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Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils für ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung ein Formteil.
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Fahrzeuginnenverkleidungsteile umfassen in der Regel einen Träger, der dem Fahrzeuginnenverkleidungsteil eine gewisse Stabilität verleiht, und ein auf diesem Träger angeordnetes Dekorteil, das dem Fahrzeuginnenverkleidungsteil unter anderem eine gewünschte optische Erscheinung verleiht. Aus der Druckschrift
WO 2010/105855 A2 ist beispielsweise ein Herstellungsverfahren für ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil bekannt, bei dem ein Dekorteil mit einem faserverstärkten Träger verbunden wird. Das Dekorteil umfasst zwei Häute, die mit ihren Endbereichen in eine Nut eines Halteprofils eingebracht sind. Zum Verbinden des Dekorteils mit dem Träger wird das Halteprofil in eine längliche Aussparung des Trägers eingebracht. Hierbei eignen sich gewisse Geometrien der Aussparung besonders für ein sicheres Halten des Halteprofils.
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Darüber hinaus ist es bekannt, bei der Herstellung von Fahrzeuginnenverkleidungsteilen Naturfasermatten durch Formpressen in eine gewünschte Form zu pressen. Hierbei können allerdings nicht beliebige Geometrien der geformten Naturfasermatten erzeugt werden. Insbesondere ist es oftmals nicht möglich, für einen bestimmten Zweck erwünschte scharfe Kanten zu erzeugen, da die Naturfasermatten eine gewisse Steifigkeit aufweisen können. Möchte man bei der Herstellung eines Fahrzeuginnenverkleidungsteils ein wie oben beschriebenes Halteprofil mit einer formgepressten Naturfasermatte verbinden, sind häufig weitere Verarbeitungsschritte, wie beispielsweise ein Fräsen der Naturfasermatte, vonnöten, um die gewünschte Geometrie der Aussparung zu erzeugen.
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Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils für ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil vorzuschlagen, durch das sich eine große Anzahl verschiedener Geometrien des Formteils, insbesondere Formen mit scharfen Kanten, auch bei steifen Trägermaterialien auf vergleichsweise einfache Weise erzeugen lassen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils vorzuschlagen, das sich für eine Aufnahme eines Halteprofils eines Dekorteils eignet.
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Gelöst werden diese Aufgaben durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs und durch ein Formteil mit den Merkmalen eines weiteren Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich mit den Merkmalen der weiteren abhängigen Ansprüche und der Ausführungsbeispiele.
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Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich zur Herstellung eines Formteils für ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil. Bei dem Verfahren wird ein Formwerkzeug mit einer oberen Werkzeughälfte und einer unteren Werkzeughälfte bereitgestellt. Außerdem wird ein formbarer flächiger Träger zwischen der oberen Werkzeughälfte und der unteren Werkzeughälfte angeordnet. In einem weiteren Schritt wird ein Vorsprung der oberen Werkzeughälfte gegen eine Oberseite des Trägers gedrückt, so dass der Träger deformiert und eine Vertiefung im Träger gebildet wird. Außerdem wird eine Öffnung des Trägers in einem Bereich der Vertiefung erzeugt. Darüber hinaus wird ein durch die Vertiefung gebildeter Raum nach oben durch ein Abdichtelement abgeschlossen. Hierbei ragt ein Vorsprung des Abdichtelements in die Vertiefung hinein und füllt einen Teil der Vertiefung aus. Anschließend wird ein fließfähiger und aushärtbarer oder selbstaushärtender Kunststoff durch die Öffnung des Trägers in den Raum so eingebracht, dass der Kunststoff einen durch den Träger und das Abdichtelement begrenzten Teil des Raumes zumindest teilweise ausfüllt. Der Kunststoff härtet aus und das Abdichtelement wird entfernt.
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Der Vorsprung des Abdichtelements weist in der Regel einen schmaleren Querschnitt auf als die Vertiefung. Nach dem Entfernen des Abdichtelements können das Formteil beziehungsweise der Kunststoff eine Aussparung aufweisen. Diese Aussparung ist in der Regel auf einer Oberseite des Kunststoffs und im Bereich der Vertiefung des Trägers angeordnet. Eine Form der Aussparung wird hierbei typischerweise maßgeblich durch eine Form des Vorsprungs des Abdichtelements bestimmt. Es kann beispielsweise sein, dass die Form des Vorsprungs vollständig im Negativ auf eine Form einer Oberseite des Kunststoffs übertragen wird. Durch das beschriebene Verfahren lassen sich Aussparungen erzeugen, die sich besonders für eine Aufnahme eines Halteprofils eines Dekorteils eignen. Ein Vorteil des oben und unten beschriebenen Verfahrens ist es, dass sich damit Aussparungen mit einer genau definierten geometrischen Form fertigen lassen. Zusätzlich kann eine verbesserte Maßhaltigkeit erreicht werden.
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Nach dem Herstellen des Formteils kann beispielsweise ein Dekorteil mit einer ersten und einer zweiten Dekorhaut und einem Halteprofil bereitgestellt werden. Das Halteprofil kann an einer Oberseite eine Nut aufweisen, in die ein Endabschnitt der ersten Dekorhaut und ein Endabschnitt der zweiten Dekorhaut eingebracht sind. Das Halteprofil kann daraufhin in die auf der Oberseite des Kunststoffs angeordnete Aussparung eingebracht werden.
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Durch das Drücken des Vorsprungs der oberen Werkzeughälfte gegen die Oberseite des Trägers kann mittels Formpressen die Vertiefung erzeugt werden. Hierbei wird eine Form der Vertiefung in der Regel maßgeblich durch eine Form des Vorsprungs der oberen Werkzeughälfte festgelegt. Es kann vorgesehen sein, dass durch das Drücken des Vorsprungs der oberen Werkzeughälfte gegen die Oberseite des Trägers eine nach unten weisende Erhöhung auf einer Unterseite des Trägers gebildet wird. Eine Form der nach unten weisenden Erhöhung auf der Unterseite des Trägers korrespondiert dann mit einer Form der Vertiefung auf der Oberseite des Trägers.
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Der Kunststoff kann beim Aushärten stoffschlüssig mit dem Träger verbunden werden, um auf einfache Weise eine haltbare Verbindung zwischen dem Träger und dem Kunststoff zu erzeugen.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Kunststoff so in den Raum eingebracht wird, dass der Kunststoff mindestens 80% eines Volumens des Raumes ausfüllt. In typischen Ausführungen wird der fließfähige Kunststoff durch Einspritzen von der unteren Werkzeughälfte eingebracht. Dafür kann die untere Werkzeughälfte beispielsweise eine Einspritzdüse aufweisen. Um den Kunststoff vor dem Einbringen durch die Öffnung fließfähig zu machen, kann es vorgesehen sein, dass der Kunststoff erhitzt wird. Beispielsweise kann die untere Werkzeughälfte Heißkanäle zum Führen einer Plastikschmelze umfassen. Es kann auch vorgesehen sein, dass der fließfähige Kunststoff zwei Komponenten umfasst, die bei Wärme aushärten.
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Der Träger kann eine Fasermatte sein oder eine Fasermatte umfassen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Fasermatte Naturfasern und/oder Kunststofffasern enthält. Derartige Träger zeichnen sich typischerweise durch eine Recyclebarkeit und eine gute Formbarkeit bei einem geringem Gewicht aus. Der Träger kann beispielsweise ein Naturfasern und/oder Kunststofffasern umfassender Verbundwerkstoff sein, beispielsweise eine sogenannte NFPP-Matte.
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Der Kunststoff kann beispielsweise ein thermoplastisches Elastomer sein, zum Beispiel TPE-E.
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Typischerweise verläuft die Vertiefung entlang einer Längsrichtung. Die Vertiefung kann beispielsweise grabenförmig sein und/oder einen eckigen Querschnitt aufweisen. Die auf der Oberseite des Kunststoffs gebildete Aussparung kann ebenso entlang der Längsrichtung verlaufen. Das Abdichtelement kann beispielsweise derart geformt sein, dass der Kunststoff nach dem Entfernen des Abdichtelements eine in der Längsrichtung verlaufende Nut aufweist. Auf diese Weise eignet sich das Formteil für die Aufnahme gängiger Halteprofile.
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In typischen Ausführungen ist das Abdichtelement derart geformt, dass der Kunststoff nach dem Aushärten eine in einem Querschnitt rechteckige, treppenförmige oder trapezförmige Aussparung aufweist. Dieser Querschnitt kann gegebenenfalls quer zur Längsrichtung verlaufen.
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Durch das vorgeschlagene Verfahren können Geometrien der Aussparung des Formteils mit scharfen Kanten erzeugt werden. Das Abdichtelement kann beispielsweise derart geformt sein, dass der Kunststoff nach dem Aushärten zumindest eine Kante aufweist, deren Krümmungsradius maximal 0,4 mm beträgt.
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Typischerweise weist das Abdichtelement und/oder der Vorsprung des Abdichtelements ein Oberflächenmaterial auf, an dem der Kunststoff nicht anhaftet. Beispielsweise kann das Oberflächenmaterial hierfür Polytetrafluoräthylen (PTFE) oder geeignete Nanopartikel umfassen. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Oberflächenmaterial eine der Vertiefung zugewandte Oberfläche des Abdichtelements und/oder des Vorsprungs vollständig bildet.
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Die Öffnung kann zwischen der Oberseite des Trägers und der Unterseite des Trägers im Bereich der Vertiefung verlaufen. Es kann vorgesehen sein, dass das Erzeugen der Öffnung ohne vorheriges Entfernen des Trägers aus dem Formwerkzeug und/oder durch eine Komponente der unteren Werkzeughälfte erfolgt. Das Erzeugen der Öffnung kann zum Beispiel durch Schneiden oder durch Stanzen erfolgen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Öffnung erzeugt wird, indem ein im Wesentlichen horizontaler Schnitt mit einer Klinge durchgeführt wird. Die Klinge kann beispielsweise einen Teil der unteren Werkzeughälfte bilden.
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Die Öffnung kann in verschiedenen Ausführungen beispielsweise im Wesentlichen rund oder langgestreckt sein. Es können mehrere Öffnungen vorgesehen sein, die in Abständen zueinander entlang der Längsrichtung angeordnet sind, wenn die Vertiefung in der Längsrichtung verläuft. Eine Ausdehnung der Öffnung kann beispielsweise mindestens 2 mm und/oder höchstens 8 mm betragen.
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Das Abdichtelement ist typischerweise ein Teil der oberen Werkzeughälfte. In einer möglichen Ausführung ist die obere Werkzeughälfte mehrteilig. Ein den Vorsprung der oberen Werkzeughälfte bildendes bewegliches Teil kann sich nach unten hin verjüngen. Dieses Teil kann vor dem Einbringen des Kunststoffs nach oben verschoben werden und als Abdichtelement dienen. Hierbei können weitere bewegliche Teile der oberen Werkzeughälfte seitlich verschoben werden, um die Vertiefung nach oben abzuschließen. Beispielsweise kann die obere Werkzeughälfte neben dem Vorsprung Schieber aufweisen, die auf der Oberseite des Trägers seitlich verschiebbar sind und eingerichtet sind, den Raum gemeinsam mit dem Vorsprung der oberen Werkzeughälfte nach oben abzuschließen.
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In anderen Ausführungen ist es vorgesehen, dass die obere Werkzeughälfte ebenfalls mehrteilig ist, wobei aber ein den Vorsprung der oberen Werkzeughälfte bildendes bewegliches Teil nach dem Bilden der Vertiefung entfernt wird. Die Vertiefung kann anschließend durch einen beweglichen Einsatz nach oben abgeschlossen werden. Durch die Verwendung des Einsatzes lässt sich auf einfache Weise eine Vielzahl verschiedener Geometrien der Aussparung des Kunststoffs erzeugen.
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Das Formwerkzeug ist typischerweise von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand überführbar. Typischerweise wird das Formwerkzeug nach dem Anordnen des Trägers geschlossen. Während das Formwerkzeug in dem geschlossenen Zustand verbleibt, wird typischerweise der Träger deformiert, die Öffnung erzeugt, die Vertiefung abgeschlossen und der Kunststoff durch die Öffnung eingebracht.
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Die Anmeldung betrifft des Weiteren ein Formteil für ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil, wobei das Formteil nach einem wie oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.
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Die Begriffe oben, unten, oberes, unteres etc. dienen lediglich der Bezeichnung der relativen Anordnung der beschriebenen Komponenten zueinander.
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Das Formwerkzeug kann aber selbstverständlich auch derart ausgerichtet sein, dass beispielsweise die obere Werkzeughälfte niedriger als oder auf derselben Höhe wie die untere Werkzeughälfte angeordnet ist.
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Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen
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1 einen schematischen Querschnitt durch ein Formteil und ein Dekorteil,
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2 eine schematische Aufsicht auf das Formteil,
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3 eine schematische Ansicht während eines Verfahrensschritts bei einer Herstellung des Formteils,
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4 eine schematische Ansicht während eines weiteren Verfahrensschritts bei der Herstellung des Formteils,
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5(a) eine schematische Ansicht während eines Verfahrensschritts bei der Herstellung des Formteils gemäß einem ersten Beispiel und
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5(b) eine schematische Ansicht während eines Verfahrensschritts bei der Herstellung des Formteils gemäß einem zweiten Beispiel.
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1 zeigt ein Formteil 1 und ein Dekorteil 2 für ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil. Das Dekorteil 2 umfasst ein Halteprofil 3, das an einer Oberseite eine Nut 4 aufweist. Außerdem umfasst das Dekorteil 2 eine erste Dekorhaut 5 und eine zweite Dekorhaut 5‘. Die Dekorhäute 5, 5‘ sind an Endabschnitten 6, 6‘ miteinander vernäht und mit den Endabschnitten 6, 6‘ in die Nut 4 des Halteprofils 3 eingesetzt. Die Dekorhäute 5, 5‘ sind außerdem mit mehreren Nähten mit dem Halteprofil 3 vernäht. Eine dieser Nähte ist beispielhaft mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnet. Weiterhin umfasst das Dekorteil 2 einen Zapfen 8, der beispielsweise aus einem elastisch verformbaren Kunststoff gebildet ist.
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Das Formteil 1 umfasst einen formbaren flächigen Träger 9. Der Träger 9 kann beispielweise eine NFPP-Matte sein, die Kunststoff- und Naturfasern enthält. Der Träger 9 kann auch ein „Wood Fiber PolyPropylen“-Träger sein. Die Kunststofffasern können zum Beispiel Polyolefine, wie zum Beispiel Polypropylen, umfassen. Die Naturfasern können zum Beispiel Hanf oder Flachs enthalten. Zum Verbinden des Dekorteils 2 mit dem Formteil 1 weist das Formteil 1 an einer Oberseite eine Aussparung 10 auf, in die das Halteprofil 3 und der Zapfen 8 zum Herstellen des Fahrzeuginnenverkleidungsteils eingesetzt werden können.
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Die Aussparung 10 wird begrenzt durch einen Kunststoff 11. Dieser Kunststoff 11, der beispielsweise TPE-E enthält, kann an einem oberen Ende in dem dargestellten Beispiel zwei scharfe Kanten 12, 12‘ aufweisen. Der Kunststoff 11 ist mit dem Träger 9 im Bereich einer Vertiefung 13 des Trägers 9 stoffschlüssig verbunden. An einem unteren Ende der Vertiefung 13 weist der Träger 9 eine Öffnung 14 auf. Eine Ausdehnung der Öffnung 14 in der dargestellten und quer zu einer Längsrichtung verlaufenden Richtung beträgt beispielweise 5 mm.
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In 2 ist eine Aufsicht auf das Formteil 1 gezeigt. Wiederkehrende Merkmale sind in dieser und den nachfolgenden Abbildungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Aussparung 10 verläuft entlang der Längsrichtung auf einer Oberseite des Formteils 1. Die Aussparung 10 kann in manchen Ausführungen eine in der Längsrichtung verlaufende Nut sein. Außerdem verläuft das in 1 dargestellte Haltprofil 3 entlang dieser Längsrichtung, wenn das Dekorteil 2 in das Formteil 1 eingesetzt ist.
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Ein Verfahren zur Herstellung des Formteils 1 ist in den folgenden Figuren illustriert. Bei der Herstellung wird zunächst der formbare Träger 9 bereitgestellt, der zu Beginn weitgehend planar und ungeöffnet ist. Anschließend wird die Vertiefung 13 durch Formpressen erzeugt, wie in 3 dargestellt ist. Dabei wird der Träger 9 zwischen einer unteren und einer oberen Formwerkzeughälfte angeordnet. Anschließend können Schieber 15, 15‘ der oberen Werkzeughälfte auf einer Oberseite 16 des Trägers 9 angeordnet werden. In einem weiteren Schritt wird ein sich nach unten verjüngender Vorsprung 17 der oberen Werkzeughälfte zwischen den Schiebern 15, 15‘ angeordnet. Der Vorsprung 17 der oberen Werkzeughälfte wird anschließend nach unten gegen die Oberseite 16 des Trägers 9 gedrückt. Dadurch wird der Träger 9 deformiert, so dass die Vertiefung 13 im Träger 9 gebildet wird. Außerdem wird hierbei eine nach unten gerichtete Erhöhung 18 des Trägers 9 gebildet.
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4 zeigt eine Ansicht während eines weiteren Verfahrensschritts zur Herstellung des Formteils 1. Hierbei wird zunächst der Vorsprung 17 der oberen Werkzeughälfte nach oben bewegt, so dass der Vorsprung 17 die Vertiefung 13 des Trägers 9 nicht mehr vollständig ausfüllt. Anschließend wird der Träger 9 im Bereich der Vertiefung 13 geöffnet. Dafür wird ein Schnitt in einer horizontalen Richtung 19 mit einer nicht dargestellten Klinge der unteren Werkzeughälfte durchgeführt. Hierdurch entsteht die Öffnung 14 des Trägers 9 im Bereich der Vertiefung 13. Zum Öffnen des Trägers 9 können auch andere an sich bekannte Verfahren angewendet werden. Beispielsweise kann die Öffnung 14 durch Stanzen und/oder Schneiden erzeugt werden.
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Seitenwände des Trägers 9 begrenzen im Bereich der Vertiefung 13 seitlich einen Raum 20, der in einem weiteren Verfahrensschritt nach oben abgeschlossen wird. Zum Abschließen können gemäß einer Ausführung der Vorsprung 17 der oberen Werkzeughälfte und die Schieber 15, 15‘ Verwendung finden, wie in 5(a) gezeigt ist. Hierbei werden die Schieber 15, 15‘ nach innen gegen den nach oben bewegten Vorsprung 17 der oberen Werkzeughälfte geschoben, wie durch die Pfeile mit den Bezugszeichen 21 und 21‘ angedeutet ist. Die Schieber 15, 15‘ berühren dann den Vorsprung 17 der oberen Werkzeughälfte so, dass der Raum 20 an einer Oberseite weitgehend flüssigkeitsdicht abgeschlossen wird. Somit bilden die Schieber 15, 15‘ gemeinsam mit dem Vorsprung 17 der oberen Werkzeughälfte ein Abdichtelement 22.
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Das Abdichtelement 22 schließt eine Oberseite des Raumes 20 nicht planar ab. Hingegen wurde der Vorsprung 17 der oberen Werkzeughälfte nur so weit nach oben bewegt, dass eine Unterseite des Vorsprungs 17 der oberen Werkzeughälfte einen nach unten in den Raum 20 hineinragenden Vorsprung 23 des Abdichtelements 22 bildet.
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Eine andere Ausführung zum Abschließen des Raumes 20 nach oben ist in 5(b) gezeigt. Hierbei wird zunächst der Vorsprung 17 der oberen Werkzeughälfte entfernt. Anschließend wird ein Einsatz 24 zwischen den Schiebern 15, 15‘ angeordnet. Der Einsatz 24 ist derart geformt, dass dieser den Raum 20 nach oben abschließt und somit das Abdichtelement 22 bildet. Ein Teil des Einsatzes ragt von oben in den Raum 20 hinein und bildet somit den Vorsprung 23 des Abdichtelements 22.
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In einem nächsten Schritt wird der Kunststoff 11, der aushärtbar oder selbstaushärtend ist, in einem fließfähigen Zustand durch die Öffnung 14 des Trägers 9 in den Raum 20 eingebracht. Der Kunststoff 11 kann in manchen Ausführungen zwei Komponenten umfassen, die anschließend unter Wärmeeinwirkung aushärten. Zum Einbringen des Kunststoffs 11 kann die untere Werkzeughälfte beispielsweise an sich bekannte Heißkanäle zum Führen einer Plastikschmelze und/oder Einspritzdüsen aufweisen. Hierbei füllt der Kunststoff 11 einen durch den Träger 9 und das Abdichtelement 22 begrenzten Teil des Raumes 20 weitgehend vollständig aus.
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Anschließend härtet der Kunststoff 11 aus und wird stoffschlüssig mit dem Träger 9 verbunden. Um hierbei ein Anhaften des Kunststoffs 11 an dem Abdichtelement 22 zu verhindern, weist das Abdichtelement 22 insbesondere im Bereich des Vorsprungs 23 des Abdichtelements 22 ein geeignetes Oberflächenmaterial, das beispielsweise PTFE oder geeignete Nanopartikel enthält, auf.
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In einem weiteren Schritt wird das Abdichtelement 22 entfernt. Außerdem wird das nun fertig hergestellte Formteil 1 aus einem aus der unteren und der oberen Werkzeughälfte gebildeten Formwerkzeug entnommen. Eine Form der Aussparung 10 des fertig hergestellten Formteils 1 wird maßgeblich durch eine Form des Vorsprungs 23 des Abdichtelements 22 bestimmt. Es ist hierbei möglich, dass die Aussparung 10 in einem Schnitt quer zur Längsrichtung beispielsweise eine rechteckige, eine treppenförmige oder eine trapezförmige Form aufweist. Darüber hinaus ist es möglich, dass der Kunststoff 11, wie in 1 dargestellt nach unten offen ist. Es ist aber auch möglich, dass der Kunststoff 11 nach unten geschlossen und in dem Schnitt quer zur Längsrichtung zusammenhängend ist.
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In allen Ausführungsformen umfasst der Kunststoff 11 typischerweise zumindest eine scharfe Kante, die in einem Querschnitt einen geringen Krümmungsradius von beispielsweise weniger als 0,2 mm aufweist.
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Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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