Einbaulage des Bauteils 1 nach oben weisenden Oberfläche 22 kleiner ist, als ein Winkel 23 zwischen der Umschäumung 20 und einer in Einbaulage nach unten weisenden Oberfläche 24 des Grundkörpers 2, wie dies in 4 dargestellt ist. Mit anderen Worten läuft also die Umschäumung 20 an der Unterseite des Bauteils 1 flach aus.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass dieser in 4 dargestellte Querschnitt nicht beschränkend für die Erfindung ist, wobei dieser gewisse Vorteile in Hinblick auf den Gebrauch und die Herstellung des Bauteils hat, sondern auch Umschäumungen 20 mit anderen Querschnitten hergestellt und an dem Bauteil 1 verwendet werden können, beispielsweise die zu den voranstehend beschriebenen Figuren angeführten Querschnitte.
Die Herstellung der Umspritzung und insbesondere der Umschäumung 20 erfolgt bevorzugt in einer Form 25, wie sie in den 5 und 6 bzw. 7 dargestellt ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass auch anders ausgestaltete Formen verwendet werden können, insbesondere auch die Pressform zur Verpressung des Grundkörpers, sofern diese entsprechend für die Zuführung eines oder mehrerer Rohmaterialien für einen Kunststoffschaum ausgerüstet ist, beispielsweise wie im Folgenden zur in den 5 bis 7 dargestellten Formen 25 beschrieben.
Die Form 25 nach den 5 und 6 weist einen unteren Formteil 26 und einen oberen Formteil 27 auf, wobei in 5 lediglich der Unterteil 26 dargestellt ist. Sowohl der untere Formteil 26 als auch der obere Formteil 27 weisen jeweils eine Vertiefung 28 bzw. 29 auf die zusammen in der in 6 dargestellten Geschlossenstellung der Form 25 einen Formhohlraum 30 ausbilden. Dabei ist der obere Formteil 27 in einem Bereich 31, in dem der Grundkörper 2 des Bauteils 1 in den Formhohlraum 30 zugeführt wird, in der Geschlossenstellung beabstandet zum unteren Formteil 26 angeordnet, sodass der Grundkörper 2 nicht zur Gänze in die Form 25 eingelegt werden muss, wie dies in 6 dargestellt ist, sondern lediglich mit dem die Beschnittkante 8 aufweisenden Randbereich in den Formhohlraum 30 eintaucht, die Form 25 damit also kleiner ausgeführt werden kann. Ein durch die Beabstandung gebildeter Zwischenraum 32 kann hinsichtlich seiner Höhe zumindest so groß sein, dass der Grundkörper 2 eingelegt werden kann, wobei in diesem Fall eine Abdichtung zwischen dem Grundkörper und der Form 25 im Bereich des Zwischenraums 32 vorzusehen ist, um ein Auslaufen des Kunststoffschaums durch den Schäumdruck während des Aufschäumens zu vermeiden. In der bevorzugten Ausführungsvariante weist dieser Zwischenraum 32 jedoch eine Querschnittsverjüngung auf bzw. verjüngt sich der Querschnitt, sodass der Grundkörper 2 zwischen dem unteren und dem oberen Formteil 26, 27 eingeklemmt wird, sodass auf eine zusätzliche Abdichtung in diesem Bereich verzichtet werden kann.
Bevorzugt im oberen Formteil 27, prinzipiell jedoch auch im unteren Formteil 26, ist ein Zuführkanal 33 für die Zuführung des Rohmaterials für den Kunststoffschaum bzw. auch den Kunststoff – prinzipiell kann mit der Form 25 auch die Umspritzung hergestellt werden – in den Formhohlraum 30 ausgebildet, der teilweise beispielsweise durch eine Bohrung und teilweise durch eine weitere Beabstandung bzw. eine weitere Vertiefung im oberen Formteil 27 oder weitere Vertiefungen im oberen und im unteren Formteil 26 ausgebildet ist bzw. wird. Es ist jedoch auch möglich, dass der Zuführkanal 33 zur Gänze im oberen oder im unteren Formteil 27 oder 26 ausgebildet ist.
In der bevorzugten Ausführungsvariante der Form 25 ist der Zuführkanal 33 im vorderen Endbereich, der in den Formhohlraum 30 mündet, fächerförmig und bevorzugt mit sich im Querschnitt in Richtung auf den Formhohlraum 30 sich verjüngend ausgebildet, wie dies aus 5 bzw. 6 ersichtlich ist, wobei die Verjüngung vorzugsweise mit einem stetigen Verlauf ausgeführt ist. Es wird damit eine gleichmäßigere Zuführung des Rohmaterials für den Kunststoff(schaum) in den Formhohlraum 30 erreicht. Es sind aber auch andere Angussformen möglich, beispielsweise ein Filmguss mit einer Breitschlitzdüse, etc.
Obwohl in den 5 und 6 nur ein Zuführkanal 33 dargestellt ist besteht selbstverständlich die Möglichkeit, dass mehrere derartige Zuführkanäle über die Länge bzw. der Umfang der Form 25 verteilt angeordnet sind. Mit letzterer Ausführung ist gemeint, dass der Grundkörper 2 des Bauteils 1 auch an mehr als einem Randbereich eine Beschnittkante 8 aufweisen kann, sodass die Form 25 umlaufend über zumindest zwei Randbereiche bzw. Stirnseitenbereiche des Grundkörpers 2 angeordnet werden kann, wobei prinzipiell auch die Möglichkeit besteht, dass in diesem Fall mehr als eine Form 25 verwendet wird, gegebenenfalls die Umschäumung 20 in mehreren Schritten hergestellt wird.
Es besteht weiter die Möglichkeit, dass mehrere fächerförmige Zuführungen nebeneinander angeordnet sind und diese von einem gemeinsamen Zuführkanalteil gespeist werden.
Der Vollständigkeit halber ist in 6 noch ein Einspeisungselement 34, insbesondere eine Pumpe, dargestellt, über die das Rohmaterial für den Kunststoff(schaum) in den Zuführkanal 33 eingespeist wird und die mit diesem strömungsverbunden ist.
Es sei weiter angemerkt, dass, obwohl in 6 die Zuführung des Rohmaterials für den Kunststoff(schaum) von oben erfolgt, auch eine seitliche Zuführung möglich ist, sodass also der Zuführkanal 33 auch geradlinig verlaufend ausgeführt sein kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Form 25, die in 7 ersichtlich ist, weist diese wiederum den unteren und den oberen Formteil 26, 27 auf, zwischen den der Formhohlraum 33 ausgebildet ist. Im Gegensatz zu voranstehend beschriebener Ausführungsvariante wird die Querschnittsverjüngung des Zwischenraums 32, in dem der Grundkörper 2 teilweise angeordnet ist, durch eine Kante 35 des oberen Formteils 27 gebildet, sodass der Grundkörper 2 zwischen dem oberen und dem unteren Formteil 27, 26 eingequetscht wird. Es wird damit eine bessere Abdichtung in diesem Bereich erreicht. Die Quetschung des Grundkörpers 2 ist dabei vorzugsweise nicht so groß, dass eine bleibende Beschädigung des Grundkörpers 2 des Bauteils 1 nach dem Ausformen aus der Form 25 zurückbleibt. Beispielsweise kann die Überdrückung zwischen 0,1 mm und 1 mm, insbesondere zwischen 0,2 mm und 0,5 mm, betragen. In 7 ist weiter gezeigt, dass zwischen dem unteren und dem oberen Formteil 26, 27 zumindest ein Dichtelement 36, beispielsweise eine Rundschnur, in nutförmigen Ausnehmungen 37, 38 des unteren bzw. des oberen Formteils 26 bzw. 27 angeordnet sein kann, das sich über die gesamte Länge der Form 25 (in der Betrachtungsrichtung in 7 verlaufend) erstreckt. Derartige Dichtelemente 36, insbesondere Dichtschnüre, beispielsweise aus einem Silikon, können auch zwischen Grundkörper 2 und dem oberen Formteil 26 bzw. dem unterem Formteil 27 zur Abdichtung des Formhohlraum 39 angeordnet sein, wobei der Bauteil 1 an diesen Dichtelementen 36 anliegen kann. Dazu können diese Dichtelemente 36 wiederum in einer entsprechenden Nut des jeweiligen Formteils 26 bzw. 27 teilweise angeordnet sein.
Strichliert ist in 7 angedeutet, dass der obere Formteil 26 auch zwei- oder mehrgeteilt ausgeführt sein, kann, wobei die Teilung insbesondere im Bereich des Formhohlraumes 30 vorgenommen sein kann, wodurch ein bessere Entlüftung des Formhohlraums 30 während der Befüllung mit dem Rohmaterial für den Kunststoffschaum und/oder dem Aufschäumen dieses Rohmaterials erreicht werden kann. Prinzipiell kann auch der untere Formteil 26 zweigeteilt ausgeführt sein. Auch hierbei ist es wieder von Vorteil, wenn die Teilung ausschließlich auf der Rück- bzw. Innenseite des Bauteils 1 – im voranstehendem Sinn – ausgebildet ist, damit die Ansichtseite des Bauteils 1 in Einbaulage ungestört von durch die Teilung verursachten Unebenheiten ist.
Es ist auch möglich, dass zumindest ein Teil des oberen Formteils 26 und/oder unteren Formteils 27 als Schieber ausgebildet ist, der in Richtung auf den eingelegten Bauteil 1 verschoben werden kann, um damit die Abdichtung des Formhohlraums 30 zu erzielen. Der Schieber kann dabei wieder eine Kante oder Spitze aufweisen, die eine analoge Wirkung zur voranstehend beschriebenen Kante 35 aufweist.
Wenn der Bauteil 1 so wie in den 4, 6 und 7 mit einem abgewinkelten Randbereich ausgebildet ist, ist es von Vorteil, wenn der untere Formteil 26 eine Breite 39 aufweist, die zumindest so groß ist, dass auch der Bereich der Abwinkelung des Grundkörpers 2 gestützt wird. Die Konturierung in diesem Bereich entspricht dabei im Wesentlichen bevorzugt der Kontur des Grundkörpers 2, sodass dieser zumindest annähernd vollständig an dem unteren Formteil 26 in diesem Bereich anliegt.
In 8 ist ein Detail einer Ausführungsvariante des Bauteils 1 dargestellt. Dieses Bauteil weist in einer Seitenfläche 40 eine Ausnehmung 41 auf. Die Ausnehmung 41 ist im Querschnitt in der Ansicht nach 8 hinterschnitten ausgeführt, insbesondere mit einem zumindest annähernd Q-förmigen Querschnitt, sodass sich also der Querschnitt von einer Kante 42 beginnend erweitert. Die dadurch gebildete Beschnittkante 8 ist mit einer Umschäumung 20 versehen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beginnend jeweils von den Übergängen der Kante 42 in die Ausnehmung reicht und sich insbesondere in der Ausnehmung 41 ununterbrochen entlang der gesamten Beschnittkante 41 erstreckt. Vorzugsweise ist zwischen der Kante 42 des Bauteils 1 und der Umschäumung 20 der Ausnehmung 41 keine Stufe ausgebildet, also der Übergang stufenlos.
Die Ausnehmung dient zur Aufnahme eines Zapfens, beispielsweise in der Ausführungsform des Bauteils 1 als Hutablage bzw. Kofferraumabdeckung, auf den sich das Bauteil 1 abstützen kann. Im Stand der Technik wurde dazu bislang ein so genannter Ω-Clip in das Bauteil eingesetzt. Mit der Umschäumverfahren nach der Erfindung kann dieser zusätzliche Bauteil entfallen. Zudem werden durch den umschäumten Hinterschnitt Quietsch- und Klappergeräusche besser vermieden bzw. verhindert. Die Ausnehmung 41 kann beispielsweise mit eine Seitenschieber als Stanzkante hergestellt werden.
Selbstverständlich besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass die Ausnehmung 41 eine andere Querschnittsform aufweisen kann.
Des weiteren kann zusätzlich auch bei dieser Ausführungsvariante der Rand des Bauteils 1, also die Beschnittkante 8, wie dies voranstehend ausgeführt wurde, zur Gänze oder zumindest in Teilbereich umschäumt sein.
Das Rohmaterial für den Kunststoff(schaum) wird vorzugsweise mit einem Volumenstrom zwischen 10 g/s und 40 g/s, insbesondere zwischen 20 g/s und 30 g/s, dem Formhohlraum 30 zugeführt. Vorzugsweise beträgt der Druck, dem der Grundkörper 2 während des Umschäumens ausgesetzt wird, maximal 300 bar, wobei mit dem Umschäumen auch die Befüllung des Formhohlraumes 30 gemeint ist. Der Druck, mit dem das Polyol zugeführt wird, kann zwischen 100 bar und 250 bar, beispielsweise 170 bar, jener mit dem das Isocyanat zugeführt wird, zwischen 80 bar und 200 bar, beispielsweise 160 bar betragen. Die Mischungstemperatur des Polyols und des Isocyanats kann zwischen 35°C und 50°C betragen.
Bevorzugt wird ein Kunststoffschaum mit einer geschlossenen Oberfläche erzeugt, sodass also die Offenporigkeit nur unterhalb der „verhauteten” Oberfläche ausgebildet ist. Es besteht alternativ dazu aber auch die Möglichkeit, dass die geschlossene Oberfläche zu eine Zusatzelement erreicht wird, beispielsweise eine Kunststoffschicht oder eine Vliesschicht, die in den Formhohlraum 30 der Form 25 vor dem Ausschäumen eingelegt und durch das Ausschäumen mit dem Kunststoffschaum verbunden wird.
Nach einer anderen Ausführungsvariante der Umschäumung 20 ist vorgesehen, dass diese durch einen Integralschaum gebildet ist, wodurch die Umschäumung 20 in den oberflächennahen Bereichen härter ist, als im Kernbereich.
Im Gegensatz zur Umspritzung der Beschnittkante 8 kann bei der Umschäumung auch von einer „Umflutung” der Beschnittkante mit dem Rohmaterial für den Kunststoffschaum gesprochen werden.
In den 5 und 6 ist der Anguss links, auf der so genannten Sichtseite des Bauteils 1 im eingebauten Zustand, dargestellt. Es ist aber ebenso möglich, den Anguss auf der Rückseite, d. h. der Innenseite, des Bauteils 1, also rechts in den 5 und 6, vorzusehen, wie dies in 6 strichliert dargestellt ist, sodass die Sichtseite ein besseres optisches Erscheinungsbild aufweist, ohne dass die Oberfläche des Bauteils 1 im Bereich des Angusses nachbearbeitet werden muss.
Die Beschnittkante 8 kann auch eine Ausstanzung im Bauteil 1 zur Herstellung eines Durchbruches sein.
Weiters muss die Beschnittkante 8 nicht zwingend durch ein Schneidwerkzeug hergestellt sein, sondern kann auch mit Hilfe eines Stanzwerkzeuges hergestellt werden. Zudem muss das Stanz- bzw. Schneidwerkzeug nicht zwingend eine Vertikalbewegung durchführen, sondern kann in einem, dem jeweiligen Bauteil 1 entsprechenden Winkel zum Bauteil geführt sein, beispielsweise auch eine Horizontalbewegung ausführen, insbesondere zur Herstellung der Ausnehmung nach 8.
In der bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich das Randelement 9 ohne Unterbrechung durchgehend über den gesamten Umfang bzw. über einen Teil des Umfanges des Grundkörpers 2 bzw. der Ausnehmung 41.
Die Ausbildung der Umschäumung 20 hat im Vergleich zur Umspritzung den Vorteil, dass aufgrund des geringeren Druckes die Form 25 einfacher gestaltet werden kann, insbesondere kann damit besser vermieden werden, dass die Randbereiche des Grundkörpers 2 entlang seines Umfanges dem in den Formhohlraum 30 eingebrachten Materials ausweichen und damit umgebogen werden. Es kann somit auf besondere Vorkehrungen in der Form zur Vermeidung dieses Effektes verzichtet werden.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Bauteils 1 sowie der Form 25, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Bauteils 1 und der Form 25 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Bezugszeichenliste

1: Bauteil
2: Grundkörper
3: Oberseite
4: Dekorschicht
5: Kernschicht
6: Vertiefung
7: Seitenkante
8: Beschnittkante
9: Randelement
10: Absetzung
11: Ausnehmung
12: Befestigungselement
13: Haltevorrichtung
14: Element
15: Ringelement
16: Schenkel
17: Breite
18: Dicke
19: Dicke
20: Umschäumung
21: Winkel
22: Oberfläche
23: Winkel
24: Oberfläche
25: Form
26: Formteil
27: Formteil
28: Vertiefung
29: Vertiefung
30: Formhohlraum
31: Bereich
32: Zwischenraum
33: Zuführkanal
34: Einspeisungselement
35: Kante
36: Dichtelement
37: Ausnehmung
38: Ausnehmung
39: Breite
40: Seitenfläche
41: Ausnehmung
42: Kante

Claims

Bauteil (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem mehrschichtigen Grundkörper (2), der zumindest eine Beschnittkante (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschnittkante (8) mit zumindest einem Kunststoff zur Ausbildung eines Randelementes (9) umschäumt oder umspritzt ist.
Bauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Randelement (9) zumindest teilweise aus einem Kunststoff oder einem thermoplastischen Elastomer oder einem Kunststoffschaum besteht.
Bauteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) im Bereich der Beschnittkante (8) zumindest teilweise eine Querschnittsverjüngung aufweist.
Bauteil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschnittkante (8) spitz zulaufend ausgebildet ist.
Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Beschnittkante (8) zumindest ein Befestigungselement (12) angeordnet ist, das mit dem Randelement (9) verbunden ist, insbesondere zumindest teilweise in dem Kunststoff des Randelementes (9) verankert ist.
Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Randelement (9) zumindest annähernd einen profilartigen Querschnitt mit einem Schenkel (18) aufweist, wobei der Schenkel (18) eine Breite (17) aufweist, die zumindest der maximalen Dicke (18) des Grundkörpers (2) im Bereich der Umspritzung entspricht.
Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) zumindest zwei aneinander grenzende Beschnittkanten (8) aufweist, wobei ein Übergang zwischen den Beschnittkanten (8) mit einer Rundung ausgeführt ist.
Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Randelement (9) und dem Grundkörper (2) im Bereich der Beschnittkante (8) zumindest eine Zwischenschicht angeordnet ist,
Bauteil (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus einem Kunststoff(schaum) besteht.
Bauteil (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus einem metallischen Werkstoff besteht.
Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke (19) des Randelementes (9) zumindest 10% der maximalen Dicke (18) des Grundkörpers (2) im Bereich der Umspritzung oder Umschäumung (20) entspricht.
Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke (19) des Randelementes (9) über die Breite (17) der Umspritzung oder Umschäumung (20) zunimmt.
Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Randelement (9) weicher ist als der Grundkörper (8).
Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Randelement (9) (faser)verstärkt ist.
Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) im Bereich des Randelementes (9) zumindest eine, insbesondere nutartige, Ausnehmung (11) aufweist, in die das Randelement (9) oder die Zwischenschicht eingreift.
Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschäumung (20) eine Härte von zumindest 10 Shore A aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (1) für ein Kraftfahrzeug nach dem ein mehrschichtiger Grundkörper (2) hergestellt und unter Ausbildung einer Beschnittkante (8) zumindest teilweise im Randbereich beschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschnittkante (8) in einer Form (25) mit einem Formhohlraum (30) mit zumindest einem Kunststoff zur Ausbildung eines Randelementes (9) umspritzt oder mit einem Kunststoff umschäumt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschäumung (20) durch das Zuführen des Rohmaterials für den Kunststoffschaum in den Formhohlraum (30) bei einem Druck von maximal 300 bar durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kunststoffschaum mit einer geschlossenen Oberfläche erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoffschaum ein Polyurethanschaum aus einem Polyol und einem Isocyanat erzeugt wird, wobei ein Verhältnis von Polyol:Isocyanat ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 100:20 und einer oberen Grenze von 100:50 eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoffschaum ein Integralschaum erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohmaterial über einen zumindest teilweise fächerförmig ausgebildeten Zuführkanal (33) dem Formhohlraum (30) zugeführt wird.
Form (25) zum Herstellen einer Umspritzung oder einer Umschäumung (20) einer Beschnittkante (8) eines Bauteils (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem oberen Formteil (27) und einem unteren Formteil (26), die in einer Geschlossenstellung einen Formhohlraum (30) ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Formteil (27) in der Geschlossenstellung unter Ausbildung eines Zwischenraums (32) zur Anordnung eines Randbereiches des Bauteils (1) mit der Beschnittkante (8) teilweise beabstandet vom unteren Formteil (26) angeordnet ist, wobei ein Querschnitt des Zwischenraums (32) eine Querschnittsverjüngung aufweist.
Form (25) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverjüngung durch eine Kante (35) des oberen Formteils (27) oder des unteren Formteils (26) gebildet ist.
Form (25) nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Formteil (27) und/oder der untere Formteil (26) zumindest zweigeteilt ausgebildet ist bzw. sind.