DE102011081988A1

DE102011081988A1 - Mittelkonsole in Leichtbautechnik

Info

Publication number: DE102011081988A1
Application number: DE201110081988
Authority: DE
Inventors: Manfred Winklbauer; Inga Grieger; Elena Justus-Bischler; Michael Windl; Christoph Jonischkeit
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2013-03-07
Also published as: WO2013029926A1

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Mittelkonsole (10) für ein Fahrzeug, die eine Außenschicht (12) aus einem ersten Material und eine Trägerschicht (14) aus einem Hartschaummaterial umfasst. Dabei ist die Trägerschicht (14) dazu ausgestaltet, neben einer Stützung der Außenschicht (12) eine weitere Funktion zu erfüllen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Mittelkonsole für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Mittelkonsole.
STAND DER TECHNIK
Bisher ist es üblich, dass ein Mittelkonsolenträger für eine Mittelkonsole eines Fahrzeugs im Spritzgussverfahren hergestellt wird. Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass es mit hoher Präzision und preiswert durchführbar ist und damit üblicherweise den hohen Anforderungen im Kraftfahrzeugbau entspricht. Die Standardwanddicke solcher Mittelkonsolenträger beträgt etwa 2,5 mm. Im Zuge der Anstrengungen zur Verbrauchsoptimierung von Kraftfahrzeugen ist es ein allgemeines Ziel bei der Fahrzeugkonstruktion, das Fahrzeug leichter zu gestalten. In diesem Zusammenhang entstehen also Bestrebungen, möglichst jedes Bauteil eines Fahrzeugs so leicht wie möglich werden zu lassen und damit das Gesamtgewicht des Fahrzeugs zu reduzieren.
Eine grundsätzliche Möglichkeit, ein Bauteil leicht zu gestalten, besteht darin, einen thermoplastischen Schaumguss, Dünnwandtechnik, Aussparungen und dergleichen zu verwenden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die sogenannte Mikroschalentechnik zu verwenden, bei der eine sehr dünne Kunststoffschicht einer Dicke von weniger als 1 mm mit einer verhältnismäßig dicken Schicht aus Hartschaum, zum Beispiel EPP, verbunden wird. Die Dicke eines solchen Hartschaums hängt davon ab, wie groß die zu erwartenden Kräfte sind, die auf das in der Mikroschalentechnik herzustellende Bauteil wirken werden. Diese Herangehensweise ist beispielsweise bei Fahrradhelmen bekannt.
Das Vorsehen einer dicken Schicht aus Hartschaum führt andererseits jedoch dazu, dass ein bei der Fahrzeugkonstruktion sehr wertvoller Bauraum, der durch einen solchen Hartschaumträger eingenommen würde, relativ groß ist, was allgemein unerwünscht ist. Deshalb wird bisher im Fahrzeugbau allgemein davon abgesehen, für bauraumkritische Komponenten Hartschaumträger zu verwenden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen bekannten Mittelkonsolenträger unter möglichst geringem Einfluss auf die Bauraumverhältnisse leichter auszugestalten.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Lösung der Aufgabe wird durch die Mittelkonsole gemäß Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 8 angegeben. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
erfindungsgemäß umfasst eine Mittelkonsole für ein Fahrzeug eine Außenschicht, die aus einem ersten Material besteht, und eine Trägerschicht, die aus einem Hartschaummaterial besteht, wobei die Trägerschicht dazu ausgestaltet ist, neben einer Unterstützung der Außenschicht eine weitere Funktion zu erfüllen.
Durch die funktionale Erweiterung der Trägerschicht auf eine Schicht, die sowohl als Unterstützung für die Außenschicht der Mittelkonsole, als auch als zusätzliches funktionales Element dient, ermöglicht einerseits die Verwendung des leichten Hartschaummaterials und nutzt andererseits den zur Verfügung stehenden Bauraum effizienter aus als bisher. Die durch die Trägerschicht ebenfalls erfüllte weitere Funktion würde bisher durch ein anderes Bauteil erfüllt werden, das bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Mittelkonsole wegfallen kann und dessen ansonsten eingenommener Bauraum daher frei wird.
Bevorzugt weist die Außenschicht eine Dicke von höchstens 2,5 mm, bevorzugt von zwischen 0,5 mm und 2,0 mm, besonders bevorzugt von zwischen 0,5 mm und 1,5 mm auf. Eine derart dünne Außenschicht trägt dazu bei, dass des Gewicht der Mittelkonsole reduziert werden kann, was zur Gewichtsreduzierung des Gesamtgewichts des Fahrzeugs beiträgt.
Mit Vorteil weist die Trägerschicht eine Dicke von zwischen 2,5 mm und 30 mm, bevorzugt von zwischen 5 mm und 20 mm, besonders bevorzugt von zwischen 5 mm und 15 mm und am meisten bevorzugt von zwischen 5 mm und 10 mm auf. Die vorstehend genannten Dickenbereiche der Trägerschicht ermöglichen eine besonders stabile Konstruktion der Mittelkonsole einerseits und führen andererseits dazu, dass das Gewicht der Mittelkonsole nicht über das Gewicht der bisher bekannten Mittelkonsolen hinausgeht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Trägerschicht ein Luftkanal und/oder eine Ausnehmung für eine Ablage ausgebildet. Eine solche Ablage kann dabei insbesondere auch einen Cupholder bilden, der in die Mittelkonsole eingebettet ist, oder als Ablagefach für beliebige Gegenstände, Aufnahme für Audiogeräte- oder Mobiltelefonhalterungen dienen usw. Als „Luftkanal” im Sinne dieses Schriftstücks wird eine Kanalstruktur bezeichnet, die Luft beispielsweise für eine Lüftung oder Heizung des Fahrgastinnenraums zu einer entsprechenden Luftaustrittsöffnung leitet.
Mit Vorteil enthält die Außenschicht einen Kunststoff, insbesondere ein Polycarbonat (PC), wie beispielsweise Macrolon^®.
Weiter bevorzugt ist die Außenschicht dazu ausgestaltet, ein Dekor zu bilden. Dadurch, dass die Außenschicht keine tragende Funktion der Mittelkonsole ausführen muss, weil sie durch die Trägerschicht gehalten wird, kann für die Außenschicht auch ein Material verwendet werden, dessen besondere Vorteile dekorativer Natur sind, was vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs bietet. Auch eine mehrschichtige Außenschicht ist – je nach gewünschter Erscheinung – möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Trägerschicht Expandiertes Polypropylen (EPP), Expandiertes Polystyrol (EPS), Hartpolyurethan (Hart-PUR) oder Thermoplastschaum. Diese Hartschäume eigenen sich besonders gut dazu, eine Trägerschicht mit einer weiteren Funktion zu erzeugen.
Nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Mittelkonsole wird die Außenschicht vollflächig mit der Trägerschicht verbunden, indem die Trägerschicht unmittelbar auf die Außenschicht geschäumt wird. Dieses Verbindungsverfahren zwischen der Außenschicht und der Trägerschicht führt zu einer besonders festen Verbindung zwischen diesen Schichten und ist besonders effizient.
Alternativ ist es auch möglich, dass nach einem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren in einem ersten Schritt die Außenschicht hergestellt wird, in einem zweiten Schritt die Trägerschicht hergestellt wird und in einem dritten Schritt die Außenschicht und die Trägerschicht, insbesondere partiell, aneinandergefügt werden.
Unter partiellem Aneinanderfügen ist zu verstehen, dass zwischen der Außenschicht und der Trägerschicht nur an einzelnen Stellen Verbindungsmittel, wie zum Beispiel Klebstoff und dergleichen, vorgesehen sind, die dafür ausreichen, die Außenschicht und die Trägerschicht aneinanderzufügen. Dieses Verfahren bietet sich insbesondere dann an, wenn die Außenschicht und/oder die Trägerschicht besonders komplex geformt sind oder aus einem anderen Grund eine vollflächige Verbindung durch Aufschäumen der Trägerschicht auf die Außenschicht nachteilig wäre.
Die erfindungsgemäße Mittelkonsole bzw. ihre bevorzugten Ausführungsformen führen zu einer Verbesserung der auftretenden Bauraumproblematik, die dann entsteht, wenn eine relativ dünne aber schwere Spritzgussträgerschicht des Standes der Technik durch eine Hartschaumschicht ersetzt werden soll, die zwar leichter ist, jedoch auch dicker als die Spritzgussschicht sein muss, um dieselben Kräfte aufnehmen zu können. Ein weiterer Vorteil, insbesondere in der Ausführungsform, in der die Trägerschicht als Luftkanal ausgebildet ist, liegt darin, dass eine thermische Isolation des Luftkanals automatisch dadurch erzielt wird, dass der Luftkanal durch die Hartschaum-Trägerschicht gebildet wird. Ferner kann die Außenschicht von jeglicher tragenden Funktion für die Mittelkonsole befreit und daher wesentlich flexibler und vielfältiger ausgestaltet werden, um eine Mittelkonsole zu bilden.
Bevorzugt ist die Trägerschicht entsprechend den zu erwartenden Belastungen ausgebildet und hat beispielsweise eine bionisch motivierte Form. Die Außenhaut kann auf unterschiedliche Weise hergestellt werden, beispielsweise durch Spritzguss, Tiefziehen oder Falten.
Weitere Vorteile, Merkmale und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche.
KURZE FIGURENBESCHREIBUNG
1 zeigt eine Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer Mittelkonsole.
2 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer Mittelkonsole.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht von unten auf eine dritte bevorzugte Ausführungsform einer Mittelkonsole für ein Kraftfahrzeug.
4 zeigt eine perspektivische Frontansicht der dritten bevorzugten Ausführungsform einer Mittelkonsole.
5 zeigt eine perspektivische Rückansicht der dritten bevorzugten Ausführungsform einer Mittelkonsole.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Mittelkonsole 10. Die Mittelkonsole 10 weist eine Außenschicht 12 in Form eines U-Profils auf, die beispielsweise aus einem Polycarbonat wie Macrolon^® gebildet ist und eine Dicke von etwa 1 mm aufweist. Die Außenschicht 12 umgibt eine Trägerschicht 14, welche einen Hartschaum wie EPP, EPS oder Hart-PUR aufweist und dazu ausgestaltet ist, die Außensicht 12 gegen Belastungen von außen abzustützen.
Die Trägerschicht 14 ist darüber hinaus so ausgestaltet, dass durch sie hindurch ein Luftkanal 16 verläuft, so dass die Trägerschicht 14 gleichzeitig dazu dient, die Außenschicht 12 zu stützen und als weitere Funktion den Luftkanal 16 zu definieren.
2 zeigt eine Schnittansicht analog zu der Ansicht aus 1 von einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer Mittelkonsole 10. Über die Ausbildung der Trägerschicht 14 als Luftkanal 16 hinaus ist diese auch noch so ausgebildet, dass sie als weitere Funktion zwei Aufnahmen in Form von Cupholdern 18 bildet. Die Cupholder 18 werden durch die Trägerschicht 14 gebildet, indem die Trägerschicht 14 die Kontur der Cupholder 18 definiert.
Die Trägerschicht 14 kann auch im Bereich der Cupholder 18 von der Außenschicht 12 bedeckt sein. Es ist jedoch auch möglich und manchmal bevorzugt, dass die Cupholder 18 oder andere Aufnahmen, die durch die Trägerschicht 14 gebildet werden, keine Außenschicht 12 aufweisen, sondern beispielsweise mit einem separaten Einsatz oder ohne Außenschicht ausgebildet sind.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform einer Mittelkonsole 10 von unten. In diesem Zusammenhang soll „oben” dadurch definiert sein, dass dies die Seite der Mittelkonsole 10 ist, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist. Die Außenschicht 12 ist somit „auf” oder „oberhalb” der Trägerschicht 14 aufgebracht und die Ansicht der 3 zeigt im Vordergrund die Trägerschicht 14.
3 zeigt neben der Trägerschicht 14 die Außenschicht 12 und den Luftkanal 16. Die Trägerschicht 14 ist in 3 als bionisch geformte Struktur gezeigt, die an die zu erwartenden Belastungen auf die Mittelkonsole 10 angepasst und somit an geeigneten Stellen verstärkt ist. Aus Gewichtsersparnisgründen ist die Trägerschicht 14 an voraussichtlich weniger belasteten Stellen mit Aussparungen 15 versehen, durch die die Außenschicht 12 in 3 zu erkennen ist.
4 zeigt die dritte bevorzugte Ausführungsform in einer perspektivischen Vorderansicht. Die Mittelkonsole 10 wird an ihrer Vorderseite durch Zentrierstifte 22 im Bereich des Luftkanals 16 der Trägerschicht 14 an einem anderen Bauteil des Fahrzeugs befestigt, so dass beispielsweise ein Luftauslass eines Klimagerätes mit dem Luftkanal 16 der Mittelkonsole 10 verbunden und diese Verbindung sicher abgedichtet werden kann, um Luft durch den Luftkanal 16 zu leiten.
5 zeigt ebenfalls die Mittelkonsole 10 gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Rückansicht. Im hinteren Bereich der Mittelkonsole 10 sind Zentrierstifte 22 unten an der Trägerschicht 14 angeordnet, um die Mittelkonsole 10 sicher am Fahrzeug zu befestigen.

Claims

Mittelkonsole (10) für ein Fahrzeug, umfassend eine Außenschicht (12), die aus einem ersten Material besteht, und eine Trägerschicht (14), die aus einem Hartschaummaterial besteht, wobei die Trägerschicht dazu ausgestaltet ist, neben einer Stützung der Außenschicht eine weitere Funktion zu erfüllen.
Mittelkonsole (10) nach Anspruch 1, wobei die Außenschicht (12) eine Dicke von höchstens 2,5 mm, bevorzugt von zwischen 0,5 mm und 2,0 mm, besonders bevorzugt von zwischen 0,5 mm und 1,5 mm, aufweist.
Mittelkonsole (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trägerschicht (14) eine Dicke von zwischen 2,5 mm und 30 mm, bevorzugt von zwischen 5 mm und 20 mm, besonders bevorzugt von zwischen 5 mm und 15 mm und am meisten bevorzugt von zwischen 5 mm und 10 mm aufweist.
Mittelkonsole (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Trägerschicht (12) ein Luftkanal (16) und/oder eine Ausnehmung für eine Ablage (18) ausgebildet ist.
Mittelkonsole (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenschicht (12) einen Kunststoff, insbesondere Polycarbonat enthält.
Mittelkonsole (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenschicht (12) dazu ausgestaltet ist, ein Dekor zu bilden.
Mittelkonsole (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trägerschicht (14) EPP, EPS, Hart-PUR oder Thermoplastschaum enthält.
Verfahren zum Herstellen einer Mittelkonsole (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Außenschicht (12) vollflächig mit der Trägerschicht (14) verbunden wird, indem die Trägerschicht (14) unmittelbar auf die Außenschicht (12) geschäumt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Mittelkonsole (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in einem ersten Schritt die Außenschicht (12) hergestellt wird, in einem zweiten Schritt die Trägerschicht (14) hergestellt wird und in einem dritten Schritt die Außenschicht (12) und die Trägerschicht (14), insbesondere partiell, aneinander gefügt werden.