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Die Erfindung betrifft eine Hutablage für einen Personenkraftwagen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Hutablage gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 5.
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Eine solche Hutablage für einen Personenkraftwagen sowie ein solches Verfahren zum Herstellen einer solchen Hutablage sind bereits der
DE 10 2007 004 696 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Hutablage weist dabei einen Sandwichverbund auf, welcher Deckschichten aus faserverstärktem Kunststoff und eine zwischen den Deckschichten angeordnete Kernschicht aus einem Kunststoffschaum umfasst. Mit anderen Worten ist die Hutablage zumindest aus dem Sandwichverbund gebildet.
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Im Rahmen des Verfahrens zum Herstellen der Hutablage ist es somit vorgesehen, dass die Hutablage zumindest aus dem genannten Sandwichverbund hergestellt wird, welcher die Deckschichten und die zwischen den Deckschichten angeordnete Kernschicht umfasst. Die Deckschichten sind dabei jeweils aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet, wobei die Kernschicht aus einem Kunststoffschaum hergestellt ist.
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Des Weitern sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Fahrzeugbau Hutablagen bekannt, welche durch Pressen beziehungsweise in einem jeweiligen Pressprozess hergestellt werden. Dies bedeutet, dass die Hutablage üblicherweise als Pressbauteil ausgebildet ist, wobei ein solches Pressbauteil üblicherweise ein hohes Flächengewicht und somit ein hohes Gewicht insgesamt aufweist. Wird eine solche herkömmliche Hutablage direkt kaschiert, so kommen Zwischenschichten zum Einsatz, wobei eine solche Zwischenschicht unter einer Dekorschicht, mittels welcher die Hutablage kaschiert und somit dekoriert wird, angeordnet wird. Diese Zwischenschicht ist üblicherweise als Vlies ausgebildet, wobei solche Vliese unter dem Dekor das Gewicht und die Kosten der Hutablage zusätzlich erhöhen. Alternativ kann es sich bei einer solchen Zwischenschicht um einen Schaum handeln. Die Zwischenschicht fungiert als Schutzschicht zum Schutz des Dekors beziehungsweise der Dekorschicht. Darüber hinaus wurde gefunden, dass Klima- beziehungsweise Wärmewechsel unruhige Oberflächen der Hutablage verursachen können. Unter einer solchen unruhigen Oberfläche sind Unebenheiten, insbesondere Welligkeiten, der Oberfläche zu verstehen.
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Außerdem offenbart die
WO 2015/090574 A1 ein Verfahren zum Herstellen eines Sandwichbauteils, insbesondere eines Innenverkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug. Bei dem Verfahren wird eine einen geschäumten Kunststoff umfassende Kernschicht mit einer ersten Schmelztemperatur bereitgestellt. Ferner wird eine Deckschicht bereitgestellt, welche Verstärkungsfasern und Kunststofffasern mit einer zweiten Schmelztemperatur umfasst, wobei die erste Schmelztemperatur höher als die zweite Schmelztemperatur ist. Die Kernschicht wird an der Deckschicht unter Ausbildung eines Mehrlagenverbunds angeordnet. Der Mehrlagenverbund und/oder ein aus dem Mehrlagenverbund gefertigtes Halbzeug wird in einer Heizvorrichtung einer Endfertigungsrichtung auf eine Temperatur erhitzt, welche niedriger als die erste Schmelztemperatur und höher als die zweite Schmelztemperatur ist. Ferner wird er erhitzte Mehrlagenverbund beziehungsweise das Halbzeug in einem Umformwerkzeug der Endfertigungseinrichtung umgeformt zur Erzeugung des Sandwichbauteils.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hutablage und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hohe Oberflächengüte der Hutablage realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hutablage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Hutablage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hohe Oberflächengüte der Hutablage realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen der Kernschicht und der jeweiligen Deckschicht wenigstens eine jeweilige Anbindungsschicht angeordnet ist, über welche die Kernschicht mit der jeweiligen Deckschicht verbunden ist. Die jeweilige Anbindungsschicht ist somit zusätzlich zu der Kernschicht und der jeweiligen Deckschicht vorgesehen und zwischen der Kernschicht und der jeweiligen Deckschicht angeordnet, wobei die jeweiligen Anbindungsschichten Bestandteile des Sandwichverbunds sind. Mit anderen Worten umfasst der Sandwichverbund die Deckschichten, die Kernschicht und die zwischen den Deckschichten und der Kernschicht angeordneten Anbindungsschichten. Durch den Einsatz der Anbindungsschichten kann auf gewichtsgünstige Weise ein besonders fester Zusammenhalt des Sandwichverbunds geschaffen werden. Mit anderen Worten sind die Deckschichten besonders fest unter Vermittlung der Anbindungsschichten mit der Kernschicht verbunden, so dass die Deckschichten auch bei hohen und insbesondere unfallbedingten Belastungen mit der Kernschicht verbunden bleiben. Hierdurch kann ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten der Hutablage realisiert werden. Der die Deckschichten, die Kernschicht und die Anbindungsschichten umfassende Sandwichverbund stellt ein sogenanntes Mikrosandwich dar. Durch den Einsatz dieses Mikrosandwiches kann das Gewicht der Hutablage besonders gering gehalten werden bei gleichzeitiger Realisierung eines vorteilhaften Unfallverhaltens beziehungsweise Crashverhaltens der Hutablage.
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Ein weiterer, besonders wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Hutablage ist, dass durch den Einsatz der zwischen den jeweiligen Deckschichten und der Kernschicht angeordneten Anbindungsschichten unerwünschte und optisch störende Abzeichnungen der als Schaumkern ausgebildeten Kernschicht auf den Deckschichten vermieden werden können. Die Deckschichten weisen beispielsweise jeweilige, von der Kernschicht abgewandte Oberflächen auf, auf denen unerwünschte, durch die Kernschicht bewirkte Abzeichnungen durch den Einsatz der Anbindungsschichten vermieden werden können. Unter solchen Abzeichnungen sind beispielsweise Unebenheiten, insbesondere Welligkeiten, der jeweiligen Oberflächen zu verstehen, wobei solche Unebenheiten bei der erfindungsgemäßen Hutablage auf gewichtsgünstige Weise vermieden werden können.
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Ein weiterer, besonders wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Hutablage ist, dass durch den Einsatz der zwischen den jeweiligen Deckschichten und der Kernschicht angeordneten Anbindungsschichten unerwünschte und optisch störende Abzeichnungen der als Schaumkern ausgebildeten Kernschicht auf den Deckschichten vermieden werden können. Die Deckschichten weisen beispielsweise jeweilige, von der Kernschicht abgewandte Oberflächen auf, auf denen unerwünschte, durch die Kernschicht bewirkte Abzeichnungen durch den Einsatz der Anbindungsschichten vermieden werden können. Unter solchen Abzeichnungen sind beispielsweise Unebenheiten, insbesondere Welligkeiten, der jeweiligen Oberflächen zu verstehen, wobei solche Unebenheiten bei der erfindungsgemäßen Hutablage auf gewichtsgünstige Weise vermieden werden können.
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Ein weiterer, besonders wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Hutablage ist, dass durch den Einsatz der zwischen den jeweiligen Deckschichten und der Kernschicht angeordneten Anbindungsschichten zu einer festen Verbindung zwischen der Decksicht und der Kernschicht führt, wodurch unerwünschte und optisch störende Abzeichnungen und Oberflächenunebenheiten der Deckschichten vermieden werden können. Materialanhäufungen der Deckschicht werden in das Innere des weichen Schaumkerns beim Verpressen des beheizten Sandwichverbundes gedrückt. Diese Materialanhäufungen der Deckschichten sind beispielsweise Fasernester, die während der Vliesstoffherstellung entstehen. Bei einem monolithischen Materialansatz würden solche Fasernester zu einer ungleichmäßigen Oberfläche des Bauteils führen, die sich durch Abzeichnungen sichtbar machen. Unter solchen Abzeichnungen sind beispielsweise Unebenheiten, insbesondere Welligkeiten, der jeweiligen Oberflächen zu verstehen, wobei solche Unebenheiten bei der erfindungsgemäßen Hutablage auf gewichtsgünstige Weise vermieden werden können.
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Bei zumindest einer der genannten Oberflächen kann es sich um eine sogenannte Sichtseite handeln, die beispielsweise dann, wenn die diese Sichtseite bildende Deckschicht nicht kaschiert, das heißt mit einer Dekorschicht versehen ist, im fertig hergestellten Zustand des Personenkraftwagens von sich im Innenraum des Personenkraftwagens aufhaltenden Insassen optisch wahrnehmbar ist. Des Weiteren sind diese Abzeichnungen auch beim Einsatz von dünnen Dekorwaren sichtbar, die durch den beschriebenen Materialaufbau und Herstellungsprozess vermieden werden können. Durch den Einsatz der Anbindungsschichten und die innige Verbindung des Materialaufbaus kann nun eine besonders hohe Oberflächengüte der Deckschichten und insbesondere der Sichtseite realisiert werden, so dass sich ein besonders vorteilhafter optischer Eindruck der Hutablage und somit des Innenraums insgesamt realisieren lässt. Es ist denkbar, dass wenigstens eine der Deckschichten mit einer Dekorschicht versehen und dadurch kaschiert ist, wobei dann beispielsweise durch diese Dekorschicht eine von sich im Innenraum aufhaltenden Insassen optisch wahrnehmbare Sichtseite gebildet ist. Durch den Einsatz der Anbindungsschichten und den beschriebenen Materialaufbau können dann auch Abzeichnungen auf der Dekorschicht beziehungsweise auf der durch die Dekorschicht gebildeten Sichtseite vermieden werden, so dass sich eine besonders hohe Oberflächengüte der Hutablage insgesamt realisieren lässt.
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Um das Gewicht der Hutablage besonders gering zu halten, ist es bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die jeweilige Anbindungsschicht durch eine Folie, insbesondere eine Kunststofffolie, gebildet ist. Die jeweilige Folie kann im Rahmen der Herstellung der Hutablage auf besonders einfache und kostengünstige Weise zwischen der Kernschicht und den jeweiligen Deckschichten angeordnet werden, so dass die Hutablage zeit- und kostengünstig sowie mit einem geringen Gewicht hergestellt werden kann.
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In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die jeweilige Anbindungsschicht durch einen Vliesstoff gebildet ist.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die jeweilige Anbindungsschicht aus einem Thermoplasten, insbesondere aus Polypropylen (PP), gebildet ist. Dadurch lässt sich ein besonders fester Zusammenhalt des Sandwichverbunds realisieren. Wird der die Deckschichten, die Kernschicht und die Anbindungsschichten umfassende Sandwichverbund beispielsweise im Rahmen der Herstellung der Hutablage erwärmt, so werden die Folien beispielsweise geschmolzen, insbesondere angeschmolzen, so dass beispielsweise über die Folien beziehungsweise die Anbindungsschichten eine stoffschlüssige und/oder formschlüssige Anbindung der jeweiligen Deckschichten an die Kernschicht darstellbar ist.
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Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die jeweilige Deckschicht Verstärkungsfasern und eine thermoplastische Matrix aufweist, in welche die Verstärkungsfasern eingebettet sind. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die jeweilige Deckschicht als thermoplastische faserverstärkte Deckschicht ausgebildet ist, so dass der faserverstärkte Kunststoff ein Thermoplast ist. Dadurch kann das Gewicht der Hutablage besonders gering gehalten werden bei gleichzeitiger Realisierung vorteilhafter Eigenschaften, insbesondere mechanischer Eigenschaften sowie günstiger Herstellkosten.
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Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 5 angegebene Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hohe Oberflächengüte der Hutablage realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen der Kernschicht und der jeweiligen Deckschicht eine jeweilige Anbindungsschicht angeordnet wird, über welche die Kernschicht mit der jeweiligen Deckschicht verbunden wird. Die Anbindungsschichten sind dabei Bestandteil des Sandwichverbunds, so dass der Sandwichverbund die Deckschichten, die Kernschicht und die Anbindungsschichten umfasst. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Hutablage sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt.
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Durch den Einsatz der Anbindungsschichten und den beschriebenen Materialaufbau ist es insbesondere im Rahmen der Herstellung der Hutablage möglich, unerwünschte und optisch störende, durch die Kernschicht bewirkte Abzeichnungen auf den Deckschichten beziehungsweise auf wenigstens einer Sichtseite der Hutablage kosten- und gewichtsgünstig zu vermeiden.
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Um eine besonders festen Zusammenhalt des Sandwichverbunds beziehungsweise der Hutablage insgesamt zu realisieren, ist es bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der die Anbindungsschichten umfassende Sandwichverbund erwärmt und gepresst wird. Das Pressen des Sandwichverbunds erfolgt in einem Pressprozess, wobei der Sandwichverbund in dem Pressprozess nach der Erwärmung vorzugsweise geformt wird. Die Kernschicht, die Deckschichten und die Anbindungsschichten sind jeweilige Schichten des Sandwichverbunds, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Schichten in dem Pressprozess nach der Erwärmung miteinander verbunden werden. Werden die Schichten in dem Pressprozess umgeformt, so kann eine bedarfsgerechte Formgebung der Hutablage zeitgleich mit dem festen Verbinden der Schichten einhergehen, so dass die Hutablage zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann. Da der Sandwichverbund erwärmt und in erwärmten Zustand gepresst und umgeformt wird, kann eine besonders vorteilhafte Form der Hutablage bedarfsgereicht hergestellt werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der die Anbindungsschichten umfassende Sandwichverbund mit wenigstens einer Dekorschicht direkt hinterpresst. Mittels der Dekorschicht kann der Sandwichverbund beispielsweise auf wenigstens einer Seite vorteilhaft kaschiert und somit verkleidet werden, um die Hutablage besonders hochwertig auszugestalten. Im Rahmen des Kaschierens wird die Dekorschicht auf einer der Deckschichten angeordnet, so dass beispielsweise eine von sich im Innenraum des Personenkraftwagens aufhaltenden Insassen optisch wahrnehmbare Sichtseite der Hutablage durch die Dekorschicht gebildet wird. Durch den Einsatz der Anbindungsschichten und den beschriebenen Materialaufbau können dabei durch die Kernschicht und Deckschicht bewirkte Abzeichnung auf dieser Sichtseite vermieden werden, so dass ein besonders hochwertiger optischer Eindruck der Hutablage auf kosten- und gewichtsgünstige Weise realisiert werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass nach dem Pressen des die Anbindungsschichten umfassenden Sandwichverbunds an den Sandwichverbund wenigstens ein Kunststoff direkt angespritzt wird. Aus dem angespritzten Kunststoff kann wenigstens ein Funktionselement hergestellt werden, so dass der Sandwichverbund beziehungsweise die Hutablage insgesamt auf besonders kosten- und gewichtsgünstige Weise mit wenigstens einem Funktionselement, insbesondere mit mehreren Funktionselementen, versehen werden kann. Bei einem solchen Funktionselement handelt es sich beispielsweise um ein Anbindungselement, welches auch als Verbindungselement bezeichnet und benutzt werden kann, um die Hutablage mit wenigstens einem weiteren Bauelement des Personenkraftwagens zu verbinden. Dabei wird das Anbindungselement beziehungsweise das Verbindungselement auch als Anbindungspunkt bezeichnet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Kunststoff an eine der Dekorschicht abgewandte Seite des Sandwichverbunds angespritzt. Mit anderen Worten ist es möglich, den Sandwichverbund mit der Dekorschicht und dem Kunststoff zu versehen, indem der Kunststoff an den die Anbindungsschichten umfassenden Sandwichverbund angespritzt wird. Dadurch kann auf Seiten der Dekorschicht eine besonders hochwertige Anmutung der Hutablage realisiert werden. Auf Seiten des Kunststoffes ist es möglich, Funktionselemente wie beispielsweise Anbindungspunkte mittels des Kunststoffs herzustellen, um die Hutablage auf besonders einfache Weise mit wenigstens einem weiteren Bauelement des Personenkraftwagens verbinden zu können. Durch diese Anspritzen von Funktionselementen an den Sandwichverbund kann die Hutablage wie bisherige Spritzgussbauteile verwendet werden, jedoch kann im Vergleich zu Spritzgussbauteilen ein wesentlich besseres Unfallverhalten sowie eine wesentlich höhere Oberflächengüte der erfindungsgemäßen Hutablage realisiert werden.
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Ferner ist es möglich, dass das Funktionselement ein Versteifungselement und/oder Verstärkungselement ist, mittels welchem der Sandwichverbund beziehungsweise die Hutablage insgesamt ausgesteift ist. Dabei ist das Versteifungselement beispielsweise als Rippe, das heißt als Kunststoffrippe oder Versteifungsrippe ausgebildet. Durch den Einsatz solcher Versteifungselemente kann auf besonders einfache und kostengünstige Weise die Steifigkeit der Hutablage bedarfsgerecht eingestellt werden.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn an dem die Anbindungsschichten umfassenden Sandwichverbund nach dem Pressen des Sandwichverbunds wenigstens ein Funktionselement, insbesondere Verbindungselement, befestigt, insbesondere angeschweißt oder angeklebt, wird. Bei diesem Verbindungselement handelt es sich um einen Anbindungspunkt wie beispielsweise einen Retainer, mittels welchem wenigstens ein weiteres Bauelement an die Hutablage angebunden werden kann beziehungsweise umgekehrt. Im Gegensatz zu dem Anspritzen von Kunststoff an den Sandwichverbund, wobei durch das Anspritzen wenigstens ein Funktionselement aus dem Kunststoff hergestellt wird, ist bei dem Befestigen des Verbindungselements an dem Sandwichverbund das Verbindungselement bereits fertig und unabhängig von dem Sandwichverbund hergestellt und wird in seinem fertig hergestellten Zustand an dem Sandwichverbund befestigt. Dieses Befestigen ist somit ein nachträgliches Anbringen des Verbinddungselements an dem Sandwichverbund, da zunächst der Sandwichverbund sowie zunächst das Verbindungselement hergestellt werden, woraufhin das Verbindungselement am Sandwichverbund zumindest mittelbar befestigt wird.
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Im Rahmen des Verfahrens ist es ferner möglich, die Hutablage mit einem nur geringen Materialbedarf herzustellen, so dass besonders hohe Standzeiten von Werkzeugen zum Herstellen der Hutablage realisiert werden können. Dadurch, dass der Materialbedarf zum Herstellen der Hutablage besonders gering gehalten werden kann, werden die Werkzeuge, insbesondere Schneid- und/oder Pinchkanten der Werkzeuge, geschont, woraus im Vergleich zur Herstellung von herkömmlichen Hutablagen eine Erhöhung der Standzeit der Werkzeuge resultiert. Darüber hinaus kann das Gewicht der Hutablage im Vergleich zu herkömmlichen Hutablagen reduziert werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Schnittansicht einer Hutablage gemäß einer ersten Ausführungsform für einen Personenkraftwagen, wobei die Hutablage einen Sandwichverbund mit Deckschichten aus faserverstärktem Kunststoff, einer zwischen den Deckschichten angeordneten Kernschicht aus einem Kunststoffschaum und zwischen der Kernschicht und den jeweiligen Deckschichten angeordnete Anbindungsschichten aufweist, über welche die Deckschichten an die Kernschicht angebunden sind;
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2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen der Hutablage;
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3 eine schematische Schnittansicht der Hutablage gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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4 eine schematische Schnittansicht der Hutablage gemäß einer dritten Ausführungsform;
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5 eine schematische Schnittansicht der Hutablage gemäß einer vierten Ausführungsform;
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6 eine schematische Schnittansicht der Hutablage gemäß einer fünften Ausführungsform;
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7 eine schematische Schnittansicht eines Werkzeugs zum Herstellen der Hutablage gemäß der fünften Ausführungsform;
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8 eine schematische Schnittansicht eines Werkzeugs zum Herstellen der Hutablage gemäß einer sechsten Ausführungsform; und
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9 eine schematische Schnittansicht der Hutablage gemäß der sechsten Ausführungsform,
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Hutablage für ein Fahrzeug in Form eines Personenkraftwagens, wobei 1 eine erste Ausführungsform der Hutablage 10 zeigt. Im fertig hergestellten Zustand des Personenkraftwagens ist die Hutablage 10 im Innenraum des Personenkraftwagens angeordnet, wobei sich die Hutablage 10 in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten hin an eine im Innenraum, insbesondere in einem Fondbereich des Innenraums, angeordnete Sitzanlage des Personenkraftwagens anschließt. Bei dieser Sitzanlage handelt es sich beispielsweise um eine Rückbank mit einer Mehrzahl von Sitzplätzen für jeweilige Insassen, wobei sich die Hutablage insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten hin an wenigstens eine Rückenlehne der Sitzanlage anschließt. Dabei erstreckt sich beispielsweise eine in Fahrzeughochrichtung nach oben weisende und insbesondere eine Sichtseite bildende Oberfläche der Hutablage zumindest im Wesentlichen in einer Ebene, welche durch die Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung aufgespannt wird. Dadurch können beispielsweise Gegenstände auf der Hutablage abgelegt werden.
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Um nun das Gewicht der Hutablage 10 besonders gering zu halten sowie gleichzeitig ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten sowie eine besonders hohe Oberflächengüte der Hutablage 10 zu realisieren, weist die Hutablage 10 einen im Ganzen mit 12 bezeichneten Sandwichverbund auf. Mit anderen Worten ist die Hutablage 10 zumindest aus dem Sandwichverbund 12 hergestellt. Der Sandwichverbund 12 ist ein sogenanntes Mikrosandwich, aus welchem die Hutablage 10 zumindest teilweise hergestellt ist. Der Sandwichverbund 12 umfasst dabei eine erste Deckschicht 14 sowie eine zweite Deckschicht 16, welche in zumindest teilweiser, insbesondere zumindest überwiegender oder vollständiger, Überdeckung mit der ersten Deckschicht 14 angeordnet ist. Die jeweilige Deckschicht 14 beziehungsweise 16 ist aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet und umfasst somit eine aus einem Kunststoff gebildeten Matrix sowie Verstärkungsfasern, welche in die Matrix eingebettet sind. Bei dem Kunststoff, aus welchem die Matrix gebildet ist, handelt es sich beispielsweise um einen Thermoplasten, so dass die jeweilige Deckschicht 14 beziehungsweise 16 als thermoplastische faserverstärkte Deckschicht ausgebildet ist. Insbesondere ist die Matrix aus Polypropylen (PP) gebildet.
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Der Sandwichverbund 12 weist ferner eine Kernschicht 18 auf, welche zwischen den Deckschichten 14 und 16 angeordnet ist. Dabei sind die Deckschichten 14 und 16 mit der zwischen diesen angeordneten Kernschicht 18 verbunden. Die Kernschicht 18 ist dabei aus einem Kunststoffschaum beziehungsweise einem Polymerschaum gebildet, so dass die Kernschicht 18 als Polymerschaumkern ausgebildet ist. Der Sandwichverbund 12 umfasst ferner Anbindungsschichten 20 und 22, wobei die Anbindungsschicht 20 zwischen der Kernschicht 18 und der Deckschicht 14 und die Anbindungsschicht 22 zwischen der Deckschicht 16 und der Kernschicht 18 angeordnet ist. Dabei sind die Deckschichten 14 und 16 über die Anbindungsschichten 20 und 22 mit der Kernschicht 18 verbunden. Dies bedeutet, dass die Deckschicht 14 unter Vermittlung der Anbindungsschicht 20 mit der Kernschicht 18 verbunden ist, wobei die Deckschicht 16 unter Vermittlung der Anbindungsschicht 22 mit der Kernschicht 18 verbunden ist. Dabei kann vorgesehen sein, die jeweiligen Deckschichten 14 und 16 über die Anbindungsschichten 20 und 22 stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit der Kernschicht 18 verbunden sind. Durch den Einsatz des Sandwichverbunds 12 weist die Hutablage 10 eine Sandwichstruktur auf, wodurch im Vergleich zu monolithischen Aufbauten ein verbessertes Unfallverhalten realisiert werden kann. Der Sandwichverbund 12 ist ein Mikrosandwich, durch welches auch eine besonders hohe Oberflächengüte der Hutablage 10 realisiert werden kann. Dies ist der Fall, da durch den Einsatz der Anbindungsschichten 20 und 22, die eine besonders starke Bindung zwischen der Kernschicht und den Deckschichten ermöglicht, unerwünschte und optisch störende Abzeichnungen auf jeweiligen, der Kernschicht 18 abgewandten Oberflächen 23 und 25 der Deckschichten 14 und 16 vermieden werden können. Dabei ist die Deckschicht 14 auf einer der Deckschicht 16 abgewandten, ersten Seite der Kernschicht 18 angeordnet, wobei die Deckschicht 16 auf einer der Deckschicht 14 abgewandten, zweiten Seite der Kernschicht 18 angeordnet ist.
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Bei der ersten Ausführungsform ist der Sandwichverbund 12 beziehungsweise sind die Deckschichten 14 und 16 nicht kaschiert. Dies bedeutet, dass keine der Deckschichten 14 und 16 mit einer Dekorschicht versehen ist. Somit ist zumindest eine der Oberflächen 23 und 25 eine sogenannte Sichtseite, welche im fertig hergestellten Zustand des Personenkraftwagens von sich im Innenraum aufhaltenden Insassen optisch wahrnehmbar ist. Dadurch, dass optisch störende Abzeichnungen auf den Oberflächen 23 und 25 vermieden werden können, kann ein besonders hochwertiger optischer Eindruck der Hutablage 10 realisiert werden. Die unkaschierte Hutablage kann in einem anschließenden Prozess mit einer hochwertigen Oberfläche, beispielsweise Leder, kaschiert werden. Diese nachträgliche Kaschierung wird zur Schonung des Wärmeempfindlichen Dekors in einem separaten Prozess bei niedriger Temperatureinwirkung durchgeführt
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Die jeweilige Anbindungsschicht 20 beziehungsweise 22 ist dabei aus einer jeweiligen Folie gebildet, welche auch als Anbindungsfolie bezeichnet wird. Diese Folie ist aus einem Kunststoff gebildet und wird daher auch als Kunststofffolie bezeichnet. Vorzugsweise ist die jeweilige Folie aus Polypropylen (PP) gebildet, so dass die jeweilige Anbindungsschicht 20 beziehungsweise 22 als Polypropylen-Anbindungsschicht (PP-Anbindungsschicht) ausgebildet ist. Durch den Einsatz der Anbindungsschichten 20 und 22 kann ferner ein besonders fester Zusammenhalt des Sandwichverbunds 12 realisiert werden. Zur Vereinfachung der Materialzuführung kann die Anbindungsfolie beispielsweise mit dem Vliesstoff der Deckschichten vernadelt sein oder diese durch einen vorgeschalteten Prozess miteinander thermisch verbunden werden. Desweitern ist es möglich, dass alle oder ausgewählte Schichten des Sandwichverbundes vor dem Prozess durch Vernadeln oder unter Temperatureinwirkung miteinander verbunden werden.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Verfahren zum Herstellen der Hutablage 10. Bei einem ersten Schritt S1 erfolgt eine Halbzeugbereitstellung. Im Rahmen des ersten Schritts S1 wird die Kernschicht 18 als Endlosmaterial oder Platinen bereitgestellt und in eine durch einen Richtungspfeil 24 veranschaulichte Vorderrichtung gefördert. Auch die jeweiligen Deckschichten 14 und 16 werden als Endlosmaterialien bereitgestellt, welche zunächst auf jeweiligen Rollen 26 und 28 aufgewickelt sind. Die Endlosmaterialien der Deckschichten 14 und 16 werden von den Rollen 26 und 28 abgewickelt und dabei auf die Kernschicht 18 aufgebracht. Auch die Anbindungssichten 20 und 22 beziehungsweise die Anbindungsfolien werden als Endlosmaterialien bereitgestellt, die auf jeweiligen Rollen 30 und 32 aufgewickelt sind. Die Anbindungsfolien beziehungsweise Endlosmaterialien der Anbindungsschichten 20 und 22 werden von den Rollen 30 und 32 abgewickelt und dabei auf die Kernschicht 18 aufgebracht, wobei die Anbindungsschichten 20 und 22 beziehungsweise die Anbindungsfolien zwischen der Kernschicht 18 und den jeweiligen Deckschichten 14 und 16 angeordnet werden.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Kernschicht 18 beziehungsweise deren Kunststoffschaum aus PET (Polyethylenterephthalat) gebildet ist, so dass die Kernschicht 18 beispielsweise aus PET-Schaum gebildet ist. Ferner hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Matrix der jeweiligen Deckschicht 14 beziehungsweise 16 aus Polypropylen (PP) gebildet ist, so dass die jeweilige Deckschicht 14 beziehungsweise 16 beispielsweise aus faserverstärktem Polypropylen gebildet ist.
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An den ersten Schritt S1 schließt sich ein zweiter Schritt S2 an, bei welchem ein Konfektionieren erfolgt. Aus 2 ist erkennbar, dass nach dem Aufbringen der Deckschichten 14 und 16 und der Anbindungsschichten 20 und 22 auf die Kernschicht 18 auch der Sandwichverbund 12, welcher die Kernschicht 18, die Deckschichten 14 und 16 und die Anbindungsschichten 20 und 22 umfasst, zunächst als Endlosmaterial vorliegt. Im Rahmen des Konfektionierens werden von dem Endlosmaterial des Sandwichverbunds 12 jeweilige Teilstücke mittels eines Werkzeugs 34 abgetrennt, so dass der Sandwichverbund 12 als eigenes Halbzeug bereitgestellt wird.
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Bei einem auf den zweiten Schritt S2 folgenden, dritten Schritt S3 wird der konfektionierte Sandwichverbund 12 in einem als Aufheizwerkzeug ausgebildeten Werkzeug 36 angeordnet. Mittels des Werkzeugs 36 wird der konfektionierte Sandwichverbund 12 erwärmt beziehungsweise aufgeheizt. Dies bedeutet, dass sowohl die Kernschicht 18 als auch die Deckschichten 14 und 16 und die Anbindungsschichten 20 und 22 mittels des Werkzeugs 36 erwärmt beziehungsweise aufgeheizt werden.
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Bei einem auf den dritten Schritt S3 folgenden vierten Schritt S4 wird der erwärmte Sandwichverbund
12 mittels eines Werkzeugs
38 umgeformt. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der erwärmte Sandwichverbund
12 im Rahmen des vierten Schritts S4 mittels des Werkzeugs
38 auch beschnitten wird. Des Weiteren wird der erwärmte Sandwichverbund
12 mittels des Werkzeugs
38 bei der Umformung gepresst beziehungsweise verpresst, so dass ein besonders fester Zusammenhalt der Kernschicht
18, der Deckschichten
14 und
16 und der Anbindungsschichten
20 und
22 realisiert wird. Die Kernschicht
18, die Deckschichten
14 und
16 und die Anbindungsschichten
20 und
22 stellen Schichten des als Mikrosandwich ausgebildeten Sandwichverbunds
12 dar, wobei diese Schichten in einem Pressprozess nach der Erewärmung geformt und miteinander verbunden und abgekühlt werden. Die Herstellung der Hutablage
10 kann insbesondere durch das Verfahren erfolgen, dass in der
WO 2015/090574 A1 offenbart ist, deren Inhalt und Offenbarung vollumfänglich Teil dieser Offenbarung sind.
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Da der Sandwichverbund 12 gepresst wird, ist die Hutablage 10 als Pressbauteil ausgebildet, welches jedoch das Mikrosandwich in Form des Sandwichverbunds 12 umfasst. Beim Erwärmen des Sandwichverbunds 12 werden die Anbindungsfolien beispielsweise zumindest teilweise auf- beziehungsweise angeschmolzen, so dass sich die Anbindungsschichten 20 und 22 stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit den Deckschichten 14 und 16 und/oder der Kernschicht 18 verbinden. Somit werden die Deckschichten 14 und 16 unter Vermittlung der Anbindungsschichten 20 und 22 stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit der Kernschicht 18 verbunden. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Hutablage 10. Bei der zweiten Ausführungsform wird der Sandwichverbund 12 nach dem Pressen, das heißt nach dem Umformen, mit Anbindungselementen 40 versehen. Die Anbindungselemente 40 sind beziehungsweise werden unabhängig von der Hutablage 10 hergestellt und nach ihrer Herstellung sowie nach dem Pressen des Sandwichverbunds 12 an dem Sandwichverbund 12 befestigt. Dabei können die Anbindungselemente 40 mit der Hutablage 10 beziehungsweise mit dem Sandwichverbund 12 verschweißt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Anbindungselemente 40 mittels eines Klebstoffs 42 an dem Sandwichverbund 12 befestigt werden, so dass die Anbindungselemente 40 mit dem Sandwichverbund 12 verklebt werden. Die Anbindungselemente 40 sind Funktionselemente in Form von Verbindungselementen, mittels welchen die Hutablage 10 beispielsweise mit wenigstens einem weiteren Bauelement des Personenkraftwagens verbunden werden kann.
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4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Hutablage 10. Bei der dritten Ausführungsform weist die Hutablage 10 eine Dekorschicht 44 auf, welche vorliegend auf einer der Kernschicht 18 abgewandten Seite der Deckschicht 16 angeordnet ist und insbesondere auf der Deckschicht 16 angeordnet und mit der Deckschicht 16 verbunden ist. Dadurch sind die Deckschicht 16 und somit der Sandwichverbund 12 kaschiert. Zum Herstellen der Hutablage 10 gemäß der dritten Ausführungsform wird der Sandwichverbund 12 direkt mit der Dekorschicht 44, insbesondere dem Werkzeug 38, hinterpresst. Eine Dekorierung kann analog des beschriebenen Prozesses auch auf beiden Bauteilseiten erfolgen. Zum Verpressen des Sandwichverbunds 12 ist dabei nur ein geringer Druck erforderlich, wodurch die direkte Dekorierung des einen Pressverbund darstellenden Sandwichverbunds 12 möglich ist. Unter dieser direkten Dekorierung ist zu verstehen, dass der Sandwichverbund 12 direkt mit der Dekorschicht 44 verpresst werden kann, wobei beispielsweise die Dekorschicht 44 direkt auf den Sandwichverbund 12, insbesondere die Deckschicht 16, aufgebracht wird. Hierzu wird beispielsweise die Dekorschicht 44 in dem Werkzeug 38 angeordnet und zusammen mit dem Sandwichverbund 12 verpresst.
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Beim Verpressen der erwärmten beziehungsweise aufgeheizten Schichten zu dem Sandwichverbund 12 werden beispielsweise Dickenschwankungen, insbesondere der jeweiligen Deckschicht 14 beziehungsweise 16, durch zumindest überwiegend plastische Verformung der Kernschicht 18 aufgenommen. Hierdurch kann der zur Verpressung notwendige Druck besonders gering gehalten werden, so dass der Pressverbund direkt dekoriert, das heißt direkt mit der Deckschicht 44 versehen werden kann.
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5 zeigt eine vierte Ausführungsform der Hutablage 10. Die vierte Ausführungsform ist eine Kombination der dritten Ausführungsform mit der zweiten Ausführungsform. Bei der vierten Ausführungsform wird der mit der Dekorschicht 44 direkt hinterpresste Sandwichverbund 12 auf einer der Dekorschicht 44 abgewandten Seite der Deckschicht 14 mit den Anbindungselementen 40 versehen, welche vorliegend mittels des jeweiligen Klebstoffs 42 an den Sandwichverbund 12, insbesondere der Deckschicht 14, geklebt oder geschweißt werden.
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6 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Hutablage 10. Auch bei der fünften Ausführungsform ist der Sandwichverbund 12 mit Anbindungselementen 40 versehen, welche Anbindungspunkte darstellen, an denen die Hutablage 10 mit wenigstens einem weiteren Bauelement des Personenkraftwagens verbunden werden kann. Bei der fünften Ausführungsform werden jedoch die Anbindungselemente 40 nicht unabhängig beziehungsweise separat vom Sandwichverbund 12 hergestellt, sondern zum Herstellen der fünften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass ein Kunststoff, aus welchem die Anbindungselemente 40 hergestellt werden, an den Sandwichverbund 12, insbesondere direkt, angespritzt wird. Dies erfolgt vorzugsweise nach dem Umformen des Sandwichverbunds 12, das heißt vorzugsweise nach dem Pressen des Sandwichverbunds 12. Die Herstellung der fünften Ausführungsform ist insbesondere aus 7 erkennbar.
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Zum Herstellen der fünften Ausführungsform weist das Werkzeug 38 ein Kanalsystem 46 auf, welches von flüssigem Kunststoff, aus welchem die Anbindungselemente 40 hergestellt werden, durchströmbar ist. Über das Kanalsystem 46 wird der noch flüssige Kunststoff dem Sandwichverbund 12 zugeführt, so dass der Sandwichverbund 12 mit dem flüssigen Kunststoff, der das Kanalsystem 46 durchströmt, angespritzt wird. Aus diesem flüssigen Kunststoff, welcher nach dem Anspritzen aushärtet, werden die Anbindungselemente 40 hergestellt. Ferner ist es denkbar, aus dem zunächst flüssigen Kunststoff, der an den Sandwichverbund 12 angespritzt wird, Funktionselemente wie beispielsweise Rippen, insbesondere Versteifungsrippen, herzustellen, so dass der Sandwichverbund 12 durch das Anspritzen mit Kunststoff bedarfsgerecht mit Funktionselementen versehen werden kann.
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Aus 7 ist ferner erkennbar, dass das Anspritzen des Sandwichverbunds 12 mit dem Kunststoff in dem Werkzeug 38 erfolgen kann, so dass der Sandwichverbund 12 auf besonders zeit- und kostengünstige Weise mit dem Kunststoff versehen beziehungsweise angespritzt werden kann. Durch das Anspritzen von Funktionselementen kann die Hutablage 10 wie ein herkömmliches Spritzgussbauteil verwendet werden, weist jedoch gegenüber herkömmlichen Spritzgussbauteilen ein wesentlich vorteilhafteres Unfallverhalten auf.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Sandwichverbund 12 in wenigstens einem Teilbereich, an welchen der Kunststoff angespritzt wird, stärker als in wenigstens einem an den ersten Teilbereich angrenzenden zweiten Teilbereich verpresst wird. Hierdurch wird der Sandwichverbund 12 weder durch den Druck beim Anspritzen noch durch beim Anspritzen auftretende, hohe Temperaturen in seiner Formgebung und Funktionalität beeinträchtigt. 8 und 9 veranschaulichen schließlich eine sechste Ausführungsform der Hutablage 10, wobei die sechste Ausführungsform insbesondere eine Kombination aus der fünften Ausführungsform und der dritten Ausführungsform darstellt. Bei der sechsten Ausführungsform ist der Sandwichverbund 12 direkt mit der Dekorschicht 44 hinterpresst und auf einer der Dekorschicht 44 abgewandten Seite mit Funktionselementen 48 versehen, welche – analog zur Herstellung der Anbindungselemente 40 bei der fünften Ausführungsform – derart hergestellt werden, dass der Sandwichverbund 12 mittels des Kanalsystems 46 mit einem Kunststoff, aus welchen die Funktionselemente 48 hergestellt werden, angespritzt, insbesondere direkt angespritzt, wird. Somit erfolgen sowohl die Umformung und der Beschnitt sowie zusätzlich das Hinterpressen der Dekorschicht 44 und das Anspritzen von Kunststoff in dem Werkzeug 38, so dass die Hutablage 10 auf besonders zeit- und kostengünstige Weise hergestellt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007004696 A1 [0002]
- WO 2015/090574 A1 [0005, 0047]
