DE202007019046U1

DE202007019046U1 - Auskleidungsteil für Motorfahrzeuge mit beschichtetem Rohling

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Publication number: DE202007019046U1
Application number: DE202007019046U
Authority: DE
Original assignee: Novem Car Interior Design GmbH
Current assignee: Novem Car Interior Design GmbH
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2010-06-24
Anticipated expiration: 2017-05-23
Also published as: DE102007024052A1

Abstract

Auskleidungsteil (8, 15, 38) für Motorfahrzeuge, welches einen mit einem Spritzgießmaterial (1, 11) beschichteten unter Eigengewicht formstabilen Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Textilmatte (2, 12, 21, 35) an dem Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) befestigt ist und als Haftvermittler zwischen dem Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) und dem Spritzgießmaterial (1, 11) wirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Auskleidungsteil für Motorfahrzeuge. Auskleidungsteile für Motorfahrzeuge sind weit verbreitet. Sie finden bei der Inneneinrichtung von Motorfahrzeugen Anwendung. Ein typisches Auskleidungsteil ist etwa ein eine Holzmaserung aufweisendes Dekorationselement für ein Armaturenfeld in einem Auto. Unter dem Begriff ”Motorfahrzeug” werden hier allerdings alle motorisierten Land-, Wasser- oder Luftfahrzeuge mit einem Innenraum zur Beförderung von Personen verstanden.
Oft weisen solche Auskleidungsteile einen starren, zumindest aber unter Eigengewicht formstabilen Rohling auf. Ein solcher kann mehrere Lagen aufweisen, welche üblicherweise in einem Presswerkzeug unter Druck- und unter Wärmezufuhr mit einem Klebstoff verbunden werden. Die verschiedenen Lagen des Rohlings verleihen diesem die gewünschten mechanischen Eigenschaften und beeinflussen meist auch den optischen Eindruck des fertigen Auskleidungsteils. Zur Beeinflussung der Optik werden etwa Holzfurniere, Metalllagen oder Carbonlagen eingesetzt – durchgehend oder beispielsweise auch durchlöchert.
Der fertige Rohling kann etwa mit Hilfe eines Spritzgießwerkzeuges mit einer Oberflächenschicht versehen werden. Wird die beim fertig eingebauten Auskleidungsteil der Sichtseite zugewandte Seite des Rohlings mit einem Spritzgießwerkzeug beschichtet, so spricht man von einem Überspritzen; bei der anderen – der Sichtseite abgewandten – Seite spricht man entsprechend von einem Hinterspritzen. Auskleidungsteile können etwa in diesem Sinn von hinten beschichtet sein, um ihnen eine größere Stabilität zu verleihen oder Montageelemente auszubilden; sie können von vorne beschichtet sein, um eine bestimmte Oberflächenbeschaffenheit der im eingebauten Zustand sichtbaren Seite des Auskleidungsteils herzustellen.
Der Zweck des Beschichtens kann sein, dass die Auskleidungsteile mechanisch stabilisiert werden, um besonders starre Auskleidungsteile zu erzeugen, oder vor Feuchtigkeit, Sauerstoff und anderen Umwelteinflüssen geschützt werden, um Dekorflächen einsetzen und dauerhaft erhalten zu können.
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein hinsichtlich seiner Herstellung verbessertes Auskleidungsteil für Motorfahrzeuge anzugeben. Die Erfindung bezieht sich auf ein Auskleidungsteil für Motorfahrzeuge, welches einen mit einem Spritzgießmaterial beschichteten unter Eigengewicht formstabilen Rohling aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Textilmatte an dem Rohling befestigt ist und als Haftvermittler zwischen dem Rohling und dem Spritzgießmaterial wirkt, sowie auf eine entsprechende Verwendung einer flexiblen Textilmatte, eines Rohlings bzw. eines Spritzgießwerkzeugs.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden im Folgenden näher erläutert.
Der Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, dass die Haftung des Spritzgießmaterials auf dem Rohling ohne weitere Maßnahmen unzureichend sein kann. Um die Haftung des Spritzgießmaterials auf dem Rohling zu verbessern, hat es sich nicht bewährt, lediglich einen Klebstoff zwischen das Spritzgießmaterial und den Rohling einzubringen. Bei dieser Maßnahme kann etwa das Problem auftreten, dass der sich beim Spritzgießen verflüssigende Klebstoff aufgrund der erhöhten Temperatur unkontrolliert zerfließt.
Die Erfindung basiert auf der Idee, zur Haftvermittlung zwischen dem Rohling und der spritzgegossenen Beschichtung eine Textilmatte als Zwischenschicht einzubringen, an der das Spritzgießmaterial besser haftet als an dem Rohling selbst.
Bei der Textilmatte kann es sich sowohl um ein geordnetes Textil, etwa ein Gewebe als auch um ein Vlies bzw. auch um entsprechende Mischformen handeln. Die Textilmatte kann Naturfasern oder Kunstfasern aufweisen. Als Naturfasern kommen beispielsweise Holzfasern, Hanf, Sisal, Kenaf, Flachs oder auch Jute infrage. Bei den Kunstfasern kommen etwa Glasfasern und Keramikfasern aber auch Kunststofffasern infrage. Natürlich kann die Textilmatte auch Mischungen verschiedener Fasern aufweisen. Weiter kann eine erfindungsgemäße Textilmatte etwa auch Holzspäne eingebracht in einem Mischfaservlies aufweisen.
Eine erfindungsgemäße Textilmatte kann durch ihre Struktur, insbesondere über ihre große Oberfläche, als Haftvermittler wirken. Weiter kann ihre Struktur ggf. auch ein Zerfließen eines zusätzlichen Bindemittels in der Textilmatte bei erhöhter Temperatur behindern oder auch ein unkontrolliertes Zerfließen eines eventuell zwischen Textilmatte und Rohling eingebrachten Klebstoffs. Das Gleiche gilt für einen auf die zu beschichtende Seite der Textilmatte aufgebrachten zusätzlichen Klebstoff, falls vorhanden.
Vorzugsweise dient die Textilmatte als Träger bzw. Matrix für ein Bindemittel. Die Textilmatte kann dabei als Bindemittel etwa ein Harz wie beispielsweise Acrylharz, Phenolharz, Epoxydharz oder auch Polyurethanharz aufweisen. Als Bindemittel können allerdings auch thermoplastische Fasern, etwa aus PP, PE oder PET, in die Textilmatte eingebracht sein, welche durch die erhöhte Temperatur beim Spritzgießen eine bindende Wirkung entfalten können.
Das Bindemittel dient vor allem der Haftung des Spritzgießmaterials an der Textilmatte, kann allerdings auch eine Haftung der Textilmatte an dem Rohling bewirken oder verbessern. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren auch ohne eine weitere an dem Spritzgießmaterial anliegende Klebstoffschicht, etwa einen Trockenklebefilm oder einen Sprühkleber, ausgeführt werden. In dieser optionalen Ausgestaltung kann das Verfahren in diesem Sinn als ”klebstofffrei” bezeichnet werden.
Durch die erhöhte Temperatur beim Spritzgießen kann ggf. das Bindemittel in der Textilmatte angelöst und so die Haftung zwischen der Beschichtung und der Textilmatte weiter verbessert werden. Vorzugsweise ist während des Spritzgießens die Schmelztemperatur des Bindemittels kleiner als die Temperatur in dem Spritzgießwerkzeug. Noch bevorzugter ist es, wenn die Schmelztemperatur des Bindemittels sogar kleiner ist als die des Spritzgießmaterials.
Die Wahl eines solchen Bindemittels kann zu einer besonders innigen Verbindung zwischen dem Spritzgießmaterial und der Textilmatte führen. So kann das Spritzgießmaterial beispielsweise in die Textilmatte eindringen und sich dort mit angelösten Tropfen bzw. Fasern des Bindemittels verbinden.
Vor allem das Anlösen bzw. Schmelzen von thermoplastischen Fasern in der Textilmatte kann mit freiwerdendem Volumen in der Textilmatte verbunden sein, etwa weil das thermoplatische Material in weitere Hohlräume in der Textilmatte sickern kann, sodass das Spritzgießmaterial zusätzliches Volumen ausfüllen kann. Das Spritzgießmaterial kann so effektiver in die Textilmatte hineingreifen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform (siehe unten) weist die Textilmatte eine aus einem Vlies bestehende, der Anspritzung zugewandte Schicht auf. Wird das Vlies während des Spritzgießens nicht aufgelöst bzw. lediglich angelöst, so kann das Spritzgießmaterial durch Zwischenräume in dem Vlies durch dieses hindurchwandern und weiter in die Textilmatte hineingreifen, also das Vlies hinterschneiden. Wird das Material des Vlieses während des Spritzgießens angelöst, etwa weil das Vlies aus einem thermoplastischen Material besteht, so kann sich das Spritzgießmaterial auch mit dem Material des Vlieses verbinden. In diesem Fall stellt auch das Vlies ein Bindemittel dar.
Wird das Bindemittel angelöst, und kommt es mit dem Spritzgießmaterial in Kontakt, sodass sich das Spritzgießmaterial und das Bindemittel miteinander verbinden, spricht man allgemein auch von Spritzschweißen. Eine entsprechende Verbindung hält das Spritzgießmaterial besonders gut an der Textilmatte. Natürlich wird hier unter ”Schweißen” auch das entsprechende Verbinden unterschiedlicher Materialien verstanden.
Üblicherweise sind die Rohlinge für Auskleidungsteile geformt, etwa gebogen. Daher ist es erforderlich, dass eine erfindungsgemäße Textilmatte eine gewisse Flexibilität aufweist, um an den Rohling angelegt werden zu können. Eine erfindungsgemäße Textilmatte weist vorzugsweise ein E-Modul von bis zu 12.000 N/mm² auf. Besonders bevorzugt ist ein E-Modul von 3.000 N/mm² bis zu 12.000 N/mm². Die erfindungsgemäße Textilmatte kann dabei aus einem heterogenen Material bestehen, etwa einem Vlies mit eingelagerten Holzspänen, sodass das E-Modul punktuell stark unterschiedlich sein kann. Hier ist jedoch auf das räumlich ausreichend gemittelte E-Modul abzustellen; entsprechend vermittelt diese Größe dann ein Maß für die Flexibilität der Textilmatte unter Annahme eines homogenen Materials.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung einer Lignocellulosematte (eine Matte welche Strukturgerüste pflanzlicher Zellen aufweist), insbesondere einer Holzfasermatte. Diese sind billig, können sich bei entsprechender Ausgestaltung gut an einen geformten Rohling anschmiegen und haben sich im Rahmen von Versuchen als Haftvermittler für spritzgegossene Schichten bewährt.
Damit die Textilmatte einen sicheren Halt für die spritzgegossene Beschichtung gewährleistet, ist sie selbst an dem Rohling befestigt. Dies stellt üblicherweise keine besonderen Probleme dar und kann etwa durch einen zusätzlichen oben bereits erwähnten Klebstoff, insbesondere einen Trockenklebefilm, zwischen der Textilmatte und dem Rohling erreicht werden, oder aber auch durch das ebenfalls oben bereits erwähnte in der Textilmatte vorhandene Bindemittel.
Für das Beschichten des Rohlings mittels Spritzgießen bieten sich vor allem technische Kunststoffe mit einem hohen E-Modul an, um ein hinreichend stabiles Auskleidungsteil herzustellen. Dies können etwa ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat) oder ABS/PC-Kunststoffe sein (PC für Polycarbonat). Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl für ein Überspritzen als auch ein Hinterspritzen des Rohlings. Wird der Stapel sowohl von vorne als auch von hinten beschichtet, kann für beide Seiten das gleiche Material verwendet werden.
Die Textilmatte muss nicht notwendigerweise vor dem Beginn des Beschichtens mit dem Rohling verbunden sein. Es reicht, wenn mit dem Abschluss des Beschichtens diese an dem Rohling befestigt ist. Dies eröffnet die Möglichkeit, das Spritzgießen oder einen vorgelagerten weiteren Schritt zur Beschichtung mit dem Befestigen der Textilmatte an dem Rohling zu verbinden.
Vorzugsweise weist der Rohling eine Metalllage auf, denn eine solche ist besonders gut dazu geeignet, dem Rohling eine hohe Steifigkeit zu verleihen. Dazu wird vorzugsweise Aluminium – auch etwa in einer Aluminiumlegierung – verwendet, welches auch besonders leicht und häufig auch aus ästhetischen Gründen gewünscht ist. Metalloberflächen können jedoch besonders glatt und insofern schwer zu beschichten sein. Daher ist es hier besonders vorteilhaft, erfindungsgemäß eine ein Bindemittel aufweisende Textilmatte als Haftvermittler zwischen dem Spritzgießmaterial und der Metalllage zu verwenden.
Alternativ oder auch zusätzlich sind Holzfurniere sowohl als Zwischenschichten zur Konstruktion eines Rohlings als auch als sichtbares Deckfurnier beliebt. Auch in diesem Fall kann die Textilmatte die Haftung zwischen dem Rohling und der Beschichtung mit dem Spritzgießmaterial verbessern. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Rohling ausschließlich ein oder mehrere Holzfurniere als Materiallagen auf.
Oft sind die Auskleidungsteile spezifisch, etwa konkav oder konvex, geformt, um so dem Innenraum eines Motorfahrzeugs angepasst zu sein. Dabei kann eine Hinterspritzung etwa zur Erhöhung der Formstabilität oder Schaffung geeigneter Montagestrukturen zur Befestigung dienen. Dabei ist die Flexibilität der Textilmatte besonders vorteilhaft, weil sich die flexible Textilmatte an den vorgeformten Rohling formangepasst und diesen auf der zu beschichtenden Seite komplett bedeckend anlegen kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Textilmatte mit dem Rohling unter Wärmezufuhr und Druck zusammengepresst. Spätestens dabei legt sich die Textilmatte an den gegebenenfalls vorgeformten Rohling an. Weiter kann die Textilmatte etwa auch erst in diesem Schritt an dem Rohling befestigt werden, beispielsweise durch einen zwischen die Textilmatte und den Rohling eingebrachten Klebstoff oder durch das in der Textilmatte vorhandene Bindemittel, sodass insgesamt ein einstückig handhabbares Teil hergestellt wird.
Vorzugsweise liegt die Temperatur während des Zusammenpressens für zumindest 2 min zwischen 70°C und 210°C und der Druck beträgt dabei zwischen 1 N/mm² und 3 N/mm². Noch bevorzugter ist eine Dauer von zumindest 3 min bzw. zumindest 4 min. Die Temperatur liegt noch besser zwischen 100°C und 180°C bzw. zwischen 130°C und 150°C. Für den Druck ist ein Intervall von 1,5 N/mm² bis einschließlich 2,5 N/mm² noch bevorzugter; noch besser von 1,8 N/mm² bis 2,2 N/mm².
Alternativ kann, während des Zusammenpressens für zumindest 30 s die Temperatur auf einen Wert zwischen 100°C und 300°C und der Druck auf einen Wert zwischen 1 N/mm² und 3 N/mm² eingestellt werden. Noch bevorzugter ist eine Dauer von zumindest 45 s bzw. zumindest 1 min. Eine Temperatur zwischen 150°C und 200°C bzw. von 180°C bis 220°C ist ebenfalls bevorzugter. Die bevorzugteren Druckintervalle entsprechen der direkt vorangehend beschriebenen Ausführungsform.
Wird der Rohling mit der Textilmatte zusammengepresst, so bietet es sich an, eine gegebenenfalls gewünschte weitere Materiallage an den Rohling auf der der Textilmatte abgewandten Seite des Rohlings anzulegen und diese weitere Materiallage in dem gleichen Schritt mit dem Rohling und der Textilmatte zusammenzupressen. So kann der Schritt des Zusammenpressens des Rohlings mit der Textilmatte genutzt werden, eine weitere Materiallage aufzubringen. Im Rahmen des Zusammenpressens wird die Materiallage dabei auch mit dem Rohling verbunden, etwa über einen zwischen die Materiallage und den Rohling eingelegten Trockenklebefilm.
Insbesondere wenn es sich bei der Textilmatte um ein Vlies handelt, kann dieses unter Umständen so weich sein, dass das aufzubringende Spritzgießmaterial beim Spritzgießen die Integrität der Textilmatte gefährdet. So können sich gegebenenfalls Löcher in der Textilmatte ausbilden oder diese sogar zerfetzt werden. Daher wird die Textilmatte, sofern sie eine Dichte von 60 kg/m³ (entsprechend etwa 600 g/m² bei 10 mm Stärke) unterschreitet, vor dem Spritzgießen vorzugsweise verdichtet. Dies kann etwa in einem Schritt zusammen mit dem Zusammenpressen mit dem Rohling geschehen.
Um die Stärke des Auskleidungsteils insgesamt klein halten zu können, weist die Textilmatte nach dem Verdichten vorzugsweise eine Stärke von bis zu 1,0 mm auf. Noch bevorzugter ist eine Stärke von bis zu 0,8 mm bzw. 0,5 mm in der angegebenen Reihenfolge.
Die bevorzugten Grenzwerte betragen im Übrigen für die Temperatur während des Verdichtens der Textilmatte 100°C und 300°C, 150°C bis 250°C bzw. 180°C bis 220°C, und für den Druck 1 N/mm² und 3 N/mm², 1,5 N/mm² und 2,5 N/mm², 1,8 N/mm² und 2,2 N/mm². Bevorzugt ist eine Dauer von zumindest 30 s, besser 45 s bzw. von zumindest 1 min.
Vorzugsweise weist die Textilmatte eine Flächendichte von 400 g/m² bis zu 600 g/m² auf.
Das eigentliche Beschichten mit dem Spritzgießmaterial wird vorzugsweise mit folgenden Parametern durchgeführt: Die Temperatur beträgt für zumindest 15 s zwischen 130°C und 390°C und der Druck beträgt zwischen 5 N/mm² und 15 N/mm². Noch bevorzugter ist eine Dauer von zumindest 25 s bzw. zumindest 30 s. Noch bevorzugter ist außerdem eine Temperatur zwischen 200°C und 320°C bzw. zwischen 240°C und 280°C. Der Druck beträgt noch besser zwischen 7 N/mm² und 13 N/mm² bzw. zwischen 9 N/mm² und 11 N/mm². Da das Spritzgießen unter einem erhöhten Druck und bei Wärmezufuhr stattfindet wird der Rohling mit der Textilmatte vorzugsweise erst während des Spritzgießens zusammengepresst. Das Spritzgießwerkzeug wird insofern auch als Presswerkzeug verwendet. Natürlich kann die Textilmatte dabei auch weiter verdichtet werden und so noch dünner ausgelegt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Textilmatte mit unterschiedlichen Materialien mehrschichtig ausgebildet. Es kann etwa eine Gewebeeinlage (oder Schicht) in die Textilmatte eingebracht bzw. eine Gewebeschicht auf andere Bestandteile der Textilmatte aufgebracht werden, beispielsweise ein Vlies aus einem thermoplastischem Material, beispielsweise aus PP und PET. Eine solche Gewebeeinlage bzw. -schicht eignet sich gut als Träger der anderen Bestandteile der Textilmatte und kann entsprechend zum Tragen dieser Bestandteile während der Produktion dienen. Dies trifft unter anderem auf Fasern, insbesondere Holzfasern, zu. Daher kann eine solche Gewebeelnlage bzw. -schicht auch als Trägerschicht bezeichnet werden.
Vorzugsweise ist diese Gewebeeinlage dem Spritzgießmaterial zugewandt. Das Spritzgießmaterial kann so beim Spritzgießen durch ggf. vorhandene Löcher in der Gewebeeinlage durch diese hindurchgreifen und sie hinterschneiden, was zu einer besonders innigen Verbindung zwischen der Textilmatte und dem Spritzgießmaterial führen kann. Weist die Gewebeeinlage außerdem ein thermoplastisches Material auf, so kann dieses auch thermisch angelöst werden und sich mit dem Spritzgießmaterial beim Spritzgießen verbinden.
Weiter ist es bei einer mehrschichtigen Textilmatte bevorzugt, diese zu vernadeln. Dazu kann die Textilmatte mit an ihrem Kopfende jeweils Häkchen aufweisenden Nadeln perforiert werden, wobei mithilfe der Nadeln Fasern quer durch die Textilmatte gezogen werden und so die mehrschichtige Textilmatte stabilisieren. Besonders bevorzugt ist dies bei einer Textilmatte, welche an einer Seite eine Gewebeeinlage aufweist. Die Nadeln mit den Häkchen greifen hier durch die Textilmatte in die Gewebeeinlage ein und ziehen mit den Häkchen Fasern aus der Gewebeeinlage quer durch die Textilmatte hindurch. Solche Textilmatten können auch fertig eingekauft werden und sind gut zu handhaben.
Vorzugsweise weist die Textilmatte Holzfasern auf. In der Textilmatte enthaltenes Wasser, vorzugsweise 2 Gew.-% bis 10 Gew.-%, hält die Textilmatte dabei auch bei einem hohen Holzfaseranteil flexibel.
Die Erfindung bezieht sich auch – wie oben bereits erwähnt – auf ein Auskleidungsteil für Motorfahrzeuge, welches einen mit einem Spritzgießmaterial beschichteten Rohling aufweist, der schon vor dieser Beschichtung unter seinem Eigengewicht formstabil war. Ein solches Auskleidungsteil ist dadurch gekennzeichnet, dass eine ein Bindemittel aufweisende Textilmatte an dem Rohling befestigt ist und die Textilmatte als Haftvermittler zwischen dem Rohling und dem Spritzgießmaterial wirkt. Weiter bezieht sich die Erfindung auch auf ein Auskleidungsteil, welches entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens hergestellt wurde.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die dabei offenbarten Einzelmerkmale können auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch einen Rohling mit einer erfindungsgemäßen Textilmatte.
2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch ein Auskleidungsteil als erstes Ausführungsbeispiel.
3 zeigt stark schematisiert einen Querschnitt durch einen vorgeformten Rohling
4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch ein Auskleidungsteil als zweites Ausführungsbeispiel.
5 zeigt einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch eine Textilmatte zur Verwendung in erfindungsgemäßen Auskleidungsteilen.
6 zeigt einen Querschnitt durch ein Auskleidungsteil als drittes Ausführungsbeispiel.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Herstellung erfindungsgemäßer Auskleidungsteile.
8 zeigt ein Spritzgießwerkzeug zum Hinterspritzen von Rohlingen.
9a bis c zeigen das Spritzgießwerkzeug aus 8 zu drei verschiedenen Zeitpunkten während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 7.
10a bis c zeigen ebenfalls das Spritzgießwerkzeug aus 8 zu drei verschiedenen Zeitpunkten während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die 1 zeigt den Aufbau eines unter Eigengewicht formstabilen Rohlings 31 mit einer erfindungsgemäßen Textilmatte 35 im Querschnitt. Zuoberst befindet sich eine Dekorlage 32, hier ein Deckfurnier, die üblicherweise das Aussehen der Sichtseite des fertigen Auskleidungsteils bestimmt. In diesem Beispiel weist der Rohling 31 noch eine Zwischenlage 33 auf, etwa aus einem Furnier oder einem Textil, und darunter noch ein Aluminiumblech 34 zur Stabilisierung. Natürlich sind auch Rohlinge ohne Zwischenlage 33 und/oder ohne Aluminiumblech 34 denkbar. Unterhalb des Rohlings bedeckt eine Textilmatte 35 das Aluminiumblech 34.
2 zeigt ein Auskleidungsteil 8 für Kfz. Es ist zum Verbau in einem Armaturenfeld eines Autos gedacht. Es weist mehrere Schichten auf. Links in der Figur erkennt man eine Schicht 1 aus ABS/PC. Diese Schicht 1 ist 2 mm dick und ist durch Spritzgießen aufgebracht worden. Eine 1,2 mm dicke Aluminiumschicht 3 (genauer: eine Aluminium-Magnesium-Wolfram-Legierung, AIMg3 W19, eine AIMg-Legierung der Festigkeitsklasse W19), welche dem Auskleidungsteil 8 einen wesentlichen Teil seiner Steifheit verleit, ist durch eine Textilmatte 2, hier eine 0,5 mm dicke Holzfasermatte 2, von der Schicht 1 getrennt. Die Holzfasermatte 2 vermittelt die Haftung zwischen der spritzgegossenen Schicht 1 und der Aluminiumschicht 3. Zur Verbindung der Holzfasern untereinander und zur Verbesserung der Haftung mit der Aluminiumschicht 3 und der Schicht 1 weist die Textilmatte 2 Acrylharz als Bindemittel auf. Sie enthält 6 Gew.-% Wasser und weist eine Flächendichte von 500 g/m² auf. Rechts von der Aluminiumschicht 3 sind zwei Zwischenlagen 4 und 5 aus einem Holzfurnier aufgebracht. Beide sind jeweils 0,5 mm stark. Auf diese Zwischenlagen 4 und 5 ist ein 0,5 mm dickes Edelholzfurnier 6 aufgebracht. Das Edelholzfurnier 6 ist mit einer 1 mm dicken Schicht 7 aus PUR überspritzt.
Üblicherweise sind Auskleidungsteile für Motorfahrzeuge nicht eben sondern geformt. 3 zeigt einen vorgeformten starren Rohling 10, welcher die Schichten 3 bis 6 des Auskleidungsteils aus 2 umfasst. Die Schicht 3, also die Aluminiumschicht, schließt hier den Rohling an seiner konkaven Seite ab und die Schicht 6, also das Edelholzfurnier, schließt hier den Rohling an seiner konvexen Seite ab. An die konkave Seite des Rohlings 10 wird eine Textilmatte (hier nicht gezeigt) angelegt. Aufgrund ihrer Flexibilität (sie weist eine Steifigkeit von 7.500 N/mm² auf) kann sie sich an den Rohling 10 formangepasst anlegen und die konkave Seite vollständig bedecken.
4 zeigt ein weiteres Auskleidungsteil als zweites Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem Auskleidungsteil aus 2 weist das in 4 gezeigte Auskleidungsteil keine Aluminiumschicht auf. Von unten nach oben ist es wie folgt aufgebaut: Das Auskleidungsteil 15 ist mit einer Schicht 11 aus ABS hinterspritzt. Eine Holzfasermatte 12, welche die gleichen Eigenschaften aufweist wie die in 2 gezeigte Holzfasermatte 2, vermittelt die Haftung zu einem Holzfurnier 13. Das Holzfurnier 13 ist schließlich noch mit einer Schicht 14 aus PUR überspritzt. Das Auskleidungsteil 15 weist weiter rechts eine starke Krümmung nach unten auf (nicht gezeigt). Die gestufte Form der hinterspritzten Schicht 11 ist durch die beabsichtigte Aufhängung des Auskleidungsteils 15 in einem entsprechend geformten Autoinnenraum bedingt.
5 zeigt einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch eine Textilmatte, welche zur Verwendung in erfindungsgemäßen Auskleidungsteilen geeignet ist. Diese besteht hauptsächlich aus Holzfasern 21, welche mit Acrylharz 22 als Bindemittel versetzt sind. Die Figur zeigt hier symbolisch kleine Partikel 22. Tatsächlich handelt es sich hier jedoch um eine aufgesprühte Acrylharzschicht auf den Holzfasern 21. Im Rahmen der Erfindung kommen aber, wie bereits früher erwähnt, auch Fasern als Bindemittel in Betracht. An der Unterseite der Textilmatte erkennt man eine Gewebeeinlage 23 aus PET. Einzelne Fasern aus der Gewebeeinlage sind durch mit Häkchen an ihrem Kopf bewehrte Nadeln aus der Gewebeeinlage 23 herausgezogen und quer durch die Textilmatte geführt 24 worden.
In 6 ist ein Auskleidungsteil 38 im Querschnitt zu sehen. Es weist einen Rohling 31 auf, der dem Rohling aus 1 entspricht und mit einer hinterspritzten Schicht 36 aus ABS/PC versehen ist. Zwischen dem Rohling 31 und der hinterspritzten Schicht 36 ist eine Textilmatte (nicht gezeigt) eingebracht, wie sie in 5 gezeigt ist. An der hinterspritzten Schicht 36 ist ein Befestigungsbolzen oder -zapfen 37 zur Befestigung im Fahrzeuginnenraum direkt mit angeformt ausgebildet.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm für die Herstellung eines Auskleidungsteils. Eine Textilmatte, hier eine Holzfasermatte, mit einer Dichte von 50 kg/m³ (bei einer Flächendichte von 500 g/m² und einer Stärke von 10 mm) wird in einem Presswerkzeug 1 min lang bei 200°C unter einem Druck von 2 N/mm² zusammengepresst. Dabei entsteht eine Holzfasermatte, welche eine Stärke von nur noch 0,5 mm aufweist. Bei einem alternativen Beispiel wird eine 2 mm starke Textilmatte mit einer Flächendichte von 100 g/m² unter den gleichen Bedingungen zusammengepresst.
Anschließend wird diese Textilmatte an einen Rohling, hier an die konkave Seite des Rohlings aus 3, angelegt. Die Textilmatte und der Rohling werden in einem weiteren Presswerkzeug zusammengepresst. Dabei wird über 4 min eine Temperatur von 140°C gehalten und ein Druck von 2 N/mm² ausgeübt. In der Textilmatte vorhandenes Bindemittel, hier Acrylharz, befestigt dabei die Textilmatte an dem Rohling. Anschließend wird der Rohling mit ABS/PC hinterspritzt. Dieser Vorgang dauert 30 s und wird bei einer Temperatur von 260°C und einem Druck von 10 N/mm² ausgeführt.
Alternativ kann während des Zusammenpressens des Rohlings mit der Textilmatte auch für 1 min eine Temperatur von 200°C und ein Druck von 2 N/mm² eingestellt werden.
Soll eine weitere Materiallage an dem Rohling auf der der Textilmatte abgewandten Seite des Rohlings angebracht werden, so kann dieser Schritt in demselben Presswerkzeug und gleichzeitig mit dem Zusammenpressen der Textilmatte mit dem Rohling durchgeführt werden (nicht gezeigt).
Weist die Textilmatte von vornherein eine hinreichende Dichte auf, so kann auf ihre vorangehende Verdichtung verzichtet werden.
8 zeigt ein Spritzgießwerkzeug 81 zum Hinterspritzen von Rohlingen. Eine obere Form 83 und eine untere Form 84 bilden zusammen bei geschlossenem Spritzgießwerkzeug 81 eine Kavität 82 aus, deren Form den herzustellenden Auskleidungsteilen entspricht. Über einen Einlass 85 und einen Kanal 86 kann ein Spritzgießmaterial in die Kavität 82 eingebracht werden. Durch einen Auswurfbolzen 87 kann bei geöffnetem Spritzgießwerkzeug 81 das Auskleidungsteil nach dem Hinterspritzen mechanisch angehoben werden. Der Auswurfbolzen 87 füllt seinen Führungskanal nicht vollständig aus, sodass genügend Platz für den Kanal 86 zum Zuführen des Spritzgießmaterials verbleibt.
In den 9a bis c ist das Spritzgießwerkzeug aus 8 zu verschiedenen Zeitpunkten während des erfindungsgemäßen Hinterspritzens gezeigt.
9a zeigt das geöffnete Spritzgießwerkzeug 81. Der in 3 gezeigte starre vorgeformte Rohling 10 ist in die obere Form 83 eingelegt. Eine Textilmatte (nicht gezeigt) bedeckt die gesamte Unterseite des Rohlings 10. Das Spritzgießwerkzeug 81 kann in der Praxis umgekehrt positioniert sein oder gegenüber der Darstellung in 9 auch um 90° verdreht sein, sodass der Rohling 10 nicht aus der Form herausfällt. Er kann im Übrigen auch mit Hilfszapfen eingelegt werden.
Als nächstes wird das Spritzgießwerkzeug 81 geschlossen, wie in 9b gezeigt. Die Kavität 82 ist nun in einem oberen Teil mit dem Rohling 10 ausgefüllt. Unterhalb des Rohlings 10 verbleibt Raum für eine folgende Hinterspritzung.
Dieser in der Kavität 82 verbleibende Raum wird anschließend mit einem Spritzgießmaterial, hier ABS/PC, über den Einlass 85 und den Kanal 86 gefüllt, vgl. 9c.
Die 10a bis c zeigen ebenfalls das Spritzgießwerkzeug aus 8. Hier wird jedoch nicht ein starrer vorgeformter Rohling hinterspritzt, sondern ein unter Eigengewicht formstabiler Rohling 90 in planarer, zweidimensionaler Form. Der Rohling 90 kann dabei noch aus den einzelnen nicht verpressten, planaren Rohstofflagen aus 1 oder aus bereits miteinander verpressten Rohstofflagen aus 1 bestehen. Auch dieser Rohling 90 ist an seiner gesamten Unterseite mit einer planaren Textilmatte (nicht gezeigt) ausgestattet. Der Rohling 90 wird, wie in 10a gezeigt, flach zwischen der oberen Form 83 und der unteren Form 84 des Spritzgießwerkzeugs 81 über Haltevorrichtungen gehalten, etwa Stifte.
10b zeigt das geschlossene Spritzgießwerkzeug 81. Der Rohling 90 ist durch die Formen 83 und 84 gebogen worden, so dass er der Begrenzung der Kavität 82 folgt. Anders als in 9b liegt der Rohling 90 jedoch nicht dicht an der oberen Form 83 an, sondern ist teilweise von dieser beanstandet.
In 10c ist dann das geschlossene Spritzgießwerkzeug 81 nach dem Einbringen des Spritzgießmaterials gezeigt. Der Rohling 90 ist durch den Druck des Spritzgießmaterials nun dicht an die obere Form 83 angepresst worden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel erhält der Rohling 90 trotz seiner schon vor der Verbindung mit dem Spritzgießmaterial gegebenen Eigenstabilität die endgültige Form erst durch die in den 10a–c dargestellten Prozesse. Der Rohling 90 wird hier allerdings umgeformt, hat also eine definierte Ausgangsform, hier eine planare. Bei einem aus noch nicht miteinander verbundenen Rohstofflagen bestehenden Rohling 90 trifft dies für den Stapel aus den Lagen zu, nicht notwendigerweise für jede einzelne Schicht darin. In jedem Fall handelt es sich hier um einen Umpressvorgang, der aus einer an sich stabilen Form eine andere erzeugt.

Claims

Auskleidungsteil (8, 15, 38) für Motorfahrzeuge, welches einen mit einem Spritzgießmaterial (1, 11) beschichteten unter Eigengewicht formstabilen Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Textilmatte (2, 12, 21, 35) an dem Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) befestigt ist und als Haftvermittler zwischen dem Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) und dem Spritzgießmaterial (1, 11) wirkt.
Auskleidungsteil nach Anspruch 1, bei dem die Textilmatte (2, 12, 21, 35) ein Bindemittel (22) aufweist.
Auskleidungsteil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) eine Metalllage (3, 34) aufweist und die Textilmatte (2, 35) vor dem Abschluss des Beschichtens an der Metalllage (3, 34) befestigt wurde.
Auskleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) ein Holzfurnier (4, 5, 6, 13, 32, 33) aufweist.
Auskleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Rohling (3–7, 10, 13, 14) ein vordem Spritzgießen vorgeformter und mit dem Spritzgießmaterial (1, 4) hinterspritzter Rohling (3–7, 10, 13, 14) ist
Auskleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) und die Textilmatte (2, 12, 21, 35) unter Wärmezufuhr und Druck zusammengepresst sind.
Auskleidungsteil nach Anspruch 6, bei dem der Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) und die Textilmatte (2, 12, 21, 35) gemeinsam mit einer Materiallage (4, 5, 6, 13, 14, 32, 33) auf der der Textilmatte (2, 12, 21, 35) abgewandten Seite des Rohlings (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) zusammengepresst ist.
Auskleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Textilmatte (2, 12, 21, 35) zunächst eine geringere Dichte als 60 kg/m³ aufwies und vor dem Spritzgießen verdichtet wurde.
Auskleidungsteil nach Anspruch 8, bei dem die Textilmatte (2, 12, 21, 35) nach dem Verdichten eine Stärke von bis zu 1,0 mm aufweist.
Auskleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Textilmatte (2, 12, 21, 35) eine Flächendichte von 400 g/m² bis zu 600 g/m² aufweist.
Auskleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Textilmatte (2, 12, 21, 35) mehrschichtig ausgebildet ist, wobei zumindest zwei der Schichten (21, 23) ein jeweils anderes Material aufweisen.
Auskleidungsteil nach Anspruch 11, bei dem die Textilmatte (2, 12, 21, 35) zur Stabilisierung vernadelt ist.
Auskleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Textilmatte (2, 12, 21, 35) Holzfasern aufweist und von 2 Gew.-% bis zu 10 Gew.-% Wasser enthält.
Verwendung einer flexiblen Textilmatte (2, 12, 21, 35) zur Herstellung eines Auskleidungsteils (8, 15, 38) für Motorfahrzeuge durch: Befestigen der flexiblen Textilmatte (2, 12, 21, 35), an einem unter Eigengewicht formstabilen Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) vor Abschluss eines Beschichtens des Rohlings (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) durch Spritzgießen mit einem Spritzgießmaterial, wobei die flexible Textilmatte (2, 12, 21, 35) als Haftvermittler zwischen dem Rohling (3, 7, 10, 13, 14, 31, 90) und dem Spritzgießmaterial (1, 11) wirkt.
Verwendung eines unter Eigengewicht formstabilen Rohlings (3, 7, 10, 13, 14, 31, 90) zur Herstellung eines Auskleidungsteils für Motorfahrzeuge durch: Befestigen einer flexiblen Textilmatte (2, 12, 21, 35) an dem unter Eigengewicht formstabilen Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) vor Abschluss eines Beschichtens des Rohlings (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) durch Spritzgießen mit einem Spritzgießmaterial, (1, 11), wobei die flexible Textilmatte (2, 12, 21, 35) als Haftvermittler zwischen dem Rohling (3, 7, 10, 13, 14, 31, 90) und dem Spritzgießmaterial (1, 11) wirkt.
Verwendung eines Spritzgießwerkzeugs zur Herstellung eines Auskleidungsteils für Motorfahrzeuge durch: Beschichten eines unter Eigengewicht formstabilen Rohlings (3, 7, 10, 13, 14, 31, 90) durch Spritzgießen mit einem Spritzgießmaterial (1, 11), wobei eine flexible Textilmatte (2, 12, 21, 35) an dem Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) vor dem Abschluss des Beschichtens befestigt wird, sodass die Textilmatte (2, 12, 21, 35) als Haftvermittler zwischen dem Rohling (3–7, 10, 13, 14, 31, 90) und dem Spritzgießmaterial (1, 11) wirkt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 14–16, bei der während des Zusammenpressens für zumindest 2 min die Temperatur zwischen 70°C und 210°C liegt und der Druck zwischen 1 N/mm² und 3 N/mm² beträgt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 14–16, bei der während des Zusammenpressens für zumindest 30 s die Temperatur zwischen 100°C und 300°C liegt und der Druck zwischen 1 N/mm² und 3 N/mm² beträgt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 14–18 zur Herstellung eines Auskleidungsteils nach Anspruch 8 oder 9, bei der während des Verdichtens der Textilmatte (2, 12, 21, 35) für zumindest 30 s die Temperatur zwischen 100°C und 300°C liegt und der Druck zwischen 1 N/mm² und 3 N/mm² beträgt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 14–19, bei der während des Beschichtens durch Spritzgießen mit dem Spritzgießmaterial (1, 11) für zumindest 15 s die Temperatur zwischen 130°C und 390°C liegt und der Druck zwischen 5 N/mm² und 15 N/mm² beträgt.