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Die Erfindung betrifft eine Fußmatte, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Fußmatte.
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Die Verwendung von Fußmatten in Innenräumen von Kraftfahrzeugen ist bekannt, wobei üblicherweise jeweils eine für den Fahrerbodenbereich zugeschnittene Fußmatte sowie eine für den Beifahrerbodenbereich zugeschnittene Fußmatte vorgesehen ist. Daneben können auch einzelne Fußmatten für die Fußbodenbereiche der Rücksitze vorhanden sein. Bekannte Fußmatten sind als textile Fußmatten ausgestaltet oder als Gummifußmatten. Textile Fußmatten weisen üblicherweise eine Basisschicht mit einer darauf angeordneten und mit ihr verbundenen Faseroberschicht auf. Hingegen sind Gummifußmatten zumeist aus einem thermoplastischen oder elastomeren Kunststoffmaterial mit profilierter Oberfläche ausgebildet. Gummifußmatten weisen Vorteile im Hinblick auf Rutschfestigkeit und Halt auf. Zudem sind sie leicht zu reinigen. Auf der anderen Seite weisen textile Fußmatten eine hochwertigere und wohnlichere Optik auf und erlauben vielfältigere Gestaltungsmöglichkeiten.
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Aus
DE 33 12 234 A1 ist eine Fußmatte für Kraftfahrzeuge bekannt, die streifenförmige erhabene Bereiche mit bürstenartigen Fasern aufweisen. Diese bürstenartigen Streifen werden durch vertiefte Bereiche mit filzartiger Struktur begrenzt, welche als Schmutzauffangräume dienen. Zudem kann ein größerer filzartiger Bereich vorgesehen sein, der erhabene oder eingeprägte Embleme, beispielsweise einen Herstellerhinweis oder dergleichen, trägt. Insbesondere kann ein solches Emblem ebenfalls in Form einer bürstenartigen Kontur realisiert sein.
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In
DE 198 33 459 A1 ist eine Fußmatte beispielsweise für Kraftfahrzeuge beschrieben, die eine Basisschicht in Form eines Gewebes sowie eine darin eingeknüpfte Faseroberschicht aus aufgeschnittenen Schlingen umfasst. Die Fußmatte umfasst Bereiche, in welchen die Schlingen in das Basisgewebe hinein glattgezogen sind, um so eine borstenfreie Aussparung für eine Einlage oder eine Randeinfassung zu bilden. Die Einlage oder die Randeinfassung kann beispielsweise durch Eingießen und Aushärten einer Kunststoffmasse in einem passenden Formwerkzeug hergestellt werden. Die Einlage kann auch als eine persönliche oder werbemäßige Ausgestaltung realisiert sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignete Fußmatte zur Verfügung zu stellen, welche die Vorteile einer textilen Fußmatte und einer Gummifußmatte vereint und mit einem einfachen Verfahren herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Fußmatte sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Die erfindungsgemäße Fußmatte, die insbesondere für Innenräume von Kraftfahrzeugen ausgebildet ist, weist eine Basisschicht auf sowie eine auf der Oberseite der Basisschicht angeordnete und mit dieser verbundenen Faseroberschicht. Die Faseroberschicht weist Bereiche auf, in denen die Faseroberschicht durch Prägung (insbesondere dem so genannten Embossing-Verfahren) verdichtet und vertieft ist. In wenigstens einem Teil der durch Prägung verdichteten und vertieften Bereiche sind ein oder mehrere Kunststoffelemente angeordnet, die mit der verdichteten Faseroberschicht verbunden sind.
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Die erfindungsgemäße Fußmatte ist somit in ihrer Grundstruktur in Form einer textilen Fußmatte ausgebildet, weist jedoch gleichzeitig darin eingearbeitete, vorzugsweise dreidimensional strukturierte (also an ihrer Oberfläche nicht-ebene) Kunststoffelemente auf. Auf diese Weise verbindet die erfindungsgemäße Fußmatte den Vorteil einer textilen Fußmatte, nämlich einer hochwertigen und behaglichen Optik, mit den Vorteilen von Gummifußmatten, insbesondere Rutschfestigkeit und Halt. Indem die vertieften Bereiche, in welchen die (insbesondere massiven) Kunststoffelemente angeordnet sind, durch Prägung erzeugt werden, wird einerseits eine hohe Stabilität in den vertieften Bereichen gewährleistet, da die Fasern an dieser Stelle vorhanden und verdichtet sind, und andererseits eine besonders einfach zu realisierende Herstellungsweise durch Verwendung von geeigneten Prägewerkzeugen ermöglicht.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Faseroberschicht als Flor ausgebildet und umfasst eine Vielzahl von Faserschlingen oder frei endenden Fasern, letztere werden üblicherweise durch Aufschneiden erhalten. Die Ausbildung der Faseroberschicht als Flor führt zu einer besonders hochwertigen Optik und einem behaglichen und komfortablen Gesamteindruck. Zudem speichern Flore feine Schmutzpartikel bis zu einem gewissen Grad „unsichtbar” zwischen den Fasern.
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In den durch Prägung (Embossing) verdichteten und vertieften Bereichen sind die Fasern zumindest teilweise miteinander verschmolzen. Vorzugsweise sind die Fasern in diesen Bereichen jedoch nicht soweit miteinander verschmolzen, dass sie einen kompakten einheitlichen Block ausbilden, sondern lassen optisch noch eine Faserstruktur erkennen. Auf diese Weise bleibt die Flexibilität der Fußmatte in den verdichteten Bereichen bestehen, wodurch ihre Haltbarkeit erhöht wird.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Fußmatte einen Zuschnitt auf, der im Wesentlichen einem freien Bodenbereich eines Kraftfahrzeuginnenraums entspricht. Beispielsweise können bei einer für den Fahrerbodenbereich vorgesehene Fußmatte die vorhandenen Pedalbereiche ausgespart sein.
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In diesem Zusammenhang ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Kunststoffelemente im Wesentlichen in einem Haupttrittbereich der Fußmatte angeordnet sind. Beispiele für Haupttrittbereiche von Kfz-Fußmatten sind etwa die Bereiche unterhalb der Pedale des Kraftfahrzeugs im Fahrerbereich und/oder Bereiche, die beim Ein- oder Aussteigen vorwiegend betreten werden. Durch die Anordnung der Kunststoffelemente in den Haupttrittbereichen wird der notwendige Halt und die Rutschfestigkeit gezielt dort gewährleistet, wo sie benötigt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Fußmatte neben den verdichteten Bereichen, welche ein oder mehrere Kunststoffelemente aufweisen, auch verdichtete Bereiche auf, in denen kein Kunststoffelement angeordnet ist. Diese freien vertieften Bereiche fungieren insbesondere als Auffangreservoir für eingetragenen Schmutz.
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In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausbildung der Erfindung vor, dass die ein oder mehrere Kunststoffelemente aufweisenden, verdichteten und vertieften Bereiche sowie die verdichteten und tiefen Bereiche ohne Kunststoffelement einander entsprechende Umrisskonturen bezogen auf die Aufsicht auf die Fußmattenoberseite aufweisen. Hierdurch wird nicht nur eine ruhigere Optik bewirkt, sondern auch das Herstellungsverfahren vereinfacht. Bevorzugte Konturen für die verdichteten und vertieften Bereiche, die auch insbesondere den Konturen der eingelegten Kunststoffelemente entsprechen, sind vorzugsweise solche, welche andere Gestaltungsmerkmale des Fahrzeugs und insbesondere des Fahrzeuginnenraums zitieren.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weisen die Kunststoffelemente eine von der Farbe der Faseroberschicht abweichende Farbe auf. Diese Ausbildung bietet attraktive optische Gestaltungsmöglichkeiten. Insbesondere können sich die Kunststoffelemente effektvoll und kontrastreich von der Faserfarbe abheben.
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Vorzugsweise sind die Kunststoffelemente aus einem rutschfesten Material gebildet, insbesondere aus einem Gummi oder einem gummiartigen Kunststoffmaterial. Vorzugsweise handelt es sich hier um einen Thermoplasten oder einen thermoplastischen Elastomer.
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Die Rutschfestigkeit der Kunststoffelemente kann noch dadurch weiter erhöht werden, dass diese mit einer nicht-ebenen, also konturierten Oberflächenkontur ausgebildet sind. Zudem weisen die Kunststoffelemente mit Vorteil eine Dicke auf, welche im Wesentlichen der Dicke der Vertiefung entspricht, so dass das Kunststoffelement im Wesentlichen flächenbündig mit der Floroberfläche abschließt.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die Kunststoffelemente mit der verdichteten Faseroberschicht durch Verschweißen oder Verkleben verbunden. Dabei wird unter Verschweißen vorliegend eine unlösbare Verbindung zwischen Kunststoffelement und Faseroberschicht verstanden, welche durch teilweises Anschmelzen und miteinander Verschmelzen der beiden Materialien erzeugt wird. Zu diesem Zweck werden die Materialien der Faseroberschicht und der Kunststoffelemente so gewählt, dass sie in dieser Weise miteinander verbindbar sind.
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Die Fußmatte weist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine entlang ihren Rändern verlaufende Einfassung auf. Auf diese Weise wird nicht nur die Haltbarkeit der Fußmatte erhöht, sondern auch ihre Optik weiter verbessert. Beispielsweise kann die Einfassung eine, den Randbereich umhüllende Textil- oder Folieneinfassung sein oder eine Umkettelung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Fußmatte umfasst die Schritte:
- – Bereitstellung einer Fußmatte mit einer Basisschicht, auf deren Oberseite eine Faseroberschicht angeordnet und mit der Basisschicht verbunden ist,
- – Erzeugung von verdichteten und vertieften Bereichen der Faseroberschicht durch Prägung unter Einwirkung von Druck- und erhöhter Temperatur,
- – Anordnung von einem oder mehreren Kunststoffelementen in wenigstens einem Teil der durch Prägung verdichteten und vertieften Bereiche und Verbindung mit der verdichteten Faseroberschicht.
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Das Prägen der verdichteten und vertieften Bereiche erfolgt insbesondere durch ein Embossing-Verfahren, bei dem ein Negativwerkzeug unter hohem Druck und erhöhter Temperatur auf die Faseroberschicht gepresst wird, so dass es zumindest zu einem Erweichen der Fasern kommt. Dabei wird die zur Erzeugung der verdichteten und vertieften Bereiche der Faseroberschicht angewendete Temperatur in Abhängigkeit von dem Fasermaterial vorzugsweise so gewählt, dass die Fasern zwar anschmelzen, jedoch nicht vollständig aufschmelzen. Indem die Temperatur mit anderen Worten im Bereich einer Schmelztemperatur des verwendeten Fasermaterials oder knapp unterhalb derselben gewählt wird, bleibt die Optik sowie die Haptik der Faserstruktur im Wesentlichen erhalten, was insbesondere für die freien verdichteten Bereiche von Vorteil ist, die sichtbar bleiben.
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Das Verbinden der Kunststoffelemente mit wenigstens einem Teil der verdichteten und vertieften Bereiche erfolgt insbesondere durch Verkleben oder bevorzugt durch Verschmeißen, also durch eine erneute Erwärmung und Verschmelzung.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer Fußmatte für einen Kfz-Fahrerbereich gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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2A–D schematische Darstellung verschiedener Verfahrensstufen bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Fußmatte;
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3 perspektivischer Ausschnitt einer Fußmatte gemäß 1 vor dem Anbringen der Kunststoffelemente;
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4A–B Kunststoffelement nach einer ersten Ausgestaltung;
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5A–B Kunststoffelement nach einer zweiten Ausgestaltung und
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6 eine Fußmatte gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt eine Fußmatte 10 für ein Kraftfahrzeuginnenbereich gemäß der vorliegenden Erfindung, welche hier insbesondere für den Bodenbereich der Fahrerseite zugeschnitten ist. Somit entspricht die Außenkontur der Fußmatte 10 im Wesentlichen dem freien Bodenbereich, wobei die Fußmatte 10 beispielsweise einen Ausschnitt für die Pedale des Fahrzeugs aufweist, welcher in der vorliegenden Darstellung auf der linken Seite zu sehen ist.
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Die Fußmatte 10 weist eine Faseroberschicht 12 auf, welche auf einer hier nicht sichtbaren Basisschicht 14 angeordnet und mit dieser verbunden ist. Die einzelnen Fasern der Faseroberschicht 12 können beispielsweise gewebt, geknüpft oder getuftet sein. Die Fußmatte 10 weist ferner eine Einfassung 16 auf, welche entlang des Randbereiches der Fußmatte 10 verläuft und diesen vorzugsweise beidseitig einfasst. Im dargestellten Beispiel ist die Einfassung 16 als Textilband ausgestaltet, welches mit dem Randbereich vernäht ist. Alternativ kann die Einfassung 16 auch ein Kunststoffmaterial sein, welches mit dem Randbereich verschmolzen oder vernäht ist. Ferner kann die Einfassung 16 als Umkettelung des Randbereichs ausgebildet sein.
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Die Fußmatte 10 weist eine Vielzahl von Bereichen 18 und 20 auf, welche durch Prägung verdichtet sind und Vertiefungen in der Faseroberschicht 12 ausbilden. Die in der vorliegenden Darstellung oben rechts zu sehenden Bereiche 18 weisen beispielsweise eine sechseckige Kontur mit einem nicht-geprägten Mittelbereich auf. Die in der Darstellung im unteren Bereich vorhandenen geprägten Bereiche 20 sind jeweils mit einem Kunststoffelement 22 besetzt und somit von diesem verdeckt. Die Bereiche 20 weisen eine sechseckige, mit den Bereichen 18 korrespondierende Kontur auf, sind im Gegensatz zu den Bereichen 18 jedoch vollflächig geprägt, so dass sie eine glatte Oberfläche unterhalb der Elemente 22 aufweisen.
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Die Verteilung der Kunststoffelemente 22 auf der Fußmatte 10 entspricht im Wesentlichen einem Haupttrittbereich des Fahrers. Die Kunststoffelemente 22 sind vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt, das geeignet ist, die Rutschfestigkeit sowie die Strapazierfähigkeit der Fußmatte 10 in diesem Bereich zu erhöhen.
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Die erfindungsgemäße Fußmatte 10 kann mit einem Herstellungsverfahren hergestellt werden, das anhand der 2 erläutert werden soll. Dabei zeigen die 2A bis D eine Querschnittsansicht eines Ausschnitts der Fußmatte 10 in verschiedenen Verfahrensstufen.
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Wie in 2A zu erkennen ist, weist die Fußmatte 10 die Basisschicht 14 auf, auf welcher die Faseroberschicht 12 getragen wird. Die Faseroberschicht 12 weist eine Vielzahl von Fasern 24 auf, welche sich im Wesentlichen senkrecht auf der Basisschicht 14 erstrecken und im vorliegenden Beispiel als frei endende Fasern ausgebildet sind. Alternativ können die Fasern 16 jedoch auch als Schlingen ausgebildet sein. Typischerweise handelt es sich bei der Basisschicht 14 um ein textiles Gewebe, mit dem die Fasern 24 beispielsweise verwebt sind. Auf der Rückseite der Basisschicht 14 ist ferner eine Unterschicht 26 vorhanden, die der Verstärkung der Fußmatte und/oder der Erhöhung ihrer Rutschfestigkeit auf dem Untergrund des Fahrzeugbodens erhöht. Beispielsweise ist die Unterschicht 26 als Gummierung ausgebildet.
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In der in 2B gezeigten Verfahrensstufe erfolgt die Prägung der Faseroberschicht 12. Hierfür wird ein Prägewerkzeug 28 verwendet, welches Konturabschnitte 30 und 32 aufweist, welche eine Negativform der zu erzeugenden verdichteten und vertieften Bereiche 18 beziehungsweise 20 darstellen. Bezogen auf die in 1 gezeigte Ausgestaltung entspricht der Konturabschnitt 30 beispielsweise einem geschlossenen Steg mit sechseckiger Kontur zur Erzeugung der verdichteten und vertieften Bereiche 18. Der Konturabschnitt 32 hingegen, welcher der Erzeugung der vertieften Bereiche 20 dient, welche mit einem Kunststoffelement 22 ausgestattet werden sollen, ist als ein massiver Vorsprung mit ebener Pressfläche und ebenfalls sechseckiger Kontur ausgebildet.
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Zur Durchführung des Prägens wird das Prägewerkzeug 28 auf die Faseroberschicht 12 unter Druck und mit erhöhter Temperatur aufgesetzt. Zu diesem Zweck kann das Prägewerkzeug 28 mit einer internen Beheizung ausgestattet sein. Vorzugsweise wird die Prägetemperatur in Abhängigkeit von dem Material der Fasern 24 der Faseroberschicht 12 so gewählt, dass diese zwar erweichen und anschmelzen, jedoch nicht vollständig aufschmelzen. Auf diese Weise wird erreicht, dass nach Entfernen des Prägewerkzeugs 28 verdichtete Fasern 34 erhalten werden, die zwar stark komprimiert und miteinander teilweise verschmolzen sind, jedoch keinen kompakten Block ergeben, wie in 2C erkennbar ist. Somit bleibt die Faseroptik sowie die Flexibilität einer textilen Fußmatte 10 in diesem Bereich erhalten.
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Das Resultat der Prägung ist beispielsweise in 3 erkennbar, wo die verdichteten und vertieften Bereiche 18 im oberen rechten Teil der Darstellung zu erkennen sind und die verdichteten und vertieften Bereiche 20, welche zur späteren Besetzung mit Kunststoffelementen 22 vorgesehen sind, im unteren Teil.
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Als nächster Schritt gemäß 2D erfolgt das Einlegen der Kunststoffelemente 22 in die dafür vorgesehenen verdichteten und vertieften Bereiche 20. Das Verbinden der Kunststoffelemente 22 mit den verdichteten Fasern 34 in den Bereichen 20 erfolgt vorzugsweise durch Verschweißen, wofür die verdichteten Fasern 34 sowie zumindest die Unterseite der Kunststoffelemente 22 soweit angeschmolzen werden, dass diese eine dauerhafte Verbindung miteinander eingehen. Ein besonders geeignetes Verfahren stellt das Hochfrequenzschweißen (oder HF-Welding) dar.
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Die Konfektionierung der Fußmatte 10 entsprechend den angestrebten Einsatzbereichen sowie die Anbringung der Einfassung 16 kann in jedem beliebigen Verfahrensabschnitt erfolgen. Beispielsweise kann der Zuschnitt bereits vor dem Prägen erfolgen oder nach dem Prägen oder erst nach dem Aufbringen der Kunststoffelemente 22. Die Einfassung erfolgt vorzugsweise erst nach dem Prägen vor oder nach dem Aufbringen der Kunststoffelemente 22.
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4 zeigt ein Beispiel eines Kunststoffelements 22, wie es für die Herstellung der in 1 dargestellten Fußmatte 10 eingesetzt wurde. Dabei zeigt 4A eine perspektivische Darstellung und 4B die Aufsicht auf das Element sowie seine Abmessungen. Das Element 22 weist in diesem Beispiel eine sechseckige Kontur auf und besitzt eine nicht-ebene, dreidimensional strukturierte Oberfläche. Insbesondere weist es einen umlaufenden geschlossenen Wall auf sowie einen flachen Zentralbereich.
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Das in 5 beispielhaft dargestellt Kunststoffelement 22 unterscheidet sich von dem der 4 im Wesentlichen dadurch, dass dieses als offener Ring ausgebildet ist und somit keinen ausgefüllten Zentralbereich aufweist.
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Durch die dreidimensionale Formgebung der Kunststoffelemente 22, wie sie beispielhaft in den 4 und 5 dargestellt sind, wird ihre rutschvermindernde Wirkung erhöht in den dargestellten Ausführungsbeispielen wurde als Material für die Kunststoffelemente 22 Polycaprolactam (Summenformel C6H11NO) verwendet, das eine Beimischung von 30-Gewichts-% eines Glases enthielt. Dieses Material ließ sich besonders gut und dauerhaft mit der verwendeten Faseroberschicht verschweißen.
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6 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Fußmatte 10 nach der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel weist die Fußmatte 10 lediglich zwei vertiefte Bereiche auf, welche jeweils mit einem, auf der seiner oberen Seite dreidimensional strukturierten Kunststoffelement 22 besetzt sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fußmatte
- 12
- Faseroberschicht
- 14
- Basisschicht
- 16
- Einfassung
- 18
- verdichteter und vertiefter Bereich (ohne Kunststoffelement)
- 20
- verdichteter und vertiefter Bereich (mit Kunststoffelement)
- 22
- Kunststoffelement
- 24
- Fasern
- 26
- Unterschicht
- 28
- Prägewerkzeug
- 30
- Konturabschnitt
- 32
- Konturabschnitt
- 34
- verdichtete Fasern
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3312234 A1 [0003]
- DE 19833459 A1 [0004]
