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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ablagefach für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Im Stand der Technik existieren im Innenraum bzw. im Interieur eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs hauptsächlich Ablagefächer, die aus Kompaktkunststoff im Spritzgießverfahren hergestellt werden. Diese Ablagefächer befinden sich z. B. in der Mittelkonsole, Türinnenverkleidung sowie der Instrumententafel. Je nach Ausgestaltung sind diese Ablagefächer an einem größeren Verkleidungsteil z. B. der Mittelkonsole, der Türverkleidung oder der Instrumententafel mit ausgeformt oder sind als separates Teil hergestellt und über verschiedene Fügeverfahren in diese Verkleidungsteile integriert. Derartige Ablagefächer dienen dazu, Gegenstände verschiedenster Art und Größe aufzunehmen. Bei separat hergestellten Ablagefächern wird vielfach von der Möglichkeit Gebrauch gemacht, diese nach dem Herstellungsprozess, d. h. nach dem Spritzgießen der Ablagefächer aus Kompaktkunststoff mit einer Oberflächenbeschichtung, z. B. einer Lackierung, insbesondere aber einer Beflockung zu versehen. Alternativ können der Boden bzw. die Seiten eines Ablagefachs mit einer spritzgegossenen oder gestanzten TPE (thermoplastisches Elastomer)-Einlegematte ausgelegt werden. Auch selbstklebende Flock- oder Filzfolien werden hierfür verwendet. Dadurch können Klappergeräusche durch in den Ablagefächern gelagerte Gegenstände während der Fahrt vermieden werden sowie das Empfinden der Wertigkeit der Produkte erhöht werden. Durch all diese Maßnahmen entstehen jedoch Zusatzkosten für Teile, Vorrichtung, Montage, Werkzeuge und Logistik. Auch das Gewicht wird dadurch erhöht. Ferner kann es bei lackierten oder genarbten Oberflächen von Ablagefächern durch die darin gelagerten Gegenstände zur Beschädigung der Oberfläche kommen.
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Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein einfaches, kostengünstiges und leichtes Ablagefach zu schaffen, welches eine ansprechende Oberfläche aufweist und ein Klappern der Gegenstände mindert sowie darin, ein entsprechendes Verfahren zu dessen Herstellung vorzuschlagen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, auf eine nachträgliche Oberflächenbeschichtung oder zusätzliche Einlegematte, wie sie im Stand der Technik z. B. in Form von Beflockungen oder Einlegematten sowie Flock- oder Filzfolien bekannt waren, zu verzichten. Dies funktioniert gemäß der Erfindung, indem das Ablagefach statt aus Kompaktkunststoff aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet wird, wodurch je nach Wahl des Faserverbundwerkstoffs die Oberfläche, welche auch die Ablagefläche bildet, mit der die im Ablagefach gelagerten Gegenstände in Kontakt kommen, bereits nach dem Formen des Ablagefachs vorhanden ist. Folglich kann auf eine nachträgliche Beschichtung sowie Einlegematten oder -folien verzichtet werden. Darüber hinaus eignet sich ein Faserverbundwerkstoff gleichfalls dazu, unter Wärmeeintrag verpresst, d. h. in einem Formwerkzeug ausgebildet zu werden, was einem Spritzgießprozess hinsichtlich Effizienz wenigstens gleich kommt. Dabei sollte als Material des Faserverbundwerkstoffs ein Material mit einer angenehm weichen und optisch ansprechenden Oberfläche gewählt werden. Alternativ ist es denkbar, vor dem Umformen den Faserverbundwerkstoff, der meist in Form einer Matte vorliegt, mit einer solchen weichen, optischen ansprechenden Oberfläche zu belegen bzw. zu kaschieren. Unter einem Faserverbundwerkstoff ist diesbezüglich ein Werkstoff aus zwei Hauptkomponenten, einer einbettenden Matrix sowie verstärkenden Fasern zu verstehen. Als Faserwerkstoff kommen Fasern aus Kunststoff, Naturmaterial oder recycelten Stoffen in Frage, die miteinander verbunden sind (z. B. durch Vernadeln, Verweben oder über Bindemittel) und in Form von Matten vorliegen. Als Matrixmaterialien werden besonders bevorzugt Phenolharze oder andere duromere Harze verwendet. Als Faserverbundwerkstoffe sind jedoch auch Kunststofffaserwerkstoffe denkbar, wie beispielsweise Nadelfilz aus Kunststofffasern, die unter Druck und Wärmeeintrag in 3D-Formen verpresst werden können. Falls notwendig können diese Faserverbundwerkstoffe, wie bereits erwähnt und bevorzugt durch Kalandern, mit einer Dekorschicht und/oder einer technischen Schicht ausgerüstet werden. Anschließend werden diese mattenartigen Werkstoffe unter Druck und Hitze in dreidimensionale Formen verpresst, wobei auch sehr tiefe Geometrien hergestellt werden können.
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Dementsprechend definiert die vorliegende Erfindung ein Ablagefach für Fahrzeuge umfassend eine Ablagemulde mit einer Ablagefläche. Dabei kann die Ablagemulde durch eine konkav gekrümmte Ebene relativ flach ausgebildet sein aber auch beliebige Formen mit einem Boden und davon vorragenden Seitenwänden annehmen. In beiden Fällen weist die Ablagemulde eine Ablagefläche auf, auf der in dem Ablagefach aufzubewahrende Gegenstände zu platzieren sind. Das Ablagefach der vorliegenden Erfindung ist, wie eingangs erwähnt, aus einem verpressten Faserverbundwerkstoff gebildet, wodurch die Oberfläche der Ablagefläche bereits vor dem Umformen mit Eigenschaften ausgestattet werden kann, die einem ansprechenden Erscheinungsbild sowie der gewünschten Geräuschdämpfung und Dauerhaftigkeit genügen.
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Hierbei ist es besonders bevorzugt, dass die Ablagefläche durch eine zusammen mit dem Faserverbundwerkstoff verpresste, die Ablagefläche bildende Dekorschicht gebildet ist. Insbesondere wird hierbei vor dem Verpressen der Faserverbundwerkstoff mit einem die Dekorschicht bildenden Material kalandriert, kaschiert oder in einem beliebigen anderen Verfahren verbunden. Dabei wird die Dekorschicht zur Erfüllung der oben erwähnten Eigenschaften entsprechend ausgewählt. Anschließend wird der Schichtverbund aus Dekorschicht und Faserverbundwerkstoff zusammen verpresst, um das Ablagefach zu bilden, wobei zumindest ein Teil der Dekorschicht die Ablagefläche bildet. Hierzu kann die Dekorschicht auch nur partiell auf dem Faserverbundwerkstoff aufgebracht sein. Erfindungsgemäß ist der den Faserverbundwerkstoff im Bereich der Ablagefläche unterschiedlich stark verpresst, um gegebenenfalls unterschiedliche Eigenschaften über die Ablagefläche zu erreichen. Z. B. könnte der Faserverbundwerkstoff im Bereich, in dem mit einem Auftreffen des Gegenstands, der in das Ablagefach gelegt wird, zu rechnen ist, weniger stark verpresst werden, um hier optimale Dämpfungseigenschaften zu erreichen, während die Ablagefläche zu ihrer Umrandung hin, z. B. zu den Seitenwänden, immer stärker verpresst wird und damit immer härter gestaltet werden kann.
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Des Weiteren kann es bevorzugt sein, den Faserverbundwerkstoff im Bereich der Ablagefläche weniger stark zu verpressen, so dass hier eine gewisse Elastizität bzw. Weichheit bestehen bleibt, wohingegen die übrigen Bereiche, insbesondere von der Ablagefläche gegebenenfalls aufragende Seitenwände stärker verpresst werden, um diesen die erforderliche Steifigkeit zu verleihen. Dabei wird der Faserverbundwerkstoff in stark verpressten Bereichen mehr verdichtet und ist steifer, während der Faserverbundstoff in weniger verpressten Bereichen weniger dicht und damit elastischer und weicher ist.
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Zusätzlich ist es auch denkbar, vor dem Verpressen des Faserverbundwerkstoffs, auf der der späteren Ablagefläche entgegengesetzten Seite eine technische Schicht aufzubringen, was ebenfalls vorteilhafterweise im Kalanderverfahren erfolgt. Es sind aber auch andere gängige Verfahren zum Verbinden denkbar. Bei dieser technischen Schicht kann es sich beispielsweise um einen tiefziehfähigen Kunststoff handeln, so dass die technische Schicht zusammen mit dem Faserverbundwerkstoff und gegebenenfalls der Dekorschicht unter Eintrag von Hitze und Druck in eine dreidimensionale Form verformbar ist. Dabei kann die technische Schicht gleichfalls nur partiell aufgebracht sein und dazu dienen, eine Versteifung, z. B. einen versteifenden Käfig auf der Außenseite zu bilden. Alternativ ist es denkbar, den Faserverbundwerkstoff nach dem Verformen in einen separat hergestellten Käfig einzusetzen, um die erforderliche Steifigkeit und Festigkeit zu erzielen.
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Zusätzlich kann es auch vorteilhaft sein, die Ablagemulde in einem separaten Gehäuse z. B. einem größeren Verkleidungsteil, wie beispielsweise der Instrumententafel, der Mittelkonsole oder einer Türverkleidung sowie ähnlich gestalteten Verkleidungsteilen aufzunehmen.
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Neben dem erfindungsgemäßen Ablagefach betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zu dessen Herstellung. Dieses umfasst das Bereitstellen eines flachen Faserverbundwerkstoffs, wobei auf einer Seite eine Dekorschicht aufgebracht ist, die die oben erwähnten gewünschten Eigenschaften bereitstellt. Der flache Faserverbundwerkstoff wird mit der Dekorschicht bevorzugt unter Druck und Wärme zu einer dreidimensionalen Ablagemulde mit einer Ablagefläche umgeformt, wobei die Ablagefläche durch eine Oberfläche der Dekorschicht gebildet ist.
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Insbesondere wird nach dem Umformen die Dekorschicht im Wesentlichen nicht weiter behandelt, insbesondere nicht beschichtet, z. B. beflockt oder durch eine Einlegematte oder -folie überdeckt.
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Darüber hinaus wird beim Umformen der Bereich der Ablagefläche weniger stark verpresst als die umgebenden Bereiche, insbesondere eventuell aufragende Seitenwände.
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Auch kann es, wie oben erwähnt, vorteilhaft sein, einen flachen Faserverbundwerkstoff bereitzustellen, der auf seiner der Dekorschicht abgewandten Seite vollflächig oder partiell eine technische Schicht, insbesondere eine Kunststoffschicht und insbesondere eine tiefziehfähige Kunststoffsschicht, aufweist.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung, die alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der obigen Merkmale umgesetzt werden können, insofern sich diese nicht widersprechen, ist der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu entnehmen. Diese erfolgt unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen
- 1 einen Querschnitt durch einen Faserverbundwerkstoff zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 einen Teilschnitt durch eine Mittelkonsole mit einem Ablagefach gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
- 3 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ablagefachs zeigt.
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Der in 1 dargestellte Verbund besteht aus einem Faserverbundwerkstoff 10, beispielsweise eine Naturfasermatte in einer Duromermatrix. Die in 1 obere Seite ist im Kalanderverfahren mit einem Oberflächematerial 11, z. B. Filz beschichtet. Auf der entgegengesetzten Seite (in 1 der unteren Seite) ist eine technische Schicht 12, z. B. aus einem Polyurethan oder PVC ebenfalls im Kalanderverfahren aufgebracht.
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Um ein Ablagefach, wie es in den 2 und 3 dargestellt ist, auszubilden, wird der Verbund aus 1 unter Wärme und Druck in einem Presswerkzeug zu einer dreidimensionalen Form, dem Ablagefach 13, verformt.
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In 2 ist ein in eine Mittelkonsole 14 integriertes Ablagefach 13 dargestellt. Das Ablagefach 13 weist eine Ablagemulde mit einer Ablagefläche 15 auf. Die Ablagefläche 15 ist von aufragenden Seitenwänden 16 umgeben. Dabei ist der Faserverbundwerkstoff 10 im Bereich der Ablagefläche 15, insbesondere unter der Ablagefläche 15, wie es aus 2 gut ersichtlich ist, weniger stark verpresst als im Bereich der Seitenwände 16. Dadurch wird ein weicher Boden geschaffen, der eine dämpfende Wirkung hat, so dass in das Ablagefach 13 fallende Gegenstände weich aufkommen und auch bei sich bewegenden Gegenständen keine Geräusche entstehen. Durch die stärker verpressten Seitenwände 16 wird eine erhöhte Steifigkeit der Seitenwände realisiert und eine gewisse Formsteifigkeit des Ablagefachs 13 gewährleistet. Dies kann ferner dadurch unterstützt werden, dass die technische Schicht 12 partiell aufgebracht ist und im verformten Zustand, wie aus 3 am besten ersichtlich, einen versteifenden Käfig mit mehreren versteifenden Rippen 17 bildet. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, wie in 2 dargestellt, das Ablagefach 13 in einem Gehäuse 18 (hier der Mittelkonsole 14) zu integrieren. Zur weiteren Unterstützung der Seitenwände 16 können materialeinheitlich oder verbunden mit dem Gehäuse 18 eine oder mehrere Versteifungsrippen 19 vorgesehen sein, die die Seitenwände 16 stützen. Gleichzeitig kann ein Luftkanal 20 beispielsweise dazu genutzt werden, den Boden des Ablagefachs 13 zu unterstützen, wie es ebenfalls aus 2 ersichtlich ist.
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Durch entsprechende Wahl des Materials der Dekorschicht 11 kann auf eine nachträgliche Beschichtung des Ablagefachs, z. B. Beflockung, sowie auf Einlegematten und/oder -folien, z. B. Flock- oder Filzfolien, verzichtet werden. Darüber hinaus ist das Ablagefach 13 aufgrund des verwendeten Faserverbundwerkstoffs 10 im Gewicht gegenüber im Kompaktspritzguss hergestellten Teilen deutlich leichter. Da die gewünschte Oberfläche schon während des Herstellungsprozesses der mattenförmigen, flachen Faserverbundwerkstoffe aufgebracht wird, entfällt die nachträgliche Behandlung, so dass der dadurch entstehende logistische Aufwand und die dafür benötigten Vorrichtungen ebenso entfallen. Darüber hinaus wird dadurch die Möglichkeit geschaffen, aus einer deutlich größeren Anzahl an Oberflächenmaterialien zu wählen und damit auch die Möglichkeiten erhöht, den Innenbereich des Ablagefachs zu gestalten und die Oberflächeneigenschaften einzustellen. Durch unterschiedlich starke Verpressung der Faserverbundwerkstoffe ist dabei eine differenzierte Haptik bzw. Weichheit und Steifigkeit in verschiedenen Bereichen des Ablagefachs möglich. Darüber hinaus besitzen Faserverbundwerkstoffe von Haus aus eine deutlich höhere Geräusch dämpfende Eigenschaft als Spritzgussteile, so dass eine separat gespritzte Einlegematte überflüssig wird. Dadurch können Werkzeug, Material, Montage und Logistikkosten für dieses Teil komplett wegfallen. Auch die Verwendung von recycelten Fasern, z. B. Baumwolle, würde sich positiv auf die CO2-Bilanz auswirken.
