DE102014012194A1

DE102014012194A1 - Verfahren zur Herstellung eines textilverstärkten Kunststoffteils für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014012194A1
Application number: DE102014012194.1A
Authority: DE
Inventors: Lars Merkert
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-08-18
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2016-02-18

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines mit einem textilen Gebilde (5) verstärkten Kunststoffteils (2) für ein Kraftfahrzeug wird in einem ersten Schritt in einem Formwerkzeug (1) wenigstens ein Positionierelement (6) an das textile Gebilde (5) angespritzt. In einem zweiten Schritt wird das Kunststoffteil (2) in einem Formwerkzeug (1') an das textile Gebilde (5) angespritzt. Während des Anspritzens des Kunststoffteils (2) an das textile Gebilde (5) wird das textile Gebilde (5) mittels des wenigstens einen Positionierelements (6) in dem Formwerkzeug (1') positioniert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem textilen Gebilde verstärkten Kunststoffteils für ein Kraftfahrzeug.
Die DE 10 2010 007 052 A1 beschreibt eine Rückenlehne, deren rahmenförmige Grundstruktur aus einem formstabilen Kunststoff ausgebildet ist. Die rahmenförmige Grundstruktur umfasst zwischen den Holmen mindestens ein Funktionselement, das als kunststoffbeschichteter Einleger ausgebildet sein kann und mittels Spritzgießen hergestellt wird.
Die WO 2012/139689 A1 betrifft ein faserverstärktes Strukturelement aus Kunststoff für den Fahrzeuginnenraum. Zur Herstellung des Strukturelements werden ein vorgewärmter kohlefaserverstärkter Bereich und ein vorgewärmter glasfaserverstärkter Bereich in einer Presse geformt.
Aus der DE 20 2011 100 166 U1 ist ein wenigstens teilweise aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehendes Formteil bekannt, welches in einem ersten Abschnitt aus einem Thermoplast und in wenigstens einem zweiten Abschnitt aus einem gewebeverstärkten Kunststoff besteht.
Die DE 101 54 472 A1 beschreibt eine Lehnenverkleidung eines gepolsterten Kraftfahrzeugsitzes. In den die Lehnenverkleidung bildenden Kunststoff ist ein Gestrick mit Maschen eingebettet, das sich zwischen den Außenseiten der Lehnenverkleidung zumindest abschnittsweise entlang der Wandungen derselben erstreckt.
Gerade bei solchen Verkleidungen bzw. Abdeckungen von Fahrzeugsitzen kann es im Falle des Auslösens eines Seitenairbags zu einer Beschädigung derselben kommen. Um diese Beschädigungen, die im ungünstigsten Fall zu Verletzungen der Insassen führen können, zu vermeiden, werden teilweise, wie in der DE 101 54 472 A1 beschrieben, textile Gebilde zur Verstärkung der Kunststoffteile eingesetzt. Meist wird hierzu das textile Gebilde in das Spritzgießwerkzeug, mit dem das Kunststoffteil hergestellt wird, eingelegt, was jedoch dazu führen kann, dass aufgrund der hohen Drücke beim Spritzgießen das textile Gebilde nach außen an die Oberfläche des Kunststoffteils gedrückt wird. Dies führt zu einer sehr inhomogenen und qualitativ nicht akzeptablen Oberfläche des Kunststoffteils.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem textilen Gebilde verstärkten Kunststoffteils zu schaffen, mit dem sichergestellt werden kann, dass das textile Gebilde an einem bestimmten Ort innerhalb des Kunststoffteils verbleibt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch das erfindungsgemäße wenigstens eine Positionierelement, das im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens an das textile Gebilde angespritzt wird, ist im zweiten Schritt der Herstellung des Kunststoffteils eine Positionierung des textilen Gebildes gewährleistet, so dass dieses am gewünschten Ort gehalten wird und nicht in Richtung der Außenseite des Kunststoffteils gelangen kann. Durch dieses mehrstufige Spritzgießverfahren wird eine gleichmäßige Beschaffenheit der Oberfläche des mit dem erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Kunststoffteils gewährleistet und es wird, durch die Integration des textilen Gebildes in das Kunststoffteil, die geforderte Qualität desselben erzielt.
Eine noch bessere Positionierung des textilen Gebildes ergibt sich, wenn in dem ersten Schritt ein das wenigstens eine Positionierelement aufweisender Rahmen an das textile Gebilde angespritzt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Es zeigt:
1 den Aufbau eines Formwerkzeugs zur Durchführung eines ersten Schritts bei dem erfindungsgemäßen Verfahren;
2 ein in dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes Zwischenprodukt;
3 den Aufbau eines Formwerkzeugs zur Durchführung eines zweiten Schritts bei dem erfindungsgemäßen Verfahren; und
4 ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Kunststoffteil.
1 zeigt eine sehr schematische Darstellung eines Formwerkzeugs 1, das zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines in 2 in einem Zwischenstadium und in 4 als fertiges Produkt dargestellten Kunststoffteils 2 für ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug verwendet werden kann. Bei dem Kunststoffteil 2 kann es sich zum Beispiel um die hintere Abdeckung einer Rückenlehne eines Sitzes handeln. Das Formwerkzeug 1 weist zwei Formwerkzeughälften bzw. Formwerkzeugteile, nämlich ein erstes Formwerkzeugteil 3 und ein zweites Formwerkzeugteil 4 auf.
In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zwischen die beiden Formwerkzeughälften 3 und 4 ein textiles Gebilde 5 eingelegt und es wird mittels eines Spritzgießverfahrens ein in 2 dargestelltes Positionierelement 6 an das textile Gebilde 5 angespritzt.
Als textiles Gebilde 5 kann zum Beispiel ein Gewebe und/oder ein Gewirke verwendet werden. Beispielsweise kann das textile Gebilde 5 eine Polyesterfaser aufweisen. Des Weiteren kann das textile Gebilde 5 mit einem Polyurethan oder einem anderen geeigneten Material beschichtet sein. Selbstverständlich kommen auch andere Fasern sowie andere Beschichtungen für das textile Gebilde 5 in Frage. Das textile Gebilde 5 weist eine ausreichend Eigensteifigkeit auf, so dass es beim Spritzgießen des Kunststoffteils 2 durch die Positionierelemente 6 gehalten werden kann.
Wie sich aus der Darstellung des Zwischenprodukts aus 2 ergibt, ist das Positionierelement 6, welches in dem ersten Schritt an das textile Gebilde 5 angespritzt wurde, Teil eines Rahmens 7, der an das textile Gebilde 5 angespritzt wurde. Im vorliegenden Fall weist der Rahmen 7 insgesamt zwei Positionierelemente 6 auf, deren Anzahl und Lage in Abhängigkeit von der Geometrie des zu fertigenden Kunststoffteils 2 jedoch stark variieren kann. Des Weiteren weist der Rahmen 7 im vorliegenden Fall eine Strebe 8 auf, die ebenfalls als Positionierelement dienen kann und die eine zusätzliche Versteifung für den Rahmen 7 bietet und damit eine noch bessere Positionierung des textilen Gebildes 5 gewährleistet. Selbstverständlich kann auf die Strebe 8, wie auch auf eines der Positionierelemente 6, verzichtet werden.
Zur Bildung des Rahmens 7 mit den Positionierelementen 6 und der Strebe 8 sind in der ersten Formwerkzeughälfte 3 entsprechende Hohlräume 9 vorgesehen, von denen in 1 aus Gründen der einfacheren Darstellbarkeit nur die die Hohlräume 9 zu erkennen sind.
Als Material für den Rahmen 7 bzw. allgemein für das wenigstens eine Positionierelement 6 kommt jedes geeignete, mittels Spritzgießen verarbeitbare Kunststoffmaterial in Frage. Für das Kunststoffteil 2 wird vorzugsweise ein thermoplastischer Kunststoff, wie beispielsweise ABS oder Polypropylen, verwendet. Selbstverständlich kann für das Positionierelement 6 dasselbe Material wie für das gesamte Kunststoffteil 2 verwendet werden.
In 3 ist ein weiteres Formwerkzeug 1' dargestellt, mit welchem ein zweiter Schritt des Verfahrens zur Herstellung des mit dem textilen Gebilde 5 verstärkten Kunststoffteils 2 durchgeführt wird. In diesem zweiten Schritt wird in dem Formwerkzeug 1' das Kunststoffteil 2 mittels eines Spritzgießverfahrens an das textile Gebilde 5 angespritzt. Um eine exakte Positionierung des textilen Gebildes 5 zu gewährleisten und zu verhindern, dass dasselbe an die Oberfläche des ebenfalls mittels Spritzgießen erzeugten Kunststoffteils 2 gelangen kann, wird während des Anspritzens des Kunststoffteils 2 an das textile Gebilde 5 das textile Gebilde 5 mittels des wenigstens einen Positionierelements 6, im vorliegenden Fall mittels des Rahmens 7 mit den im vorliegenden Fall zwei Positionierelementen 6, in dem Formwerkzeug 1' positioniert. Das Formwerkzeug 1' weist ebenfalls zwei Formwerkzeughälften bzw. Formwerkzeugteile auf, nämlich ein erstes Formwerkzeugteil 10 und ein zweites Formwerkzeugteil 11. Hierbei wird das erste Formwerkzeugteil 3 des im ersten Schritt des Verfahrens verwendeten Formwerkzeugs 1 auch im zweiten Schritt verwendet, und zwar als Bestandteil des ersten Formwerkzeugteils 10. Da im vorliegenden Fall das textile Gebilde 5 nur einen Teil der Fläche des gesamten Kunststoffteils 2 einnimmt, bilden die erste Formwerkzeughälfte 3 des Formwerkzeugs 1 aus dem ersten Schritt sowie das erste Formwerkzeugteil 10 die erste Formwerkzeughälfte des im zweiten Schritt verwendeten Formwerkzeugs 1'. Das erste Formwerkzeugteil 3 des Formwerkzeugs 1 kann auch im zweiten Schritt im Formwerkzeug 1' verwendet werden, da die Positionierelemente 6 in den Hohlräumen 9 aufgenommen werden können, so dass eine sehr exakte Positionierung des textilen Gebildes 5 gewährleistet ist. Zur Vereinfachung des Verfahrens kann das im ersten Schritt hergestellte Zwischenprodukt in der ersten Formwerkzeughälfte 3 verbleiben. Zwischen dem ersten und dem zweiten Schritt wird die im ersten Schritt hergestellte Zwischenform beschnitten, was in den Zeichnungen jedoch nicht dargestellt ist.
Die zweite Formwerkzeughälfte 11 des Formwerkzeugs 1' zur Durchführung des zweiten Schritts des Verfahrens zur Herstellung des Kunststoffteils 2 mit dem textilen Gebilde 5 weist einen Formhohlraum 12 auf, der zur Bildung des Kunststoffteils 2 dient und in den das Kunststoffmaterial eingespritzt wird.
In 4 ist das fertige Kunststoffteil 2 dargestellt und es ist zu erkennen, dass das textile Gebilde 5 aufgrund der sehr exakten Positionierung ausschließlich innerhalb des das Kunststoffteil 2 bildenden Materials angeordnet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010007052 A1 [0002]
WO 2012/139689 A1 [0003]
DE 202011100166 U1 [0004]
DE 10154472 A1 [0005, 0006]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines mit einem textilen Gebilde (5) verstärkten Kunststoffteils (2) für ein Kraftfahrzeug, wobei in einem ersten Schritt in einem Formwerkzeug (1) wenigstens ein Positionierelement (6) an das textile Gebilde (5) angespritzt wird, wobei in einem zweiten Schritt das Kunststoffteil (2) in einem Formwerkzeug (1') an das textile Gebilde (5) angespritzt wird, und wobei während des Anspritzens des Kunststoffteils (2) an das textile Gebilde (5) das textile Gebilde (5) mittels des wenigstens einen Positionierelements (6) in dem Formwerkzeug (1') positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Schritt ein das wenigstens eine Positionierelement (6) aufweisender Rahmen (7) an das textile Gebilde (5) angespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7), der an das textile Gebilde (5) angespritzt wird, wenigstens zwei Positionierelemente (6) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7), der an das textile Gebilde (5) angespritzt wird, wenigstens eine Strebe (8) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als textiles Gebilde (5) ein Gewebe und/oder ein Gewirke verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Gebilde (5) eine Polyesterfaser aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Gebilde (5) mit einem Polyurethan beschichtet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (6) im ersten Schritt in einem Formwerkzeugteil (3) an das textile Gebilde (5) angespritzt wird, und dass das im ersten Schritt verwendete Formwerkzeugteil (3) im zweiten Schritt zum Halten des textilen Gebildes (5) mit dem wenigstens einen Positionierelement (6) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Positionierelement (6) und das Kunststoffteil (2) aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen und mittels Spritzgießen hergestellt werden.