DE102020117815A1

DE102020117815A1 - Formteil mit einer durchleuchtbaren Oberflächenschicht und Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einer durchleuchtbaren Oberflächenschicht

Info

Publication number: DE102020117815A1
Application number: DE102020117815.8A
Authority: DE
Inventors: Mario Küfner; Roland Weißmann; Gustav Gebelein
Original assignee: Dr Schneider Kunststoffwerke GmbH
Current assignee: Dr Schneider Kunststoffwerke GmbH
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2022-01-13
Also published as: CN115916514A; WO2022008389A1; US20230294341A1; EP4271555A1

Abstract

Es werden ein Formteil mit einer durchleuchtbaren Oberflächenschicht und Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einer durchleuchtbaren Oberflächenschicht beschrieben.

Description

Es werden ein Formteil mit einer durchleuchtbaren textilen, ledernen, hölzernen oder metallischen Schicht und Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einer durchleuchtbaren textilen, ledernen, hölzernen oder metallischen Schicht beschrieben. Solche Formteile finden sich bspw. im Fahrzeuginnenraum und bilden Dekorelemente, welche zusätzlich Funktions- und Anzeigeelemente aufweisen können.
Stand der Technik
Im Innenraum von Kraftfahrzeugen, wie PKW, LKW, Bus, und auch in Zügen, Schiffen und Flugzeugen werden sichtbare Oberflächen häufig mit Dekorelementen versehen, um ein ansprechendes und angenehmes Ambiente zu schaffen. Hierzu werden bspw. speziell behandelte Kunststoffe eingesetzt, die den Eindruck von wertigen Oberflächen imitieren.
Darüber hinaus gibt es Verblendungen für Oberflächen aus Holz, Leder und Stoff. Gerade bei letztgenannten ist es jedoch häufig schwierig eine Beleuchtung zu realisieren und Bedienelemente vorzusehen, die in oder unter der sichtbaren Oberfläche integriert sind. Schwierigkeiten bestehen dabei sowohl bei einer flächigen Beleuchtung von Stoffen als auch bei beleuchtbaren Symbolen.
Insgesamt weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Formteile den Nachteil auf, dass diese viele Prozessschritte benötigen, aus einer Vielzahl von Bestandteilen bestehen oder zudem auch einen erhöhten Bauraumbedarf sowie ein hohes Gewicht aufweisen.
Aufgabe
Demgegenüber besteht die Aufgabe darin, eine Lösung zur Bereitstellung von Formteilen mit be- bzw. durchleuchtbaren textilen Oberflächen anzugeben, wobei eine schnelle, einfache und kostengünstige Herstellung erreicht und ein ebenso einfaches und kostengünstiges solches Formteil bereitgestellt wird. Weiterhin besteht die Aufgabe darin, beleuchtete Strukturen, Symbole und/oder Zeichen auf textilen Oberflächen zu ermöglichen.
Lösung
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch ein Formteil mit einer durchleuchtbaren Oberflächenschicht an einer Sichtseite gelöst, mindestens aufweisend

- eine Funktionsfolie, welche mindestens einen durchleuchtbaren Bereich aufweist,
- eine auf der Funktionsfolie auf der Sichtseite des Formteils aufgebrachte Oberflächenschicht,
- eine durchleuchtbare Schicht, die auf die Rückseite der Funktionsschicht aufgespritzt ist und als Streuscheibe für einfallendes Licht dient, wobei die Rückseite der Funktionsschicht die Seite bildet, welche der Oberflächenschicht gegenüberliegt,

Durch die Verwendung der Oberflächenschicht, die aus einem Textil (bspw. Stoff, Gewebe oder Gewirk aus natürlichen und/oder synthetischen Materialien, Leder oder Lederimitat, Holzfurnier oder -laminat oder aus einer Metallfolie (bspw. Aluminium, Kupfer, Gold, etc.) bestehen kann, und der Funktionsfolie als Lichtschott ist die Anzahl der für die Bereitstellung des Formteils benötigten Komponenten auf ein Minimum begrenzt. Zudem wird dadurch verhindert, dass in die Streuscheibe eingebrachtes Licht seitlich austritt.
Der mindestens eine durchleuchtbare Bereich der Funktionsfolie bildet die Struktur, das Zeichen und/oder Muster, welches durch die durchleuchtbare Schicht hindurch sichtbar ist.
Die Folie wird hierbei als designgebendes Element verwendet. Die Beleuchtung erfolgt von unten in das Formteil über die als Streuscheibe ausgebildete durchleuchtbare Schicht.
Der beschriebene Aufbau weist eine sehr geringe Höhe auf und ermöglichte es zudem auf einer Oberflächenschicht, Symbole, Zeichen und/oder Muster darzustellen.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch durch ein Formteil mit einer durchleuchtbaren Oberflächenschicht an einer Sichtseite gelöst, mindestens aufweisend

- eine Funktionsfolie, die eine reflektionsgebende Struktur und mindestens ein Leuchtmittel aufweist, wobei die reflektionsgebende Struktur durch seitlich eingebrachte Strahlung durch das mindestens eine Leuchtmittel eine Ausstrahlung an der Sichtseite des Formteils hervorruft,
- eine auf die Rückseite der Funktionsfolie aufgespritzte Trägerschicht aus Kunststoff, wobei die Rückseite der Funktionsfolie die Seite bildet, welche der Sichtseite des Formteils gegenüberliegt,
- eine mindestens abschnittsweise durchleuchtbare Oberflächenschicht, die sich auf der Sichtseite des Formteils befindet,
- eine durchleuchtbare Verbindungsschicht, die zwischen der Funktionsfolie und der Oberflächenschicht angeordnet ist und durch eine chemische und/oder physikalische Verbindung sowohl mit der Funktionsfolie als auch mit der Oberflächenschicht verbunden ist,

- eine seitliche Abschottung der durchleuchtbaren Verbindungsschicht durch umgebogene Bereiche der Oberlfächenschicht realisiert ist, und
- der durch die umgebogenen Bereiche realisierte Umbug von einer Kunststoffweichkomponente gehalten ist, welche an der Unterseite der Funktionsfolie auf die umgebogenen Bereiche angespritzt ist.

Bei dem hier beschriebenen Formteil erfolgt die Beleuchtung des Formteils über in die Funktionsfolie integrierte Leuchtmittel, wie beispielsweise LEDs, welche physisch durch umspritzen mit Kunststoff mit dem Bauteil verbunden werden. Zusätzlich weist die Funktionsfolie eine reflektionsgebende Struktur auf. Eine solche Struktur bewirkt durch ein Einbringen von Licht über mindestens ein seitlich angeordnetes Leuchtmittel eine Reflexion nach oben hin in Richtung der Sichtseite. Im restlichen Teil der Funktionsfolie kann sich das Licht durch die Folie hindurch ausbreiten, ohne in Richtung der Sichtseite abzustrahlen. So kann hierdurch auch eine zusätzliche Flächenbeleuchtung der Funktionsfolie erreicht werden, die in Abhängigkeit der Ansteuerung und der Ausbildung des Leuchtmittels eine flächige (Hintergrund-)Beleuchtung auch durch die Oberflächenschicht hindurch ermöglicht.
Die umgebogenen Bereiche der Oberflächenschicht schotten die Seiten, insbesondere der durchleuchtbaren Verbindungschicht, ab. Die Kunststoffweichkomponente ist als (umlaufender) Rand an der Unterseite der Funktionsfolie aufgebracht und realisiert ebenfalls eine Lichtabschottung. Durch die Verwendung einer Kunststoffweichkomponente können zudem störende Geräusche durch Vibrationen im Fahrzeug verhindert werden, weil die Kunststoffweichkomponente als Dämpfungselement dient. Im Weiteren werden durch die Kunststoffweichkomponente, welche von unten auf die umgebogenen Bereiche gespritzt ist, die umgebogenen Bereiche an der Unterseite der Trägerschicht gehalten.
Wie vorstehend ausgeführt, sind nur wenige Komponenten für das Formteil erforderlich, wobei der Aufbau eine sehr geringe Höhe aufweist und damit das Formteil für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden kann. Die Verwendung von Oberflächenschichten aus bspw. textilen, hölzernen, ledernen oder metallischen Materialien als Dekorschicht bietet auf der einen Seite einen besonderen optischen Eindruck und reduziert auf der anderen Seite das Gewicht des Formteils durch geringeren Matetialeinsatz.
Als Textilien für die textilen Schichten können beispielsweise Stoffe verwendet werden, welche gewirkte oder gewebte Stoffe umfassen. Als Textilien für die textilen Schichten können auch technische Textile verwendet werden. Fasern bzw. Filamente der Textilien können aus natürlichen oder künstlichen Fasern bzw. Filamenten gefertigt sein. Bspw. sind hier Baumwolle und synthetisch hergestellte Fasern zu nennen. Zudem können beleuchtbare Fäden oder Filamente, bspw. aus Glas- oder Kunststofffasern eingewoben oder als (Zier-)Nähte Verwendung finden.
Die genannten Formteile eignen sich insbesondere zur Herstellung in einem Spritzgussprozess, wodurch Formteile in hoher Stückzahl und kostengünstig herstellbar sind, welche reproduzierbare Ergebnisse im Hinblick auf die Position und Ausgestaltung der Strukturen, Muster und Symbole sowie der Haptik und der Optik der Oberfläche gewährleisten.
Mehrere separate Herstellungsschritte sind daher für die Formteile nicht erforderlich.
Die Funktionsfolie kann mindestens ein Funktionselement zur Bedienung und/oder Steuerung mindestens einer Komponente aufweisen, die über eine Signalverbindung mit der Funktionsfolie und dem mindestens einen Funktionselement verbindbar ist. Eine Funktionsfolie kann beispielsweise neben beleuchtbaren Strukturen, Zeichen und/oder Symbolen Bedienelemente in Form von kapazitiv oder induktiv oder resistiv wirksamen Bedienelementen aufweisen. Über eine Schnittstelle ist die Funktionsfolie dann mit den steuerbaren Komponenten und/oder einer Steuereinheit verbunden, sodass eine Berührung der oder ein Druck auf die Oberfläche im Bereich des Bedienfelds eine entsprechende Reaktion hervorruft. Die Bedienfelder können über die beleuchtbaren Bereiche dargestellt werden. Zudem können Anzeigen durch eine Oberflächenschicht hindurch für die Bedienung der steuerbaren Komponenten und über Zustände, z.B. der steuerbaren Komponenten und/oder von (Umwelt)Parametern, dargestellt werden.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einer durchleuchtbaren Oberflächenschicht an einer Sichtseite gelöst, aufweisend folgende Verfahrensschritte:

- Bereitstellen einer Funktionsfolie und einer mindestens teilweise durchleuchtbaren Oberflächenschicht,
- Verbinden der Oberflächenschicht mit der Funktionsfolie,
- Hinterspritzen der Funktionsfolie mit einem durchleuchtbaren Kunststoff in einem Spritzgussprozess, wobei der durchleuchtbare Kunststoff auf die Funktionsfolie aufgebracht wird und an mindestens einer Seite eine zumindest bereichsweise geringere Erstreckung als die Funktionsfolie aufweist, und
- Umbiegen des überstehenden Teils aus Funktionsfolie und Oberflächenschicht.

Die Verfahrensschritte können in einem Spritzgussprozess durchgeführt werden, wobei hierzu die Funktionsfolie in eine Kavität einer Formhälfte eines Spritzgusswerkzeugs eingelegt wird.
Dabei kann das Verbinden der Oberflächenschicht mit der Funktionsfolie vor oder nach dem Hinterspritzen der Funktionsfolie erfolgen. Das Textil kann die Fläche der Funktionsfolie auf der Sichtseite vollständig bedecken, so dass das Lichtschott nicht nur durch die Funktionsfolie, sondern auch durch die vorher oder nachher aufkaschierte Oberflächenschicht gebildet wird.
Für sämtliche hierin beschriebenen Ausführungen und Verfahren sowie Formteile gilt, dass Oberflächenschichten, die sich vollständig über den umgebogenen Bereich erstrecken, an den Seiten das gleiche Erscheinungsbild und die gleiche Haptik aufweisen wie an der Sichtseite des Formteils, sodass im verbauten Zustand der Formteile keine anderen Schichten oder Bestandteile sichtbar und/oder erfühlbar sind.
Nach dem Einlegen der Funktionsfolie bzw. einem Verbund aus Funktionsfolie und Oberflächenschicht wird die Funktionsfolie mit einem durchleuchtbaren Kunststoff hinterspritzt. Der Kunststoff dient als Streuscheibe für von unten in das Formteil eingebrachtes Licht, sodass entweder eine flächige Beleuchtung erreicht wird oder Strukturen, Muster und/oder Zeichen abgebildet werden, wobei hierzu der Kunststoff nur im Bereich der Zeichen, Symbole und/oder Strukturen durchleuchtbar ist. Aus dem Stand der Technik sind hierzu Verfahren bekannt, eine Maskierung bereitzustellen. In weiteren Ausführungsformen kann auch die Folie entsprechend so ausgebildet sein, dass diese Ausschnitte im Bereich der Strukturen, Zeichen und/oder Symbole aufweist. Die Folie selbst muss dabei nicht transparent sein, sodass auch bei Verwendung eines transparenten Kunststoffs nur die entsprechenden Bereiche durchleuchtbar sind.
Nach dem Hinterspritzen der Funktionsfolie kann über Auswerfer oder Schiebener oder ein Handlinggerät an der Spritzgießmaschine ein Umbiegen der Funktionsfolie und/oder der Oberflächenschicht erfolgen. In alternativen Ausführungen weist das Spritzgusswerkzeug eine weitere Kavität zum Umbiegen der entsprechenden Bereiche auf. So kann bspw. das hinterspritzte Bauteil angesaugt und/oder verlagert werden, wobei sich die Bereiche an der Wand des Werkzeugs bewegen und hierüber umgebogen werden.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einer durchleuchtbaren Oberflächenschicht an einer Sichtseite in einem Mehrkomponentenspritzgussverfahren gelöst, aufweisend folgende Verfahrensschritte:

- Einlegen einer Funktionsfolie in eine Kavität einer Formhälfte eines Spritzgusswerkszeugs, wobei die Funktionsfolie eine reflektionsgebende Struktur und mindestens ein Leuchtmittel aufweist,
- Hinterspritzen der Funktionsfolie im Spritzgusswerkzeug mit einem ersten Kunststoff zur Ausbildung einer Trägerschicht für die Funktionsfolie,
- Umsetzen des aus der Funktionsfolie und der Trägerschicht gebildeten ersten Zwischenprodukts in eine zweite Kavität des Spritzgusswerkzeugs,
- Einbringen einer mindestens abschnittsweise durchleuchtbaren Oberflächenschicht in die zweite Kavität, wobei das Textil eine größere flächige Erstreckung als das erste Zwischenprodukt aufweist,
- Einspritzen eines zweiten Kunststoffs zwischen das erste Zwischenprodukt und die Oberflächenschicht, wobei der zweite Kunststoff sich mit der Oberflächenschicht und der Funktionsfolie verbindet,
- Umbiegen von überstehenden Bereichen der Oberlfächenschicht,
- Umsetzen des zweiten Zwischenprodukts aus Funktionsfolie, Trägerschicht, Oberflächenschicht und zweitem Kunststoff in eine weitere Kavität,
- Umspritzen der umgebogenen Bereiche der Oberflächenschicht mit einem dritten Kunststoff an der Rückseite der Funktionsfolie, wobei die Rückseite der Sichtseite des Formteils gegenüberliegt.

Auch mit diesem Verfahren erfolgt die Herstellung des Formteils in einem Spritzgussprozess, wobei keine weiteren Bearbeitungen erforderlich sind. Hieraus ergeben sich sowohl große finanzielle als auch zeitliche Einsparungen. Vorteilhafterweise wird ein Formteil mit einer sehr geringen Höhe bei einem sehr geringen Gewicht bereitgestellt.
Die Funktionsfolie kann durch Verprägung, durch Bedruckung o.ä. die reflektionsgebende Struktur abbilden.
Die Verbindung zwischen der Funktionsfolie und der Oberflächenschicht erfolgt über den zweiten Kunststoff, der neben einer chemischen Verbindung und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit der Funktionsfolie und der Oberflächenschicht eine Strahlung hindurch gewährleisten muss.
Die Oberflächenschicht und die Funktionsfolie können in die Kavitäten eingelegt, eingespannt oder durch Vakuum angesaugt werden.
Für den zweiten Kunststoff kann ein transparenter oder ein transluzenter Kunststoff verwendet werden. In Abhängigkeit des verwendeten Kunststoffs lässt sich somit die Sichtbarkeit der entsprechenden Zeichen, Symbole oder Strukturen, die durch die reflektionsgebenden Strukturen erzeugt werden, einstellen.
Die Fixierung des Umbugs durch den dritten Kunststoff kann aus einer Weichkomponente gebildet werden. Die Vorteile im Hinblick auf die Verwendung einer Weichkomponente für den dritten Kunststoff sind vorstehend bereits ausgeführt.
Das Umbiegen der überstehenden Bereiche der Oberflächenschicht kann analog zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren in einer dritten Kavität oder über Schieber im Spritzgusswerkzeug oder ein Handlinggerät an der Spritzgussmaschine erfolgen. Somit lässt sich die gesamte Fertigung des Formteils in einem Spritzgusswerkzeug realisieren.
Es können auch Designelemente in einer Oberflächenschicht abgebildet werden, so dass auf die Einbringung von Strukturen hierzu in die Funktionsfolie verzichtet werden kann. Im Weiteren ist es als Alternative oder zusätzliche Ausführung auch möglich, die Oberflächenschicht zu perforieren, wobei durch die Perforierung Öffnungen in der Oberflächenschicht gebildet werden, welche Licht (stärker) durchlassen. In Abhängigkeit der Oberflächenschicht, vorzugsweise bei Holz und Metall, kann damit auch eine Beleuchtung bis auf die perforierten Bereiche unterdrückt werden.
Die hierin beschriebenen Lösungen ermöglichen eine präzise Darstellung von durchleuchteten Elementen auf kaschierten Blenden/Dekorblenden bzw. Formteilen. Es wird zudem die Herstellung einer durchleuchteten Oberflächenschicht in einem „One-Shot“-Prozess ohne Nachfolgeprozesse erreicht.
Besonderheiten stellen insbesondere die Weich/Hartkaschierung im Werkzeug dar. Es lassen sich mit den vorgestellten Verfahren auch eine Elektronik- und Lichtintegration erreichen. Hierzu kann die Funktionsfolie entsprechende Elektronik- und/oder Leuchtelemente aufweisen bzw. zur Ausbildung der Strukturen entsprechend ausgebildet sein oder in einer textilen Oberflächenschicht lichtleitende Fasern eingewoben sein.
Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen.
Figurenliste
In den Zeichnungen zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Formteils in einer ersten Ausführungsform;
2 verschiedene Stadien des Formteils gemäß 1 bei der Herstellung;
3 eine schematische Darstellung eines Formteils in einer zweiten Ausführungsform; und
4 verschiedene Stadien des Formteils gemäß 3 bei der Herstellung.

In den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehene Elemente entsprechen im Wesentlichen einander, sofern nichts anderes angegeben ist. Darüber hinaus wird darauf verzichtet, Bestandteile zu zeigen und zu beschreiben, welche nicht wesentlich zum Verständnis der hierin offenbarten technischen Lehre sind. Im Weiteren werden nicht für alle bereits eingeführten und dargestellten Elemente die Bezugszeichen wiederholt, sofern die Elemente selbst und deren Funktion bereits beschrieben wurden oder für einen Fachmann bekannt sind.
Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die in den 1-4 gezeigten Ausführungen von Formteilen 100 und 200 sind als Dekorelemente für den Innenraum von Kraftfahrzeugen ausgebildet und weisen jeweils eine IML-Funktionsfolie 110 bzw. 210 auf, welche sowohl zur Darstellung von Zeichen oder Symbolen bzw. Strukturen durch eine Stoffschicht 130 bzw. 230 vorgesehen sind als auch Bedienbefehle zur Steuerung von nicht dargestellten Einrichtungen im Fahrzeug empfangen können.
Nach Maßgabe der Ausbildung der Funktionsfolie 110 bzw. 210 und der Stoffschichten 130 bzw. 230 kann eine vollflächige Beleuchtung und/oder nur eine Beleuchtung in bestimmten Bereichen zur Darstellung von Mustern, Strukturen und/oder Zeichen oder Symbolen erreicht werden.
Die Ausführungsbeispiele beziehen sich auf die Verwendung von Stoffschichten 130 bzw. 230 als Oberflächenschichten, ohne dabei jedoch einschränkend wirken. Oberflächenschicht sind auch andere, bereits genannte Materialien verwendbar.
Erste Ausführungsform
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Formteils 100 in einer ersten Ausführungsform.
Das Formteil 100 weist an der Sichtseite 102 eine Stoffschicht 130 auf, die über eine Lichtleiterschicht 140 aus einem transparenten oder transluzenten Kunststoff mit einer Funktionsfolie 110 verbunden ist.
Die Funktionsfolie 110 ist an ihrer Rückseite mit einer Trägerschicht 120 aus Kunststoff verbunden. Die Schicht 120 wird nicht durchleuchtet und kann daher seinem nicht durchleuchtbaren Kunststoff bestehen. Ist die Schicht 120 aus einem hellen (weißen) Kunststoff gefertigt, kann dies die Lichtausbeute in Richtung der Sichtseite 102 durch Reflexion erhöhen. Ein dunkler Kunststoff für die Schicht 120 führt dagegen zu einer besseren Lichtabschottung nach unten. Die Funktionsfolie 110 weist Leuchtmittel in Form von LEDs auf, wobei die Ansteuerung und die Signal- sowie Stromversorgung über eine elektrische Verbindung durch die Trägerschicht 120 hindurch oder an deren Seite erfolgt. Hierzu kann die Trägerschicht 120 eine entsprechende Öffnung zur Aufnahme von Verbindungsleitungen aufweisen. In alternativen Ausführungen erfolgt die elektrische Verbindung an einem Seitenbereich der Trägerschicht 120 hin zur Kontaktierung der entsprechenden Schnittstellen der Funktionsfolie 110.
Die Funktionsfolie 110 weist Bereiche auf, die geprägt bzw. so gegenüber dem restlichen Bereich der Funktionsfolie 110 verformt sind, sodass eine definierte Lichtbrechung bzw. Ablenkung in Richtung der Sichtseite 102 bei einer seitlichen Lichteinbringung erfolgt. Die seitliche Lichteinbringung wird über LEDs erreicht, die in der Funktionsfolie 110 integriert sind. Die durch die verformten Bereiche erzeugten reflexionsgebenden Strukturen bilden Zeichen, Symbole oder Muster aus. Eine Beleuchtung dieser durch die LEDs erzeugt auf der Sichtseite 102 eine entsprechende Abbildung durch die Stoffschicht 130 hindurch. Hierzu ist die Stoffschicht 130 durchleuchtbar.
Die Trägerschicht 120 weist eine geringere flächige Erstreckung als die Funktionsfolie 110 und die Lichtleiterschicht 140 auf. Die Stoffschicht 130 weist gegenüber der Funktionsfolie 110 und der Lichtleiterschicht 140 eine noch größere flächenmäßige Erstreckung auf und ist an den Seiten umgebogen, wobei die umgebogenen Abschnitte an der Unterseite der Funktionsfolie 110 über einen umlaufenden Rand aus einer Kunststoff-Weichkomponente 150 gehalten sind. Die Weichkomponente 150 besteht vorzugsweise aus einem schwarzen Kunststoff, sodass eine Lichtabschottung erreicht wird. Zudem wirkt die Weichkomponente 150 als Dämpfer, sodass kein Klappern oder andere störende Geräusche im verbauten Zustand, beispielsweise durch Vibrationen im Betrieb des Fahrzeugs, auftreten können. Schließlich dient die Weichkomponente 150 dazu, die umgebogenen Bereiche der Stoffschicht 130 an der Unterseite der Funktionsschicht 110 zu halten. Die Weichkomponente 150 kann zumindest bereichsweise mit der Trägerschicht 120 stoff- und/oder formschlüssig verbunden sein. Als Alternative zu einer Weichkomponente kann auch eine „Hartkomponente“, bspw. ABS-Kunststoff verwendet werden.
2 zeigt verschiedene Stadien des Formteils 100 gemäß 1 bei der Herstellung. Das Formteil 100 wird in einem Spritzgussprozess unter Verwendung eines Spritzgusswerkzeugs gefertigt.
In einem ersten Schritt wird die Funktionsfolie 110 bereitgestellt und in eine erste Kavität eines Spritzgusswerkzeugs eingelegt. Zusätzlich kann die Funktionsfolie 110 darin angesaugt werden, um eine definierte Position oder 2½- bis 3-dimensionale Verformung einzunehmen, welche bei der Herstellung beibehalten wird (2a).
In einem nächsten Schritt (2b) wird die Rückseite der Funktionsfolie 110, welche der Sichtseite 102 des Formteils 100 gegenüberliegt mit einem Kunststoff zur Ausbildung der Trägerschicht 120 hinterspritzt, welche Aufnahmen oder Verbindungsmerkmale (Clips, Rasthaken, Schraub-, Schweißdome,...) zur späteren Montage des Formteils enthalten kann, die im gleichen Prozessschritt mit an die Trägerschicht angeformt werden.
Anschließend erfolgt das Einbringen der Stoffschicht 130 in eine zweite Kavität des Spritzgusswerkzeugs und das Einspritzen von transparentem oder transluzentem Kunststoff zwischen die Funktionsfolie 110 und die Stoffschicht 130, wobei die Lichtleiterschicht 140 ausgebildet wird. Die Lichtleiterschicht 140 geht eine chemische Verbindung und/oder eine formschlüssige Verbindung mit der Funktionsfolie 110 und der Stoffschicht 130 ein.
Danach erfolgt, wie in den Schritten c) und d) gezeigt, ein Umbiegen der Stoffschicht 130, bis die umgebogenen Bereiche auf der Rückseite der Funktionsschicht 110 in Anlage kommen.
Das Umbiegen der Bereiche der Stoffschicht 130 erfolgt in einer dritten Kavität des Spritzgusswerkzeugs. Alternativ kann dies über Auswerfer oder Schieber im Werkzeug oder mittels eines Handlinggeräts an der Spritzgussmaschine erfolgen.
Nachfolgend wird ein dritter Kunststoff 150 auf die Unterseite angespritzt, welche einen umlaufenden Rand ausbildet, der die umgebogenen Bereiche gegen die Unterseite der Funktionsfolie 110 hält. Der dritte Kunststoff 150 kann zumindest bereichsweise mit der Trägerschicht stoff- und/oder formschlüssige verbunden sein. Als Weichkomponente, bspw. einem TPE, ausgeführt, dient der dritte Kunststoff 150 zudem der Reduzierung von störenden Geräuschen, wie Klappern oder Knarzen.
Danach kann das gefertigte Formteil 100 aus dem Werkzeug entnommen werden und ist für den Einbau in ein Fahrzeug bereit.
Zweite Ausführungsform
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Formteils 200 in einer zweiten Ausführungsform.
Das Formteil 200 unterscheidet sich von dem Formteil 100 darin, dass eine Streuschicht 240 aus einem transparenten oder transluzenten Kunststoff auf die Rückseite einer Funktionsfolie 210 angespritzt ist, welche wie eine Stoffschicht 230 um die Streuschicht 240 umgebogen ist.
Auf der Unterseite des Formteils 200 ist ein Lichtleiter 260 angeordnet, der sowohl mit der Streuschicht 240 verbunden sein kann oder hierzu beabstandet angeordnet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispielen wird, auch wenn anders dargestellt, der Lichtleiter 260 auf die Unterseite der Streuschicht 240 aufgespritzt. In den Lichtleiter 260 kann über eine LED oder ein anderes Leuchtmittel Licht eingebracht werden, welches die Streuschicht 240 somit vollflächige illuminiert und zu einer Beleuchtung der Bereiche 212 führt. Die Bereiche 212 der Funktionsfolie 210 sind lichtdurchlässig und bewirken damit eine Beleuchtung der Stoffschicht 130 in den Bereichen 212.
Die durchlässigen Bereiche 212 bilden später das gewünschte, durchleuchtende Design durch den Stoff der Stoffschicht 230 ab. Die Deckschicht bzw. Stoffschicht 230 ist wie die Stoffschicht 130 ein Stoff/ technisches Textil. Mittels eines separaten Lichtleiters 260 kann das Formteil 200 beleuchtet werden.
4 zeigt verschiedene Stadien des Formteils 200 gemäß 3 bei der Herstellung.
In dem Ausführungsbeispiel erfolgt in einem ersten Schritt eine Verbindung der Stoffschicht 230 mit der Funktionsfolie 210 (4a). Das sogenannte Aufkaschieren kann verschiedenartig erfolgen. Wichtig ist, dass die Stoffschicht 230 mit der Funktionsfolie 210 eine Verbindung eingeht.
Anschließend erfolgt ein Hinterspritzen der Funktionsfolie 210 mit einem transluzenten oder transparenten Kunststoff zur Ausbildung der Streuschicht 240 (4b).
In einem nächsten Schritt erfolgt innerhalb des Werkzeugs ein Umbiegen der Folie 210 und der aufkaschierten Stoffschicht 230, wobei eine Lichtabschottung für die Streuschicht 240 erzielt wird.
Ein optionaler, nicht dargestellter weiterer Prozessschritt ist an den Prozessschritt aus 2e angelehnt, wobei nach dem Umbiegen der Folie 210 und der aufkaschierten Stoffschicht 230 eine Weichkomponente auf die Unterseite angespritzt wird, welche einen umlaufenden Rand ausbildet, der die umgebogenen Bereiche fixiert und ebenfalls dämpfende und/oder lichtabschottende Eigenschaften aufweist.
Schließlich wird danach in einem abschließenden Schritt der Lichtleiter 260 von unten auf die Streuschicht 240 aufgebracht (4d).
Bezugszeichenliste

100: Formteil
102: Sichtseite
110: Funktionsfolie
120: Trägerschicht, erster Kunststoff
130: Oberflächenschicht, Stoffschicht
140: Lichtleiterschicht, zweiter Kunststoff
150: Weichkomponente, dritter Kunststoff
200: Formteil
202: Sichtseite
210: Funktionsfolie
212: Bereich
230: Oberflächenschicht, Stoffschicht
240: Streuschicht
260: Lichtleiter

Claims

Formteil (200) mit einer durchleuchtbaren Oberflächenschicht an einer Sichtseite (202), mindestens aufweisend - eine Funktionsfolie (210), welche mindestens einen durchleuchtbaren Bereich (212) aufweist, - eine auf der Funktionsfolie (210) auf der Sichtseite (202) des Formteils (200) aufgebrachte Oberflächenschicht (230), - eine durchleuchtbare Schicht (240), die auf die Rückseite der Funktionsschicht (210) aufgespritzt ist und als Streuscheibe für einfallendes Licht dient, wobei die Rückseite der Funktionsschicht (210) die Seite bildet, welche der Oberflächenschicht (230) gegenüberliegt, und wobei eine seitliche Abschottung der durchleuchtbaren Schicht durch umgebogene Bereiche der Funktionsfolie (210) und der Oberflächenschicht (230) realisiert ist.
Formteil (100) mit einer durchleuchtbaren Oberflächenschicht (130) an einer Sichtseite (102), mindestens aufweisend - eine Funktionsfolie (110), die eine reflektionsgebende Struktur und mindestens ein Leuchtmittel aufweist, wobei die reflektionsgebende Struktur durch seitlich eingebrachte Strahlung durch das mindestens eine Leuchtmittel eine Ausstrahlung an der Sichtseite (102) des Formteils (100) hervorruft, - eine auf die Rückseite der Funktionsfolie (110) aufgespritzte Trägerschicht (120) aus Kunststoff, wobei die Rückseite der Funktionsfolie (110) die Seite bildet, welche der Sichtseite (102) des Formteils (100) gegenüberliegt, - eine mindestens abschnittsweise durchleuchtbare Oberflächenschicht (130), die sich auf der Sichtseite (102) des Formteils (100) befindet, - eine durchleuchtbare Verbindungsschicht (140), die zwischen der Funktionsfolie (110) und der Oberflächenschicht (130) angeordnet ist und durch eine chemische Verbindung und/oder eine formschlüssige Verbindung sowohl mit der Funktionsfolie (110) als auch mit der Oberflächenschicht (130) verbunden ist, und wobei - eine seitliche Abschottung der durchleuchtbaren Verbindungsschicht (140) durch umgebogene Bereiche der Oberflächenschicht (130) realisiert ist, und - der durch die umgebogenen Bereiche realisierte Umbug von einem dritten Kunststoff (150) gehalten ist, welcher an der Unterseite der Funktionsfolie (110) an die umgebogenen Bereiche angespritzt ist.
Formteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Funktionsfolie (110; 210) mindestens ein Funktionselement zur Bedienung und/oder Steuerung mindestens einer Komponente aufweist, die über eine Signalverbindung mit der Funktionsfolie (110; 210) und dem mindestens einen Funktionselement verbindbar ist.
Verfahren zum Herstellen eines Formteils (200) mit einer durchleuchtbaren Oberflächenschicht (230) an einer Sichtseite (202), aufweisend folgende Verfahrensschritte: - Bereitstellen einer Funktionsfolie (210) und einer mindestens teilweise durchleuchtbaren Oberflächenschicht (230), - Verbinden der Oberflächenschicht (230) mit der Funktionsfolie (210), - Hinterspritzen der Funktionsfolie (210) mit einem durchleuchtbaren Kunststoff (240) in einem Spritzgussprozess, wobei der durchleuchtbare Kunststoff (240) auf die Funktionsfolie (210) aufgebracht wird und an mindestens einer Seite eine zumindest bereichsweise geringere Erstreckung als die Funktionsfolie (210) aufweist, und - Umbiegen des überstehenden Teils der Funktionsfolie (210) .
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verbinden der Oberflächenschicht (230) mit der Funktionsfolie (210) vor oder nach dem Hinterspritzen der Funktionsfolie (210) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Oberflächenschicht (230) die Fläche der Funktionsfolie (210) auf der Sichtseite (202) vollständig bedeckt.
Verfahren zum Herstellen eines Formteils (100) mit einer durchleuchtbaren Oberflächenschicht (130) an einer Sichtseite (102) in einem Mehrkomponentenspritzgussverfahren, aufweisend folgende Verfahrensschritte: - Einlegen einer Funktionsfolie (110) in eine Kavität einer Formhälfte eines Spritzgusswerkszeugs, wobei die Funktionsfolie (110) eine reflektionsgebende Struktur und mindestens ein Leuchtmittel aufweist, - Hinterspritzen der Funktionsfolie (110) im Spritzgusswerkzeug mit einem ersten Kunststoff zur Ausbildung einer Trägerschicht (120) für die Funktionsfolie (110), - Umsetzen des aus der Funktionsfolie (110) und der Trägerschicht (120) gebildeten ersten Zwischenprodukts in eine zweite Kavität des Spritzgusswerkzeugs, - Einbringen einer mindestens abschnittsweise durchleuchtbaren Oberflächenschicht (130) in die zweite Kavität, wobei die Oberflächenschicht (130) eine größere flächige Erstreckung als das erste Zwischenprodukt aus Funktionsfolie (110) und Trägerschicht (120) aufweist, - Einspritzen eines zweiten Kunststoffs (140) zwischen das erste Zwischenprodukt und die Oberflächenschicht (130), wobei der zweite Kunststoff (140) sich mit dem Textil (130) und der Funktionsfolie (110) verbindet, - Umbiegen von überstehenden Bereichen der Oberflächenschicht (130), - Umsetzen des zweiten Zwischenprodukts aus Funktionsfolie (110), Trägerschicht (120), Oberflächenschicht (130) und zweitem Kunststoff (140) in eine weitere Kavität, - Überspritzen der umgebogenen Bereiche der Oberflächenschicht (130) mit einem dritten Kunststoff (150) an der Rückseite der Funktionsfolie (120), wobei die Rückseite der Sichtseite (102) des Formteils (100) gegenüberliegt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei für den zweiten Kunststoff (140) ein transparenter oder transluzenter Kunststoff verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Umbug durch den dritten Kunststoff aus einer Weichkomponente fixiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Umbiegen der überstehenden Bereiche der Oberflächenschicht (130) in einer dritten Kavität oder über Schieber im Spritzgusswerkzeug erfolgt.