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Die Erfindung betrifft ein Innenraumverkleidungsteil für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Innenraumverkleidungsteils.
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Um den Platz im Fahrzeug optimal zu nutzen und noch mehr Komfortmöglichkeiten zu bieten, gibt es Entwicklungen im Bereich adaptive Oberflächen. Dabei handelt es sich um Oberflächen, die je nach Anwendungsfall ihre Form bzw. ihre Gestalt ändern. Dadurch können Ablagen und Stauräume bei Bedarf größenanpassbar bereitgestellt werden, während sie bei Nichtbenutzung nicht unnötig Platz benötigen oder das optische Gesamtbild und die Ergonomie stören.
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Die bekannten Konzepte basieren üblicherweise auf bistabilen Bauteilen. Deren Oberflächen haben zwei stabile Zustände, zwischen denen sie verstellbar sind und in denen sie ohne weitere äußere Einwirkung verbleiben.
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Der Nachteil daran ist, dass es nur zwei verschiedene Zustände gibt. Dadurch ist die Vielfalt der Anwendungen stark eingeschränkt. Ferner ist keine hohe Belastung der Oberflächen in den festen Positionen möglich, da diese schnell nachgeben, um in die andere Position überzugehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Innenraumverkleidungsteil für ein Fahrzeug bereitzustellen, das eine möglichst freie Einstellbarkeit und Veränderbarkeit von verschiedenen Oberflächen im Fahrzeuginnenraum bietet. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Innenraumverkleidungsteils bereitzustellen, das kostengünstig ist.
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Zur Lösung der Aufgabe ist ein Innenraumverkleidungsteil für ein Fahrzeug vorgesehen, das zahlreiche, d.h. mehr als 5, insbesondere mehr als 10, 50 oder 100, starre, plattenförmige Oberflächensegmente mit Außenrändern hat. Die Außenränder benachbarter Oberflächensegmente verlaufen hierbei parallel zueinander und sind über ein flexibles Scharnier miteinander derart verbunden, dass benachbarte Oberflächensegmente zueinander schwenkbar sind und das Innenraumverkleidungsteil unterschiedliche vorbestimmte 3-dimensionale Oberflächengeometrien einnehmen kann. Die feste Oberfläche, die durch die Oberflächensegmente gebildet wird, wird durch die segmentierte Bauweise aufgebrochen und erhält durch die flexiblen Scharniere einen Freiheitsgrad, der das Innenraumverkleidungsteil flexibel verformbar gestaltet. Auf diese Weise bildet das Innenraumverkleidungsteil eine metastabile, segmentierte Oberfläche, die adaptiv eine Vielzahl von Oberflächengeometrien annehmen kann.
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In einer Ausführungsform weisen die Scharniere eine geringere Dicke als die Oberflächensegmente auf, wodurch benachbarte Oberflächensegmente um das dazwischenliegende Scharnier definiert zueinander verstellbar sind.
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Insbesondere bilden hierbei zueinander benachbarte Außenränder mit dem dazwischenliegenden Scharnier eine im Querschnitt V-förmige Nut. Durch diese Gestaltung kann ein stabiler Zustand zumindest eines Teils der Oberfläche gebildet werden, indem die gegenüberliegenden Außenränder von zwei benachbarten Oberflächensegmenten auf Anschlag aneinander anliegen und so keine weitere Verformung der Oberfläche an dem dazwischenliegenden Scharnier möglich ist.
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Gemäß einer Ausführungsform haben die Oberflächensegmente eine Dreiecksform, insbesondere in Form eines gleichseitigen Dreiecks, wodurch das Innenraumverkleidungsteil besonders viele Freiheitsgrade aufweist und damit in besonders viele Geometrien verstellt werden kann.
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Es ist von Vorteil, wenn die Oberflächensegmente mit den Scharnieren eine geschlossene dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Außenoberfläche bilden, damit die Oberfläche des Innenraumverkleidungsteils ein gleichmäßiges flächiges Erscheinungsbild aufweist und keine Objekte oder Schmutz durch die Oberfläche fallen können. Im Sinne der Erfindung ist eine geschlossene Oberfläche eine Oberfläche, die zu mindestens 90%, insbesondere vollständig geschlossen ist, d.h. nur kleine oder keine Löcher aufweist. Öffnungen, die das Innenraumverkleidungsteil aufweist, insbesondere um eine Funktion bereitzustellen oder einen Zugang zu bilden, zählen hierbei nicht als Löcher.
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Vorzugsweise ist das Innenraumverkleidungsteil mosaikartig gestaltet, wobei die flexiblen Scharniere die Fugen zwischen den Oberflächensegmenten bilden. Das bedeutet insbesondere, dass, abgesehen von den flexiblen Scharnieren, die gesamte dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Oberfläche des Innenraumverkleidungsteils durch die Oberflächensegmente gebildet ist, vorzugsweise lückenlos. Hierdurch hat das Innenraumverkleidungsteil eine homogene Erscheinung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Innenraumverkleidungsteil ein Spritzgussteil und/oder ein 3D-Druckteil, d.h. es ist mittels 3D-Druck gefertigt. Auf diese Weise ist das Innenraumverkleidungsteil besonders kostengünstig herstell bar.
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Das Innenraumverkleidungsteil kann einstückig sein, wodurch es mit besonders geringem Aufwand gefertigt werden sowie besonders einheitliche Eigenschaften aufweisen kann.
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In einer Ausführungsform ist das Innenraumverkleidungsteil mehrlagig und weist eine flexible Lage auf, die zumindest teilweise die Scharniere bildet und/oder die zumindest abschnittsweise parallel zur Oberfläche angeordnet ist. Diese Gestaltung hat den Vorteil, dass die verschiedenen Lagen individuell gestaltet sein können, insbesondere um unterschiedlichen Anforderungen zu entsprechen.
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Dabei kann sich die flexible Lage zumindest abschnittsweise durch die Oberflächensegmente erstrecken, wodurch die Oberflächensegmente besonders zuverlässig miteinander verbunden sein können.
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Gemäß einer Ausführungsform grenzt die flexible Lage zumindest abschnittsweise an die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Außenoberfläche und/oder die dem Fahrzeuginnenraum abgewandte Oberfläche der Oberflächensegmente an. Hierdurch sind Oberflächensegmente auf und/oder unter der flexiblen Lage angeordnet, wodurch die flexible Lage einen Abschnitt der Oberfläche des Innenraumverkleidungsteils bilden kann, der kein flexibles Scharnier umfasst und/oder der über die durch die flexiblen Scharniere gebildeten Abschnitte hinausgeht, d.h., die flexiblen Scharniere bilden nur einen Teil des entsprechenden Abschnitts.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die flexible Lage eine mittlere Lage des mehrlagigen Aufbaus und weist somit auf beiden Seiten, insbesondere an derselben Stelle, ein Oberflächensegment auf und/oder erstreckt sich durch dieses hindurch. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass jeweils Oberflächensegmente auf beiden Seiten aneinander anliegen können, um eine stabile Struktur zu bilden.
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Erfindungsgemäß ist zur Lösung der oben genannten Aufgabe auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Innenraumverkleidungsteils vorgesehen, das den Schritt umfasst, die Oberflächensegmente durch Spritzgießen und/oder 3D-Druck zu bilden. Auf diese Weise ist das Innenraumverkleidungsteil besonders kostengünstig herstellbar.
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Ferner kann das Verfahren die Schritte umfassen, wonach eine flexible Lage in einer Spritzgussform bereitgestellt und nachfolgend umspritzt wird, um die Oberflächensegmente zu bilden. Hierdurch kann das Innenraumverkleidungsteil mit geringem Aufwand hergestellt werden.
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Des Weiteren kann beim 3D-Druck ein erstes Material zum Drucken der Oberflächensegmente und ein zweites Material zum Drucken der flexiblen Scharniere verwendet werden, um diese aus einem unterschiedlichen Material mit vorzugsweise unterschiedlichen Eigenschaften herzustellen. Somit können die Oberflächensegmente und die flexiblen Scharniere getrennt voneinander auf unterschiedliche Anforderungen abgestimmt werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
- - 1 in einer schematischen Darstellung einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Innenraumverkleidungsteils,
- - 2 in einer schematischen Schnittansicht einen Abschnitt des Innenraumverkleidungsteils aus 1 in einer ersten Stellung,
- - 3 in einer schematischen Schnittansicht den Abschnitt des Innenraumverkleidungsteils aus 2 in einer zweiten Stellung,
- - 4 in einer schematischen Darstellung die Verwendung des Innenraumverkleidungsteils aus 1 zur Bereitstellung eines Schreibtisches, und
- - 5 in einer schematischen Darstellung die Verwendung des Innenraumverkleidungsteils aus 1 zur Bereitstellung einer Fußstütze.
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In 1 ist in einer Draufsicht ein Innenraumverkleidungsteil 10 gezeigt, das eine Vielzahl von plattenförmigen Oberflächensegmente 12 aufweist, die an ihren Außenrändern 14 über Scharniere 16 miteinander verbunden sind.
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Das Innenraumverkleidungsteil 10 ist für ein Fahrzeug, insbesondere ein PKW, vorgesehen. Das bedeutet, das Innenraumverkleidungsteil 10 bildet einen Teil der Verkleidung des Fahrzeuginnenraums.
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Die Oberflächensegmente 12 sind aus zum Beispiel einem starren Kunststoff und jedes Oberflächensegment 12 hat die Form eines gleichseitigen Dreiecks.
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In einer alternativen Ausführungsform kann jedes Oberflächensegment 12 eine beliebige Form aufweisen. Insbesondere kann das Innenraumverkleidungsteil 10 Oberflächensegmente 12 mit unterschiedlichen Formen aufweisen.
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In einer alternativen Ausführungsform können die Oberflächensegmente 12 aus einem beliebigen, vorzugsweise starren, Material gebildet sein.
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In der in 1 gezeigten Ausführungsform sind die Oberflächensegmente 12 in Form eines Mosaiks angeordnet und bilden zusammen mit den Scharnieren 16 eine geschlossene dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Außenoberfläche 18 des Innenraumverkleidungsteils 10.
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Die Scharniere 16 werden durch eine flexible Lage 20 (siehe 2) gebildet, die sich parallel zur Oberfläche 22 der Oberflächensegmente 12 durch die Oberflächensegment 12 hindurch erstreckt und diese jeweils in eine obere Hälfte 24 und eine untere Hälfte 26 teilt.
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Die flexible Lage 20 kann aus einer Kunststofffolie, aus einem Textil oder aus einem beliebigen anderen flexiblen Material gebildet sein.
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Hierdurch hat das Innenraumverkleidungsteil 10 einen 3-lagigen Aufbau, wobei jeweils eine Lage durch die oberen Hälften 24, durch die unteren Hälften 26 sowie durch die flexible Lage 20 gebildet ist. Die flexible Lage 20 bildet dabei die mittlere Lage.
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In einer alternativen Ausführungsform kann das Innenraumverkleidungsteil 10 eine beliebige Anzahl an Lagen aufweisen.
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Insbesondere kann das Innenraumverkleidungsteil 10 zumindest abschnittsweise zweilagig aufgebaut sein. In diesem Fall bestehen einzelne Oberflächensegmente 12 lediglich aus der oberen Hälfte 24 oder der unteren Hälfte 26. Beispielsweise kann das Innenraumverkleidungsteil 10 in einer Weise zweilagig gestaltet sein, in der ausschließlich obere Hälften 24 auf der flexiblen Lage 20 angebracht sind.
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Alle Außenränder 14 der Oberflächensegmente 12, d.h. sowohl die der oberen Hälften 24 als auch die der unteren Hälften 26, haben eine Fase von 45°, die sich jeweils bis zum Scharnier 16 erstreckt. Hierdurch bilden die benachbarten Außenränder 14 der oberen Hälften 24 sowie die benachbarten Außenränder 14 der unteren Hälften 26 jeweils eine V-förmige Nut 28, die einen Winkel α von zum Beispiel 90° einschließt.
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Grundsätzlich können die Außenränder 14 der Oberflächensegmente 12 im Wesentlichen beliebig gestaltet sein, insbesondere mit einer beliebigen Fase.
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Durch diese Gestaltung sind benachbarte Oberflächensegmente 12 über das entsprechende zwischenliegende Scharnier 16 relativ zueinander schwenkbar, wodurch das Innenraumverkleidungsteil 10 unterschiedliche Stellungen mit unterschiedlichen Geometrien einnehmen kann.
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Die Außenränder 14 benachbarter Oberflächensegmente 12 bilden hierbei Anschläge für den jeweils gegenüberliegenden Außenrand 14, wodurch benachbarte Oberflächensegmente 12 an ihren einander gegenüberliegenden Außenrändern 14 aneinander anliegen und sich gegenseitig stützen können (siehe 3).
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Um die Stabilität des Innenraumverkleidungsteils 10 in unterschiedlichen Stellungen zu verbessern, insbesondere in Stellungen, in denen aneinanderliegende Oberflächensegment 12 keine ausreichende Tragfähigkeit bereitstellen, kann das Innenraumverkleidungsteil 10 eine Stützstruktur aufweisen bzw. auf dieser angeordnet sein.
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Vorzugsweise ist diese Stützstruktur entgegengesetzt zur Außenoberfläche 18 und damit unter dem Innenraumverkleidungsteil 10 angeordnet, sodass die Stützstruktur vom Fahrzeuginnenraum aus nicht sichtbar ist.
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Die Stützstruktur ist hierbei beweglich gelagert, sodass das Innenraumverkleidungsteil 10 zumindest zwischen zwei Stellungen verstellbar ist.
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Das Verstellen des Innenraumverkleidungsteils 10 zwischen verschiedenen Stellungen kann hierbei manuell erfolgen.
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Vorzugsweise weist die Stützstruktur ein oder mehrere Aktuatoren auf, die dazu eingerichtet sind, ein manuelles Verstellen des Innenraumverkleidungsteils 10 zu unterstützen und/oder ein automatisches Verstellen des Innenraumverkleidungsteils 10 bereitzustellen, wobei die Aktuatoren vorzugsweise über eine Steuereinheit steuerbar sind.
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Auf diese Weise ist ein adaptives Innenraumverkleidungsteil 10 für ein Fahrzeug bereitgestellt, das es ermöglicht, die entsprechenden Oberflächen im Fahrzeuginnenraum gezielt zu verändern und einzustellen, um eine bestimmte Funktion oder ein bestimmtes Erscheinungsbild bereitzustellen.
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Zur Herstellung des Innenraumverkleidungsteils 10 wird zuerst die flexible Lage 20 in eine entsprechend geformte Spritzgussform eingelegt. Anschließend werden die Oberflächensegmente 12 angespritzt.
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Zusätzlich oder alternativ können die Oberflächensegmente 12 mittels 3D-Druck an der flexiblen Lage 20 aufgedruckt werden.
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Auch ist es denkbar, dass die Oberflächensegmente 12, insbesondere stoffschlüssig, an der flexiblen Lage 20 befestigt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann das Innenraumverkleidungsteil 10 einstückig gestaltet sein.
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In diesem Fall weist das Innenraumverkleidungsteil 10 keine separate flexible Lage 20 auf und ist insbesondere aus einem einzigen Material gebildet.
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Hierbei können die Scharniere 16 durch Abschnitte des Innenraumverkleidungsteils 10 gebildet sein, die eine geringere Dicke als die Oberflächensegmente 12 aufweisen.
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Das einstückige Innenraumverkleidungsteil 10 ist vorzugsweise in einer Spritzgussformen spritzgegossen. Zusätzlich oder alternativ kann das einstückige Innenraumverkleidungsteil 10 durch 3D-Druck gebildet werden.
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Mittels der vorgeschlagenen Verfahren ist ein solches Innenraumverkleidungsteil 10 zudem kostengünstig herstellbar.
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In einer Ausführungsformen erstreckt sich die flexible Lage 20 nur abschnittsweise durch die Oberflächensegmente 12 hindurch bzw. in diese hinein. Insbesondere bildet die flexible Lage 20 in diesem Fall ein Gitter.
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Zum Beispiel können die Scharniere 16 separat zueinander gestaltet sein, d.h., nicht direkt miteinander verbunden sein, beispielsweise in Form von separaten Filmscharnieren.
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In allen Ausführungsform kann das Innenraumverkleidungsteil 10 aus mehreren Materialien gebildet sein. Insbesondere können die Oberflächensegmente 12 aus einem ersten Material und die flexiblen Scharniere 16 aus einem zweiten Material gebildet sein.
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In diesen Fällen kann das Innenraumverkleidungsteil 10 durch einen 2-Komponenten Spritzguss gebildet sein.
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Zusätzlich oder alternativ kann das Innenraumverkleidungsteil 10 mittels 3D-Druck gebildet sein, wobei das erste Material zum Bilden der Oberflächensegmente 12 und das zweite Material zum Bilden der flexiblen Scharniere 16 verwendet werden.
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Ferner kann in allen Fällen die Außenoberfläche 18 mit Materialen, wie Textil, überspannt und/oder bedruckt und/oder lackiert sein, um die Optik und/oder Haptik des Innenraumverkleidungsteils 10 entsprechend anzupassen.
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Selbstverständlich können die Lagen des Innenraumverkleidungsteils 10 unterschiedlich zueinander gestaltet sein. Insbesondere können die oberen Hälften 24 und die unteren Hälften 26 asymmetrisch zueinander gestaltet sein.
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Das Innenraumverkleidungsteil 10 kann in einem Fahrzeug zur Bereitstellung zumindest einer der folgenden Funktionen vorgesehen sein: ein flexibles Ablagefach bereitstellen, einen Schreibtisch 30 bereitstellen (siehe 4), eine Trennwand bereitstellen, ein Leselicht ausrichten, vorhandene Funktionselemente verbergen und freigeben, eine Fußstütze 32 bilden (siehe 5), die Geometrie eines Sitzes 34 anpassen (siehe 5), Einstiegshilfen/Griffe bereitstellen, eine Beladehilfe bereitstellen, Greifer oder Halteeinrichtungen/Haken bereitstellen, eine Anschnallhilfe bereitstellen, ein Oberflächenmaterial wechseln, Luftausströmöffnungen anpassen und/oder verbergen und freigeben, Informations- und/oder Bedienelemente ausrichten, ein 3D-Anzeigeelement bereitstellen und haptisches Feedback im Sitz bereitstellen.
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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere können einzelne Merkmale einer Ausführungsform unabhängig von den anderen Merkmalen der entsprechenden Ausführungsform beliebig mit anderen Merkmalen kombiniert werden
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Selbstverständlich kann das Innenraumverkleidungsteil 10 Oberflächensegmente 12 mit unterschiedlichen Außenrändern 14 und/oder unterschiedliche Oberflächensegmente 12 aufweisen.
