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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Innenausstattungsteils für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen.
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Stand der Technik
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Um Innenausstattungsteile, wie zum Beispiel Mittelkonsolen, für Kraftfahrzeuge auf günstige Weise herzustellen, ist es im Stand der Technik bekannt, die Trägerstruktur aus einem Plattenmaterial zu falten. Ein solches Herstellungsverfahren ist beispielsweise in der
DE 10 2011 083 712 A1 gezeigt. Auf diese Weise werden gefaltete Trägerelemente erzeugt, die kontinuierlich gleiche Wandstärken aufweisen und aus genau einem Material gefertigt sind. Die Anforderungen können sich jedoch je nach Fahrzeugmodell oder Ausstattung voneinander unterscheiden, so dass auch das Innenausstattungsteil in Abhängigkeit der gestellten Ansprüche entsprechend angepasst werden muss. Bei dem im Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren ist jedoch eine solche Anpassung schwerlich möglich. Weiterhin besteht das Problem, dass Innenausstattungsteile in der Regel zur Aufnahme von Funktionselementen und Bedienelementen dienen und diese erst in das Plattenmaterial oder in das gefaltete Innenausstattungsteil eingebracht werden müssen. Somit entstehen zusätzliche Prozessschritte, die zu einem Mehraufwand bei der Herstellung eines solchen Innenausstattungsteils führen.
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Die
DE 101 46 694 A1 offenbart ein Verkleidungselement für das Dach eines Fahrzeuginnenraums sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das Dach umfasst eine Füllungsplatte und Trägerelemente, die mit der Füllungsplatte verbunden sind. Die Trägerelemente bilden einen Rahmen aus, welcher die Füllungsplatte zumindest U-förmig umgibt und aus mindestens zwei miteinander verbundenen Rahmensegmenten zusammengesetzt ist. Der Rahmen umgibt die Füllungsplatte dabei vollumfänglich. Durch diese Ausgestaltung kann die Größe der tragenden, komplex gestalteten Bauteile verringert werden, wodurch sich die Werkzeugkosten reduzieren.
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Des Weiteren offenbart die
DE 203 12 585 U1 einen Schiebehimmel für ein Schiebedach eines Kraftfahrzeugs mit einer im Wesentlichen starr ausgebildeten Trägerplatte und einer Be- und/oder Entlüftungsleiste, deren Längsseiten sich in Fahrzeugquerrichtung erstrecken. Weiterhin ist vorgesehen, dass eine Längsstirnseite eines Endes der Trägerplatte mit einer Längsstirnseite eines Endes der Be- und/oder Entlüftungsleiste verbunden ist.
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Beschreibung der Erfindung
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Innenausstattungsteils bereitzustellen, bei dem das Innenausstattungsteil aus einem Plattenmaterial gefertigt wird, jedoch ein höherer Individualisierungsgrad bereits beim Erzeugen des Innenausstattungsteils sichergestellt werden kann.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen entnehmen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Innenausstattungsteils für ein Fahrzeug umfasst den Schritt des Anordnens zumindest zweier Plattensegmente in einer Ebene, so dass sich die Plattensegmente in zumindest einem Randbereich berühren oder überlagern. Die Plattensegmente unterscheiden sich hierbei entweder in ihrem Material, in ihrer Dimensionierung oder in beidem. Das Verfahren umfasst des Weiteren den Schritt des Erstellens einer Trägerplatte aus den zwei Plattensegmenten, indem die Plattensegmente im Randbereich miteinander verbunden werden. Die Verbindung kann in diesem Zusammenhang durch stoffschlüssige Verbindungsarten, wie zum Beispiel Kleben oder Schweißen sowie durch formschlüssige Verbindungsarten, wie zum Beispiel Schrauben oder Nieten erfolgen. Die Trägerplatte weist hierbei eine Kontur auf, die zumindest einer Abwicklung zumindest eines Abschnittes des zu erzeugenden Innenausstattungsteils entspricht.
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Unter einer „Abwicklung“ kann in diesem Zusammenhang die symmetrische Ausbreitung des Innenausstattungsteils in einer Ebene verstanden werden. Darüber hinaus umfasst das Verfahren den Schritt des Formens der Trägerplatte in eine dreidimensionale Trägerstruktur, die zumindest einen Abschnitt des Innenausstattungsteils ausbildet. Die Trägerplatte, welche sich bevorzugt in einer Ebene ausbreitet, wird hierzu dreidimensional bevorzugt durch Biegen oder Falten verformt, so dass eine Trägerstruktur erzeugt wird, die die dreidimensionale Kontur des Innenausstattungsteils oder eines Abschnittes des Innenausstattungsteils ausbildet. Das Innenausstattungsteil muss also nicht durch eine einzige Trägerstruktur ausgebildet werden. Es ist ebenso möglich, dass zur Ausbildung des Innenausstattungsteils mehrere Trägerstrukturen zusammengesetzt werden können. So kann beispielsweise eine erste Trägerstruktur den tragenden Unterbau eines Innenausstattungsteils ausbilden und eine zweite Trägerstruktur einen mit Ausstattungselementen versehenen Aufbau eines Innenausstattungsteils ausbilden. Das Innenausstattungsteil wird in diesem Fall durch Zusammenfügen beider Trägerstrukturen erzeugt. Die Verbindung kann hierbei über übliche Verbindungsverfahren, wie zum Beispiel Schrauben, Schweißen oder Kleben, realisiert sein. Die Verbindung der einzelnen Trägerstrukturen kann jedoch alternativ oder zusätzlich mithilfe von Verbindungselementen, wie Bolzen oder Stiften erfolgen, wobei die Trägerstrukturen in diesem Fall entsprechende Aufnahmen aufweisen, so dass die Trägerstrukturen beispielsweise über Steckverbindungen miteinander verbunden werden können.
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Da sich die Trägerplatte aus zumindest zwei Plattensegmenten zusammensetzt, die sich in ihrer Dimensionierung und/oder Materialauswahl unterscheiden, wird es möglich, einzelne Bereiche der Trägerplatte entsprechend der zu erwartenden Anforderungen an das Innenausstattungsteil zum Beispiel im Hinblick auf die Steifigkeit, auf das Gewicht, aber auch im Hinblick auf zusätzliche Komponenten im Innenausstattungsteil anzupassen. Weist das Innenausstattungsteil beispielsweise einen Bereich auf, der besonders starken Belastungen ausgesetzt ist, kann beispielsweise ein Plattensegment in diesem Bereich der Trägerplatte vorgesehen sein, was sich durch eine vergleichsweise hohe Steifigkeit auszeichnet. Es ist also bevorzugt, bereits während der Trägerplattenherstellung anhand der Anforderungen der einzelnen Bereiche des Innenausstattungsteils Plattensegmente zueinander anzuordnen. Ebenso kann in einem Abschnitt des Innenausstattungsteils, der nur sehr wenig belastet wird, ein Plattensegment vorgesehen sein, das eine deutlich geringere Dicke aufweist als daran angrenzende Plattensegmente, die für Bereiche mit deutlich höheren mechanischen Belastungen vorgesehen sind.
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Unter „Dimensionierung“ kann an dieser Stelle die Länge, Breite und Dicke der Plattensegmente, sowie deren Form verstanden werden.
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Die Konturen der Plattensegmente können unterschiedlich zueinander ausgeführt sein und sich zueinander definiert ergänzen, so dass die Konturen der Plattensegmente eine definierte Kontur der Trägerplatte erzeugen. Es ist ebenso möglich, dass die Dicke eines Plattensegments über die Länge und/oder Breite des Plattensegments variiert. So kann beispielsweise die Dicke des Plattensegmentes kontinuierlich zunehmen, um zu verhindern, dass Stufen zwischen zwei Plattensegmenten mit unterschiedlicher Dicke entstehen.
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Die Plattensegmente sind bevorzugt aus einem Metall oder einem Kunststoff gefertigt. Es ist beispielsweise möglich, ein Plattensegment aus einem Metall und ein weiteres Plattensegment aus einem Kunststoff zu fertigen. Es ist jedoch ebenso möglich, ein erstes Plattensegment aus einem ersten thermoplastischen Kunststoff, z.B. Polypropylen, zu fertigen und ein zweites Plattensegment aus einem zweiten thermoplastischen Kunststoff, z.B. Polyamid, zu fertigen.
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Durch das Zusammensetzen einer Trägerplatte aus mehreren Plattensegmenten kann die Trägerplatte individuell und auf besonders einfache Weise an verschiedene Anforderungen angepasst werden, ohne dass sich die Form des Innenausstattungsteils wesentlich ändert und ohne dass zusätzliche Werkzeuge notwendig werden. Dies erhöht nicht nur die Anwendungsbreite eines solchen erzeugten Innenausstattungsteils, sondern es kann dadurch eine Art Baukastenprinzip realisiert werden, bei dem die zu ändernden Abschnitte des Innenausstattungsteils durch einfaches Austauschen der entsprechenden Plattensegmente realisiert werden können.
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Die Kontur der Platte, welche gleichsam zumindest einen Teil der Abwicklung des späteren Innenausstattungsteils ausbildet, kann in die Trägerplatte beispielsweise durch Materialabtrag eingebracht werden. Dies kann beispielsweise durch ein Schneiden oder Stanzen der Trägerplatte realisiert werden. Es ist ebenso möglich, dass die Plattensegmente vor dem Zusammenfügen der Trägerplatte einem Materialabtrag unterzogen werden, der der Kontur der späteren Trägerplatte bzw. der Abwicklung entspricht.
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Die Plattensegmente können, bevor sie zur Trägerplatte zusammengefügt werden, lokal dreidimensional geformt werden. Es ist hierbei bevorzugt, dass die Plattensegmente in ihren Randbereichen unverändert bleiben, so dass die Plattensegmente nach dem dreidimensionalen Verformen weiterhin miteinander verbunden werden können. Unter dem dreidimensionalen Formen kann in diesem Zusammenhang beispielsweise ein Tiefziehen verstanden werden, bei dem vorzugsweise innerhalb der Randbereiche dem Plattensegment eine dreidimensionale Struktur verliehen wird. Auf diese Weise kann beispielsweise vor dem Verbinden zur Trägerplatte eine Ablageschale oder eine Aufnahme für Funktions- oder Bedienelemente in die Plattensegmente eingebracht oder ausgeformt werden.
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Dies hat den Vorteil, dass mit den einzelnen Plattensegmenten nicht nur Abschnitte verschiedener Dimensionierung und verschiedener Materialarten bereitgestellt werden können, sondern gleichzeitig zusätzliche Formen, die für die Funktionalität der Trägerstruktur bzw. des Innenausstattungsteils notwendig sind, direkt in die Plattensegmente einzubringen, die dann im Baukastenprinzip je nach Anforderung oder je nach zu erzeugendem Modell miteinander ausgetauscht werden können.
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Ebenso ist es möglich, vor dem Schritt des Formens, in die Trägerplatte oder in zumindest ein Plattensegment eine Innenkontur einzubringen, durch die beispielsweise ein Ausstattungselement, wie zum Beispiel ein Ablagefach, ein Getränkehalter, ein Bedienelement, und/oder ein Lüftungselement, aufgenommen oder erzeugt werden. Beispielsweise kann eine Innenkontur in die Trägerplatte eingebracht werden, die nach dem Schritt des Formens eine Becherhalteranordnung ausbildet, in der ein Getränkegefäß abgestellt werden kann.
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Um die Herstellung der Trägerstruktur weiter zu vereinfachen, können die Plattensegmente zumindest abschnittsweise eine Teilkontur aufweisen, die einem Teil der Abwicklung entspricht. Auf diese Weise müssen die Plattensegmente bzw. die Trägerstruktur nicht zwangsweise bearbeitet werden, um die Abwicklung auszubilden. Dies ist beispielsweise möglich, wenn die Plattensegmente aus einem Kunststoff bestehen und bereits bei der Herstellung derart urgeformt werden, dass keine weitere Konturanpassung notwendig ist. Die Teilkonturen der Plattensegmente können weiterhin die Kontur der Trägerplatte zumindest zum Teil ausbilden.
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Um den Schritt des Formens zu vereinfachen bzw. eine definierte Verformung der Trägerplatte zu ermöglichen, können die Plattensegmente und/oder die Trägerplatte vor dem Schritt des Verformens mit Faltlinien ausgestattet werden. Durch die Faltlinien bleibt sichergestellt, dass die Trägerplatte in definierten Bereichen Kanten ausbildet, während die Trägerplatte zur Trägerstruktur geformt wird. Gleichzeitig können somit Beschädigungen der Trägerplatte bzw. der Trägerstruktur während des Faltens verringert werden.
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Es ist hierbei von Vorteil, wenn die Faltlinien außerhalb der Verbindungsbereiche der Plattensegmente liegen.
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Es ist von besonderem Vorteil, wenn die Faltlinien nach dem Formen der Trägerplatte zur Trägerstruktur mit einem Füllmaterial ausgefüllt werden. Durch das Füllmaterial können Materialschwächungen, die beispielsweise durch das Einbringen der Faltlinien auftreten, ausgeglichen werden. Gleichzeitig können möglicherweise auftretende scharfe Übergänge oder scharfe Kanten kaschiert werden. Darüber hinaus wird die Trägerstruktur im Bereich der Faltlinien mechanisch stabilisiert.
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Es ist von Vorteil, wenn zumindest abschnittsweise nach dem Schritt des Verbindens ein Oberflächenmaterial auf die Trägerplatte aufgetragen wird. Das Oberflächenmaterial kann beispielsweise eine Dekorschicht aus Leder oder Kunstleder sein. Das Auftragen des Oberflächenmaterials direkt nach dem Erzeugen der Trägerplatte bietet den Vorteil, dass das Oberflächenmaterial auf eine im Wesentlichen ebene Fläche aufgebracht wird und somit einfacher verarbeitet werden kann als auf einem dreidimensionalen Innenausstattungsteil.
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Es ist darüber hinaus von Vorteil, dass während des Schrittes des Formens die Trägerplatte zumindest bereichsweise erwärmt wird. Insbesondere wenn die Trägerplatte zumindest zum Teil aus beispielsweise Kunststoff oder Metall besteht, kann durch die Zugabe von Wärme verhindert werden, dass sich das Material beim Formen zu stark verspannt. Materialbeschädigungen während des Formens können so vermieden werden. Die Wärme kann zum Beispiel über eine Kontaktheizung oder einen Heizstrahler in die Trägerplatte eingebracht werden.
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Es hat sich als besonders effizient erwiesen, wenn die Trägerplatte während des Schrittes des Formens gebogen und/oder gefaltet wird. Insbesondere beim Biegen und beim Falten kann die Trägerplatte besonders definiert in Form gebracht werden, ohne dass es zu starken Beschädigungen der Trägerplatte kommt, die die daraus resultierende Trägerstruktur in ihrer Stabilität beeinträchtigen würde. Darüber hinaus stellen das Biegen und das Falten Prozesse dar, die auf einfache Weise reproduzierbar sind. Eine genaue Ausbildung der geometrischen Form der Trägerstruktur ist des Weiteren auf einfache Weise möglich.
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Die Trägerstruktur kann ab dem Schritt des Formens mithilfe von zumindest einem Fixierungselement in Form gehalten werden. Das Fixierungselement kann zum Beispiel als Steg, Bolzen oder Stift ausgeführt sein, das zum Beispiel in eine Ausnehmung eingreifen kann, um die Fixierungswirkung zu entfalten. Das Fixierungselement kann einstückig mit der Trägerstruktur oder als separates Bauteil ausgeführt sein.
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Darüber hinaus kann nach dem Schritt des Formens eine flächige Schaumschicht auf die Trägerstruktur aufgetragen werden. Die Schaumschicht kann sowohl einseitig als auch beidseitig auf die Trägerstruktur aufgebracht werden und kann im Wesentlichen der Steigerung der Stabilität, der Geräuschdämmung sowie als Wärmeisolationsschicht dienen.
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Darüber hinaus sind weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich. Die dort und oben beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf eine Mehrzahl von Plattensegmenten,
- 2 eine Trägerplatte mit aufgezeichneter Abwicklung eines Innenausstattungsteils,
- 3 eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Innenausstattungsteils.
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1 zeigt eine Draufsicht auf eine Mehrzahl von Plattensegmenten 2.1-2.6, die an ihren Randbereichen 3.1-3.6 aneinander angelegt sind. Die Plattensegmente 2.1-2.6 unterscheiden sich hierbei sowohl in ihrem Material als auch in ihrer Dimensionierung. So weist beispielsweise ein Teil der Plattensegmente 2.1, 2.3, 2.6 eine Dicke von 3 mm auf und besteht aus einem faserverstärkten Polypropylen. Ein weiterer Teil der Plattensegmente 2.2, 2.4, 2.5 weist hingegen eine Dicke von 1,5 mm auf und besteht aus einem Polyamid. Alle Plattensegmente 2.1-2.6 ergänzen sich in ihrer Form zu einem Rechteck. In einem nicht gezeigten Prozessschritt werden die Plattensegmente 2.1-2.6 aneinander angelegt und mithilfe eines Klebstoffes miteinander verbunden. Die Plattensegmente 2.1-2.6 unterschiedlicher Dimensionierung und unterschiedlicher Materialien sind dabei nach den mechanischen Eigenschaften angeordnet, die von dem zu erzeugenden Innenausstattungsteil gefordert werden. Eines der Plattensegmente 2.2 weist darüber hinaus eine dreidimensionale Vertiefung auf, die eine Ablageschale 12 ausbildet. Die Vertiefung wurde durch ein nicht gezeigtes Tiefziehverfahren in das Plattensegment 2.2 eingebracht.
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2 zeigt die Plattensegmente 2.1-2.6 aus 1, die zu einer Trägerplatte 4 miteinander verbunden wurden. Weiterhin wurde die Abwicklung 6 des zu erzeugenden Innenausstattungsteils 1 auf die Trägerplatte 4 aufgezeichnet. Die Abwicklung 6 wird in diesem Fall derart auf die Trägerplatte 4 aufgelegt, dass die einzelnen Plattensegmente 2.1-2.6 jeweils einzelne Abschnitte der Abwicklung 6 ausbilden. So ist sichergestellt, dass je nach Anforderung an das Innenausstattungsteil 1, das Innenausstattungsteil 1 in verschiedenen Bereichen durch verschiedene Plattensegmente 2.1-2.6 ausgebildet wird. Weiterhin sind Oberflächenmaterialien 10 in Form von Dekorschichten auf die Trägerplatte 4 aufgebracht. Die Oberflächenmaterialien 10 bilden später die sichtbare Oberfläche der Trägerstruktur 7 aus. Darüber hinaus sind Faltlinien 8 in die Trägerplatte 4 eingebracht, so dass die Trägerplatte 4 in einem anschließenden, nicht gezeigten Faltprozess in eine Trägerstruktur 7, die eine dreidimensionale Form aufweist, gefaltet werden kann.
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Um die Stabilität der Trägerplatte 4 bzw. der späteren Trägerstruktur 7 lokal zu erhöhen, ist darüber hinaus eine Wabenstruktur auf die Trägerplatte 4 aufgebracht worden. Je nach Anforderung können jedoch auch weitere Funktionselemente 9, wie Schalteranordnungen oder Bedienelemente, auf die Trägerplatte 4 aufgebracht werden.
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Die Abwicklung 6 wird anhand einer Schnittlinie 13 aus der Trägerplatte 4 herausgeschnitten. Die Schnittlinie 13 ist hierbei im Abstand zur genauen Kontur der Abwicklung 6 angeordnet, so dass eine Art Grobzuschnitt erfolgt.
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3 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Innenausstattungsteils 1. Hierzu wurden drei Trägerstrukturen 7, die jeweils mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, miteinander verbunden, so dass eine erste Trägerstruktur 7 im Wesentlichen den Unterbau des Innenausstattungsteils 1 erzeugt, eine zweite Trägerstruktur 7 den sichtbaren Aufbau bereitstellt und eine dritte Trägerstruktur 7 zwischen Aufbau und Unterbau zur Ausbildung von Luftkanälen angeordnet ist. Die mittlere Trägerstruktur 7 besitzt des Weiteren Fixierungselemente 11, mit denen die Trägerstruktur 7 am Unterbau befestigbar ist und somit die mittlere Trägerstruktur 7 in Form gehalten wird. Alle drei Trägerstrukturen 7 sind über Schweißverbindungen unlösbar miteinander verbunden.
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Die mit Bezug auf die Figuren gemachten Erläuterungen sind in keinster Weise beschränkend und lediglich beispielhaft zu verstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Innenausstattungsteil
- 2.1-2.6
- Plattensegmente
- 3.1-3.6
- Randbereiche
- 4
- Trägerplatte
- 5
- Kontur
- 6
- Abwicklung
- 7
- Trägerstruktur
- 8
- Faltlinien
- 9
- Funktionselement
- 10
- Oberflächenmaterial
- 11
- Fixierungselement
- 12
- Ablage
- 13
- Schnittlinie
