DE102015007885A1 - Method for producing a composite component for a vehicle, in particular a motor vehicle, and composite component for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils für ein Fahrzeug, bei welchem wenigstens eine Deckschicht (12) auf einer Kernschicht (10) aus einem thermoplastischen Kunststoffschaum angeordnet und mit der Kernschicht (10) verbunden wird, wobei zwischen der Kernschicht (10) und der Deckschicht (12) wenigstens ein elektrisches Heizelement (24) angeordnet wird, sowie ein solches Verbundbauteil.The invention relates to a method for producing a composite component for a vehicle, in which at least one cover layer (12) is arranged on a core layer (10) of a thermoplastic foam and bonded to the core layer (10), wherein between the core layer (10) and the cover layer (12) at least one electrical heating element (24) is arranged, as well as such a composite component.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verbundbauteil für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 10.The invention relates to a method for producing a composite component for a vehicle, in particular a motor vehicle, according to the preamble of
Ein solches Verbundbauteil für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Verbundbauteils sind beispielsweise bereits aus der
Derartige Verbundbauteile werden beispielsweise als Innenverkleidungsteile für Fahrzeuge verwendet. Ein solches Innenverkleidungsteil weist üblicherweise eine Sichtseite mit einer Oberfläche auf, die dem Innenraum des jeweiligen Fahrzeugs zugewandt und von Insassen optisch und haptisch wahrnehmbar ist. Daher ist eine hohe Qualität der Oberfläche wünschenswert.Such composite components are used for example as interior trim parts for vehicles. Such an interior trim part usually has a visible side with a surface which faces the interior of the respective vehicle and can be visually and haptically perceived by occupants. Therefore, a high quality of the surface is desirable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und ein Verbundbauteil der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen sich eine besonders hohe Oberflächenqualität des Verbundbauteils sowie ein besonders hoher Komfort für Fahrzeuginsassen realisieren lassen.Object of the present invention is therefore to provide a method and a composite component of the type mentioned, by means of which can be implemented a particularly high surface quality of the composite component and a particularly high level of comfort for vehicle occupants.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verbundbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of
Um ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem sich eine besonders hohe Oberflächenqualität des Verbundbauteils sowie ein besonders hoher Komfort für Fahrzeuginsassen realisieren lassen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen der Kernschicht und der Deckschicht wenigstens ein elektrisches Heizelement angeordnet ist. Mittels des elektrischen Heizelements kann wenigstens eine Oberfläche des Verbundbauteils selbst beheizt werden, sodass das Verbundbauteil beziehungsweise die Oberfläche auch bei niedrigen Außentemperaturen eine angenehme Temperatur aufweist. Hierdurch kann ein besonders hoher haptischer Komfort des beispielsweise als Innenverkleidungsteil genutzten Verbundbauteils realisiert werden. Ferner kann mittels des Verbundbauteils eine besonders effiziente, effektive und komfortable Beheizung des Innenraums des Fahrzeugs realisiert werden, da sich durch das Verbundbauteil beispielsweise eine Flächenheizung beziehungsweise ein Flächenheizelement realisieren lässt. Wird das Verbundbauteil als Innenverkleidungsteil verwendet, so befinden sich die Insassen des Fahrzeugs üblicherweise in enger Nähe zu dem Innenverkleidungsteil, sodass die Insassen von dem Verbundbauteil abgegebene und durch das elektrische Heizelement bereitgestellte Wärme besonders schnell, das heißt besonders kurze Zeit nach Aktivieren des elektrischen Heizelements auf angenehme Weise wahrnehmen können.In order to provide a method of the aforementioned type, by means of which a particularly high surface quality of the composite component and a particularly high level of comfort for vehicle occupants can be realized, it is provided according to the invention that at least one electrical heating element is arranged between the core layer and the cover layer. By means of the electric heating element, at least one surface of the composite component itself can be heated, so that the composite component or the surface has a pleasant temperature even at low outside temperatures. In this way, a particularly high haptic comfort of the composite component used, for example, as interior trim part can be realized. Furthermore, a particularly efficient, effective and comfortable heating of the interior of the vehicle can be realized by means of the composite component, as can be realized by the composite component, for example, a surface heating or a Flächenheizelement. If the composite component is used as an interior trim part, then the occupants of the vehicle are usually in close proximity to the interior trim part, so that the occupants emitted from the composite component and provided by the electric heating element heat very quickly, that is a very short time after activation of the electric heating element pleasant way to perceive.
Die Kernschicht und die wenigstens eine Deckschicht bilden einen Schichtverbund, in den das elektrische Heizelement integriert ist. Durch diese Integration kann eine besonders hohe Oberflächenqualität des Verbundbauteils realisiert werden, da unerwünschte, durch das elektrische Heizelement bewirkte Abzeichnungen auf der Oberfläche des Verbundbauteils vermieden werden können. Der Erfindung liegt insbesondere auch die Erkenntnis zugrunde, dass es bei Heizsystemen, welche beispielsweise einen Träger, ein auf dem Träger angeordnetes Heizelement und eine auf dem Träger angeordnete Dekorlage zum Kaschieren des Heizelements umfassen, zu durch das Heizelement bewirkten Abzeichnungen auf einer Oberfläche der Dekorlage kommen kann. Diese Abzeichnungen können von Insassen des Fahrzeugs optisch wahrgenommen werden, da sich die Abzeichnungen auf einer sogenannten, von Insassen des Fahrzeugs optisch wahrnehmbaren Sichtseite des Heizsystems befinden. Um derartige Abzeichnungen zu vermeiden oder besonders gering zu halten, ist ein aufwendiger und somit kostenintensiver Kaschierprozess erforderlich. Zudem müssen die Dekorlage und somit das Kaschiermaterial zum Kaschieren des Heizelements durch das Heizelemente bewirkte Unebenheiten ausgleichen, sodass ein hoher Materialeinsatz erforderlich ist. Dies führt zu einem hohen Gewicht und zu hohen Kosten des Heizsystems.The core layer and the at least one cover layer form a laminate in which the electrical heating element is integrated. As a result of this integration, a particularly high surface quality of the composite component can be realized, since unwanted marks caused by the electrical heating element can be avoided on the surface of the composite component. The invention is in particular also based on the finding that in heating systems which comprise, for example, a carrier, a heating element arranged on the carrier and a decorative layer arranged on the carrier for laminating the heating element, markings on a surface of the decorative layer caused by the heating element occur can. These signals can be visually perceived by occupants of the vehicle, since the signs are on a so-called, visually perceivable by occupants of the vehicle visible side of the heating system. In order to avoid such subscriptions or to keep it particularly low, a complex and thus costly laminating process is required. In addition, the decorative layer and thus the laminating material for laminating the heating element must compensate for the unevenness caused by the heating elements, so that a high material usage is required. This leads to a high weight and high costs of the heating system.
Diese Probleme können durch die beschriebene Integration des elektrischen Heizelements in den Schichtverbund vermieden werden, sodass das Verbundbauteil kosten- und gewichtsgünstig ausgebildet werden kann bei gleichzeitiger Realisierung eines hohen Komforts.These problems can be avoided by the described integration of the electric heating element in the layer composite, so that the composite component can be formed cost and weight favorable while achieving a high level of comfort.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass der thermoplastische Kunststoffschaum der Kernschicht eine besonders gute Isolationswirkung aufweist, da der thermoplastische Kunststoffschaum eine nur geringe Wärmeleitfähigkeit hat. Dadurch ist es beispielsweise möglich, die im fertig hergestellten Zustand des Fahrzeugs dem Innenraum zugewandte und von Insassen des Fahrzeugs optisch wahrnehmbare Sichtseite besonders effizient zu erwärmen, da die Kernschicht vorzugsweise auf einer der Sichtseite abgewandten Seite des elektrischen Heizelements angeordnet ist. Mittels der Kernschicht können somit übermäßige Wärmeverluste in Richtung der von der Sichtseite abgewandten Seite des Verbundbauteils vermieden werden, sodass beispielsweise die optisch und haptisch von den Insassen wahrnehmbare Sichtseite energieeffizient beheizt werden und somit eine hinreichende Temperatur aufweisen kann. Eine unnötige, unerwünschte Beheizung einer der Sichtseite und der Kernschicht abgewandten Rückseite des Verbundbauteils kann vermieden werden, da diese Rückseite mittels der Kernschicht von der Sichtseite thermisch isoliert ist.Another advantage of the method according to the invention is that the thermoplastic Plastic foam of the core layer has a particularly good insulation effect, since the thermoplastic resin foam has a low thermal conductivity. As a result, it is possible, for example, to particularly efficiently heat the visible side facing the interior in the finished manufactured state of the vehicle and visually perceptible by occupants of the vehicle, since the core layer is preferably arranged on a side of the electric heating element facing away from the visible side. Excessive heat losses in the direction of the side facing away from the visible side of the composite component can thus be avoided by means of the core layer, so that, for example, the visual side perceivable visually and haptically by the occupants can be heated in an energy-efficient manner and thus can have a sufficient temperature. Unnecessary, undesired heating of a rear side of the composite component facing away from the visible side and the core layer can be avoided since this rear side is thermally insulated from the visible side by means of the core layer.
Darüber hinaus ist es möglich, das elektrische Heizelement besonders nahe an der Deckschicht und insbesondere an der Sichtseite anzuordnen, sodass die Sichtseite besonders energieeffizient beheizt werden kann. Ferner kann ein Hinterspritzen des beispielsweise als elektrisches Widerstandsheizelement, insbesondere elektrisch leitender Draht, ausgebildeten Heizelements kann ebenfalls vermieden werden. Bei einem solchen Hinterspritzen besteht üblicherweise die Gefahr von Abzeichnungen des Heizelements an der Oberfläche beziehungsweise der Sichtseite, was mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch vermieden werden kann. Ferner können eine übermäßige Dicke der das elektrische Heizelement kaschierenden Deckschicht vermieden werden, sodass das Gewicht und die Kosten des Verbundbauteils gering gehalten werden können.Moreover, it is possible to arrange the electric heating element particularly close to the cover layer and in particular on the visible side, so that the visible side can be heated particularly energy efficient. Furthermore, a back-molding of the heating element formed, for example, as an electrical resistance heating element, in particular an electrically conductive wire, can likewise be avoided. With such a back injection, there is usually the risk of the heating element being marked on the surface or the visible side, which can be avoided by means of the method according to the invention, however. Furthermore, an excessive thickness of the electric heating element laminating cover layer can be avoided, so that the weight and the cost of the composite component can be kept low.
Bevorzugt arbeitet das Heizelement auf Basis einer elektrischen Widerstandsheizung. Mit anderen Worten kann das Heizelement als Widerstandsheizelement, insbesondere als elektrisch leitender Draht, ausgebildet sein. Alternativ ist es denkbar, dass das Heizelement als Peltier-Element ausgebildet ist. Somit kann auch bei heißen Außen- wie Innentemperaturen ein angenehmer Kontakt mit dem Verbundbauteil, insbesondere dessen Sichtseite, gewährleistet werden.Preferably, the heating element operates on the basis of an electrical resistance heater. In other words, the heating element can be designed as a resistance heating element, in particular as an electrically conductive wire. Alternatively, it is conceivable that the heating element is designed as a Peltier element. Thus, a pleasant contact with the composite component, in particular its visible side, can be ensured even with hot outside and inside temperatures.
Bevorzugt ist das elektrische Heizelement nahe der Kernschicht angeordnet, sodass das elektrische Heizelement zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in die Kernschicht eingebettet werden kann, wodurch unerwünschte Abzeichnungen von Konturen des Heizelements auf der Oberfläche beziehungsweise Sichtseite des Verbundbauteils vermieden werden können.Preferably, the electrical heating element is arranged close to the core layer, so that the electrical heating element can be embedded at least partially, in particular at least predominantly or completely, into the core layer, whereby unwanted markings of contours of the heating element on the surface or visible side of the composite component can be avoided.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das an einem Trägerelement, insbesondere einer Folie, einem Gitter, einem Netz, einem Textil, angeordnete, elektrische Heizelement mit dem Trägerelement zwischen der Deckschicht und der Kernschicht angeordnet wird. Vorzugsweise wird als das Trägerelement ein Flächenelement, das heißt ein Träger mit einer zumindest im Wesentlichen flächigen Erstreckung verwendet. Hierdurch können eine besonders einfache Herstellung sowie eine effektive und effiziente Beheizung realisiert werden. Dabei ist das elektrische Heizelement zusätzlich zu dem Trägerelement, insbesondere der Foli vorgesehen und mit dem Trägerelement verbunden, wobei das Trägerelement beispielsweise durch Sticken und/oder Nahen mit dem Heizelement verbunden, insbesondere mit dem Heizelement bestickt und/oder vernäht, ist. Das Trägerelement und das Heizelement bilden hierbei eine zumindest im Wesentlichen flächige Bauteileinheit, welche als zusätzliche Schicht zwischen die Kernschicht und die Deckschicht eingebracht wird. Bei dieser Bestickung beziehungsweise Vernähung ist das elektrische Heizelement selbst beispielsweise ein Garn oder eine Faser, das beziehungsweise die in das Trägerelement eingestickt beziehungsweise eingenäht wird.It has proven to be particularly advantageous if the electrical heating element arranged on a carrier element, in particular a film, a grid, a net, a textile, is arranged with the carrier element between the cover layer and the core layer. Preferably, a surface element, that is to say a carrier having an at least substantially flat extent, is used as the carrier element. This allows a particularly simple production and an effective and efficient heating can be realized. In this case, the electric heating element is provided in addition to the carrier element, in particular the Foli and connected to the carrier element, wherein the carrier element, for example, by embroidering and / or Middle connected to the heating element, in particular embroidered with the heating element and / or sewn. The carrier element and the heating element in this case form an at least substantially planar component unit, which is introduced as an additional layer between the core layer and the cover layer. In this embroidery or sewing, for example, the electric heating element itself is a yarn or a fiber which is embroidered or sewn into the carrier element.
Um die Teileanzahl und das Gewicht besonders gering zu halten, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass als das elektrische Heizelement eine elektrisch leitende Folie verwendet wird. Mit anderen Worten kann das Heizelement eine elektrisch leitende Folie sein, die sich beispielsweise nicht zwingend in der Nähe der Kernschicht befinden muss.In order to keep the number of parts and the weight particularly low, it is provided in a further embodiment of the invention that is used as the electric heating element, an electrically conductive film. In other words, the heating element may be an electrically conductive foil which, for example, does not necessarily have to be in the vicinity of the core layer.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass mittels des Trägerelements, insbesondere der Folie, wenigstens eine Bindeschicht gebildet wird, mittels welcher die Deckschicht mit der Kernschicht verbunden wird. Wird beispielsweise im Rahmen der Herstellung des Verbundbauteils der die Kernschicht und die Deckschicht umfassende Schichtverbund mit dem zwischen der Kernschicht und der Deckschicht angeordneten Trägerelement aufgeheizt, um dadurch beispielsweise aus dem Schichtverbund, dem Trägerelement und dem elektrischen Heizelement ein Halbzeug oder ein fertiges Bauteil herzustellen, so wird das Trägerelement durch dieses Aufheizen zumindest teilweise aufgeschmolzen beziehungsweise angeschmolzen. Hierdurch bildet das Trägerelement die Bindeschicht, welche sich beispielsweise stoff- und/oder formschlüssig mit der Deckschicht und der Kernschicht verbindet. Hierdurch wird die Deckschicht unter Vermittlung der Bindeschicht beziehungsweise des aufgeschmolzenen Trägerelements mit der Kernschicht verbunden. Ferner erfolgt beispielsweise durch das Aufschmelzen beziehungsweise Anschmelzen des Trägerelements eine vorzugsweise formschlüssige Verbindung des Heizelements mit dem Trägerelement beziehungsweise der Bindeschicht, da das Heizelement beispielsweise in das aufgeschmolzenen beziehungsweise angeschmolzenen Trägerelement eingebettet wird. In der Folge wird auch das elektrische Heizelement mittels des Trägerelements beziehungsweise der Bindeschicht mit der Kernschicht und der Deckschicht verbunden. Zur Realisierung der formschlüssigen Verbindung verkrallt sich beispielsweise das aufgeschmolzene und beispielsweise aus einem Kunststoff gebildete Trägerelement mechanisch mit der Kernschicht und/oder der Bindeschicht und/oder dem Heizelement.A further embodiment is characterized in that by means of the carrier element, in particular the film, at least one bonding layer is formed, by means of which the covering layer is bonded to the core layer. If, for example, during the production of the composite component, the layer composite comprising the core layer and the cover layer is heated with the support element arranged between the core layer and the cover layer, thereby producing a semifinished product or a finished component, for example from the layer composite, the support element and the electrical heating element the carrier element is at least partially melted or fused by this heating. As a result, the carrier element forms the binding layer, which, for example, bonds to the cover layer and the core layer in a materially and / or form-locking manner. As a result, the cover layer is connected to the core layer through the intermediary of the bonding layer or of the molten support element. Further, for example, by the melting or melting of the carrier element is preferably a form-fitting Connection of the heating element with the carrier element or the binding layer, since the heating element is embedded, for example, in the molten or fused carrier element. As a result, the electrical heating element is also connected to the core layer and the cover layer by means of the carrier element or the bonding layer. In order to realize the positive connection, for example, the molten carrier element formed, for example, from a plastic, mechanically clings to the core layer and / or the bonding layer and / or the heating element.
Der thermoplastische Kunststoffschaum der Kernschicht kann beispielsweise zumindest in seinem Randbereich offenporig ausgebildet sein, sodass sich das aufgeschmolzene Trägerelement beziehungsweise dessen Kunststoff in den offenen Poren der Kernschicht mechanisch verkrallen kann. Durch das Aufschmelzen des Trägerelements bildet dieses beispielsweise eine Schmelzschicht oder einen reaktiven Klebstoff beziehungsweise eine Schicht aus reaktivem Klebstoff, welcher durch das Aufheizen aktiviert wird.The thermoplastic resin foam of the core layer may, for example, be open-pored at least in its edge region, so that the melted-on carrier element or its plastic can mechanically dig into the open pores of the core layer. As a result of the melting of the carrier element, this forms, for example, a melt layer or a reactive adhesive or a layer of reactive adhesive, which is activated by the heating.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird zwischen dem Trägerelement und der Kernschicht wenigstens eine zusätzlich zu dem Trägerelement und der Kernschicht vorgesehene Bindeschicht angeordnet, über welche das Trägerelement mit der Kernschicht verbunden wird. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass zwischen dem Trägerelement und der Deckschicht wenigstens eine zusätzlich zu dem Trägerelement und der Deckschicht vorgesehene Bindeschicht angeordnet wird, über welche das Trägerelement mit der Deckschicht verbunden wird.In a further advantageous embodiment of the invention, at least one bonding layer provided in addition to the carrier element and the core layer is arranged between the carrier element and the core layer, via which the carrier element is connected to the core layer. Alternatively or additionally, it is conceivable for at least one bonding layer, which is provided in addition to the carrier element and the cover layer, to be arranged between the carrier element and the cover layer and via which the carrier element is connected to the cover layer.
Dies bedeutet, dass die jeweilige Bindeschicht bei diesen Ausführungsformen nicht durch das Trägerelement selbst, sondern durch zusätzlich zu dem Trägerelement, der Kernschicht und der Deckschicht vorgesehenes Material gebildet wird, sodass das Trägerelement und über diese das elektrische Heizelement über jeweilige, zusätzliche Bindeschichten in den Schichtverbund eingebracht und an den Schichtverbund angebunden werden können. Diese jeweilige zusätzliche Bindeschicht ist beispielsweise eine Schmelzschicht oder eine Schicht aus reaktivem Klebstoff, welcher durch Aufheizen aktiviert wird.This means that the respective bonding layer in these embodiments is not formed by the carrier element itself but by material provided in addition to the carrier element, the core layer and the cover layer, so that the carrier element and via this the electrical heating element via respective, additional bonding layers in the layer composite can be introduced and connected to the layer composite. This respective additional bonding layer is, for example, a melt layer or a layer of reactive adhesive which is activated by heating.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Trägerelement Durchgangsöffnungen für wenigstens eine zusätzlich zu dem Trägerelement vorgesehene Bindeschicht auf, über welche die Deckschicht – unter Anbinden des Trägerelements an die Deckschicht und die Kernschicht – mit der Kernschicht verbunden wird. Diese Durchgangsöffnungen sind beispielsweise durch eine Perforierung des Trägerelements, insbesondere der Folie, gebildet. Die Bindeschicht bei dieser Ausführungsform ist beispielsweise durch einen Kunststoff der Deckschicht und/oder durch einen Kunststoff der Kernschicht gebildet oder aber zusätzlich zu dem Trägerelement, der Kernschicht und der Deckschicht vorgesehen. Beim Aufheizen des Schichtverbunds und des Trägerelements wird die Bindeschicht, welche beispielsweise einen thermoplastischen Werkstoff aufweist, aufgeschmolzen, sodass die aufgeschmolzene Bindeschicht die Durchgangsöffnungen des Trägerelements durchdringen kann. Ferner kann sich die aufgeschmolzene Bindeschicht stoff- und/oder formschlüssig mit der Kernschicht und/oder Deckschicht verbinden. Da die aufgeschmolzene Bindeschicht die Durchgangsöffnungen des Trägerelements durchdringt, ist die Bindeschicht insbesondere nach ihrem Erstarren formschlüssig mit dem Trägerelement verbunden, sodass das Trägerelement und über dieses das Heizelement beispielsweise formschlüssig mit der Bindeschicht und über diese mit der Deckschicht und der Kernschicht verbunden sind.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the carrier element has passage openings for at least one additional layer provided in addition to the carrier element, via which the cover layer is connected to the core layer by tying the carrier element to the cover layer and the core layer. These passage openings are formed for example by a perforation of the carrier element, in particular the film. The bonding layer in this embodiment is formed for example by a plastic of the cover layer and / or by a plastic of the core layer or in addition to the support element, the core layer and the cover layer. When the layer composite and the carrier element are heated, the binding layer, which comprises, for example, a thermoplastic material, is melted so that the melted binding layer can penetrate through the through openings of the carrier element. Furthermore, the molten bonding layer can connect to the core layer and / or cover layer in a material-tight and / or form-fitting manner. Since the molten bonding layer penetrates through the through openings of the carrier element, the bonding layer is in particular positively connected to the carrier element after its solidification, so that the carrier element and via this the heating element are, for example, positively connected to the binding layer and via this with the cover layer and the core layer.
Das Heizelement weist eine abgerundete, beispielsweise kreisförmige Kontur auf beziehungsweise weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Heizelement einen zu seiner Länge kleinen Querschnitt aufweist. Das Heizelement ist beispielsweise, insbesondere in Form eines Drahts, einer Litze oder dergleichen, auf das Trägerelement in Windungen angebracht. Vorzugsweise ist das Trägerelement aus einem Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast, gebildet.The heating element has a rounded, for example circular contour or has a circular cross-section. In particular, it is provided that the heating element has a small cross section to its length. The heating element is for example, in particular in the form of a wire, a stranded wire or the like, mounted on the carrier element in turns. Preferably, the carrier element is made of a plastic, in particular a thermoplastic.
Zur Realisierung einer besonders hohen Oberflächenqualität bei gleichzeitiger Realisierung eines besonders geringen Gewichts des Verbundbauteils ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Deckschicht aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere Thermoplast, gebildet ist, wobei es sich bei dem Thermoplast vorzugsweise um Polypropylen (PP) handelt. Dies bedeutet, dass die Deckschicht den Kunststoff als Matrix beziehungsweise Matrixwerkstoff sowie Verstärkungsfasern umfasst, welche in den Matrixwerkstoff eingebettet sind. Bei den Verstärkungsfasern handelt es sich beispielsweise um Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Kohlenstofffasern beziehungsweise Karbonfasern und/oder Naturfasern.To realize a particularly high surface quality while simultaneously achieving a particularly low weight of the composite component, it is provided in a further embodiment of the invention that the cover layer is formed from a fiber-reinforced plastic, in particular thermoplastic, wherein the thermoplastic is preferably polypropylene (PP ). This means that the cover layer comprises the plastic as matrix or matrix material as well as reinforcing fibers which are embedded in the matrix material. The reinforcing fibers are, for example, glass fibers and / or aramid fibers and / or carbon fibers or carbon fibers and / or natural fibers.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der thermoplastische Kunststoffschaum aus Polyethylenterephthalat (PET) gebildet ist. Hierdurch können eine besonders gute Isolationswirkung und somit ein hoher Komfort realisiert werden.Finally, it has proved to be particularly advantageous if the thermoplastic resin foam is formed from polyethylene terephthalate (PET). As a result, a particularly good insulation effect and thus a high level of comfort can be realized.
Vorzugsweise wird als der Kunststoff der Deckschicht ein Thermoplast verwendet, welcher insbesondere Polypropylen (PP) sein kann. Ferner hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der thermoplastische Kunststoffschaum aus Polyethylenterephthalat (PET) gebildet ist, so dass die Kernschicht als PET-Schaumkern ausgebildet ist. PET ist bei Temperaturen über 140°C in einem erweichten Zustand und kann damit plastisch verformt werden. Erst bei Erreichen des Schmelzpunktes über 250°C beginnt das Aufschmelzen. Während PP bereits bei 160°C schmilzt. Diese Materialkombination ist damit besonders vorteilhaft, da zwischen 160°C und 250°C der Thermoplast der Deckschicht geschmolzen ist und der Kern plastisch verformbar ist, ohne, dass die Schaumstruktur zerstört wird. Damit ergibt sich für den Herstellprozess ein großer möglicher Temperaturbereich. Durch die Schaumstruktur können eine besonders gute Isolationswirkung und somit ein hoher Komfort realisiert werden Preferably, a thermoplastic is used as the plastic of the cover layer, which may in particular be polypropylene (PP). Furthermore, it has been found to be particularly advantageous if the thermoplastic resin foam is formed from polyethylene terephthalate (PET), so that the core layer is formed as a PET foam core. PET is in a softened state at temperatures above 140 ° C and can thus be plastically deformed. Only when reaching the melting point above 250 ° C, the melting begins. While PP already melts at 160 ° C. This combination of materials is thus particularly advantageous because between 160 ° C and 250 ° C, the thermoplastic of the cover layer is melted and the core is plastically deformable, without that the foam structure is destroyed. This results in a large possible temperature range for the manufacturing process. Due to the foam structure, a particularly good insulation effect and thus a high level of comfort can be realized
Vorzugsweise werden der Schichtverbund und das elektrische Heizelement sowie das gegebenenfalls vorgesehene Trägerelement als Halbzeug in ein Werkzeug, insbesondere Presswerkzeug, eingebracht. Vor und/oder während der Einbringung wird das Halbzeug vorzugsweise erwärmt, sodass beispielsweise der Schichtverbund untereinander sowie mit dem elektrischen Heizelement beziehungsweise dem Trägerelement verbunden wird. Beispielsweise erfahren die aneinander angeordneten Schichten bei der Erstellung des Halbzeugs eine erste Erwärmung, wobei die Bindeschicht und die Deckschicht beispielsweise aufschmelzen, sodass diese Schichten miteinander eine enge, insbesondere eine stoffschlüssige und/oder formschlüssige, Verbindung eingehen.Preferably, the layer composite and the electrical heating element as well as the optionally provided support element are introduced as semifinished product into a tool, in particular a pressing tool. Before and / or during the introduction, the semifinished product is preferably heated, so that, for example, the layer composite is connected to one another and to the electrical heating element or the carrier element. For example, when the semifinished product is produced, the layers arranged on one another undergo a first heating, wherein the bonding layer and the covering layer, for example, melt, so that these layers enter into a close, in particular a materially and / or form-locking, connection.
Der Verbindungstyp mit der Kernschicht ist beispielsweise formschlüssig, da die aufgeschmolzene und somit flüssige Bindeschicht in die offenen Poren der Kernschicht eindringen und sich dort verankernd festsetzen kann. Die Verbindung zwischen Bindeschicht und Deckschicht ist beispielsweise stoffschlüssig durch Vermischen von jeweiligen, aufgeschmolzenen Kunststoffen der Bindeschicht und der Deckschicht, wobei diese Kunststoffe vorzugsweise Thermoplasten sind. Ferner ist eine formschlüssige Verbindung zwischen der Bindeschicht und der Deckschicht denkbar, da beispielsweise Anteile der Bindeschicht in die Faserstruktur der Deckschicht eindringen und sich mit dieser verankern.The connection type with the core layer is, for example, form-fitting, since the molten and thus liquid bonding layer can penetrate into the open pores of the core layer and settle there anchoring. The connection between the bonding layer and the cover layer is, for example, firmly bonded by mixing of respective molten plastics of the bonding layer and the cover layer, wherein these plastics are preferably thermoplastics. Furthermore, a positive connection between the bonding layer and the cover layer is conceivable, since, for example, fractions of the bonding layer penetrate into the fiber structure of the cover layer and become anchored therewith.
Denkbar ist ferner, dass das Heizelement als eine auf die Kernschicht oder die Bindeschicht aufgespritzte oder aufgedruckte Leiterbahn ausgebildet ist. Diese Variante wie auch die Ausgestaltung als Draht oder Garn beziehungsweise Faser können vorteilhaft so verlegt beziehungsweise angeordnet werden, dass genau die Stellen des Verbundbauteils, welche von einem Insassen berührt werden, temperierend erfasst werden, während andere Bereiche des Verbundbauteils nicht temperieren beziehungsweise kalt bleiben.It is also conceivable that the heating element is designed as a printed on the core layer or the binder layer or printed circuit trace. This variant as well as the configuration as a wire or yarn or fiber can advantageously be laid or arranged so that exactly the points of the composite component, which are touched by an occupant, are recorded tempering, while other areas of the composite component do not temper or remain cold.
Um ein Verbundbauteil der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem eine besonders hohe Oberflächenqualität sowie ein besonders hoher Komfort realisiert werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen der Kernschicht und der Deckschicht wenigstens ein elektrisches Heizelement angeordnet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verbundbauteils anzusehen und umgekehrt.In order to provide a composite component of the aforementioned type, by means of which a particularly high surface quality and a particularly high comfort can be realized, it is inventively provided that between the core layer and the cover layer at least one electric heating element is arranged. Advantageous embodiments of the method according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the composite component according to the invention and vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawings; these show in:
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Aus
Um nun eine besonders hohe Oberflächenqualität des Verbundbauteils sowie einen besonders hohen Komfort zu realisieren, ist zwischen der Kernschicht
Zwischen der Kernschicht
Die jeweilige Bindeschicht
Im Rahmen der Herstellung des Verbundbauteils wird die Folie, aus der die Bindeschicht
Ferner wird die jeweilige Folie beispielsweise stoff- und/oder formschlüssig mit dem jeweiligen Kunststoff der Deckschichten
Alternativ ist es denkbar, dass beispielsweise die Folie
Durch den in
Aus
Der thermoplastische Kunststoffschaum der Kernschicht
Vorzugsweise weist die Heizschicht
Durch den Sandwichaufbau lassen sich unerwünschte Abzeichnungen auf der Sichtseite
Ferner kann eine besonders einfache und aus
Aus
Das genannte Schichtsystem wird zunächst als Halbzeug in ein Werkzeug
Bei einem dritten Schritt S3 wird das Schichtsystem mittels eines Werkzeugs
Abzeichnungen des Heizelements
Durch den Sandwichaufbau mit integriertem Heizelement
Aus
Dadurch, dass eine nur sehr geringe Dicke der Dekorschicht
Die Integralbauweise, die durch den Sandwichaufbau ermöglicht wird, führt dazu, dass das Verbundbauteil nachträglich nicht kaschiert werden muss. Das Aufbringen von Dekor, welches während des Umformens realisiert wird, ist ausreichend. Dennoch ist eine nachträgliche Kaschierung möglich. Die Dicke dieser Kaschierung kann jedoch besonders gering gehalten werden. Ferner können ein besonders geringes Flächengewicht und somit ein besonders geringes Gewicht des Verbundbauteils insgesamt realisiert werden.The integral construction, which is made possible by the sandwich construction, means that the composite component does not have to be subsequently laminated. The application of decor, which is realized during the forming, is sufficient. Nevertheless, a subsequent lamination is possible. However, the thickness of this lamination can be kept very low. Furthermore, a particularly low basis weight and thus a particularly low weight of the composite component can be realized overall.
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