DE202009011177U1 - Composite component, in particular for interior trim elements of motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Verbundbauteil, insbesondere für Innenraum-Verkleidungselemente von Kraftfahrzeugen, umfassend
– eine die Sichtseite (S) bildende Dekorlage (2),
– eine die Verbindungsseite (V) bildende Funktionslage (3) insbesondere aus einer Faserverbund-Kunststoff-Platte und
– eine zwischen der Dekorlage (2) und der Funktionslage (3) angeordnete, die beiden Lagen (2, 3) verbindende Basislage (4) aus vorzugsweise geschäumtem Kunststoff,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dekorlage (2) aus Metall besteht.Composite component, in particular for interior trim elements of motor vehicles, comprising
A decorative layer (2) forming the visible side (S),
- A the connection side (V) forming functional layer (3) in particular of a fiber composite plastic plate and
- a between the decorative layer (2) and the functional layer (3) arranged, the two layers (2, 3) connecting base layer (4) made of preferably foamed plastic,
characterized in that
the decorative layer (2) consists of metal.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil, insbesondere für Innenraum-Verkleidungselemente von Kraftfahrzeugen.The The invention relates to a composite component, in particular for Interior paneling of motor vehicles.
Derartige
Verbundbauteile dienen auf vielerlei Anwendungsgebieten beispielsweise
zum Abdecken von technischen Funktionselementen, wobei zur Erfüllung
von gehobenen Design-Ansprüchen Dekoroberflächen
auf tragenden Elementen aufgebracht sind. So sind aus der
Weitere
Beispiele sind Verkleidungselemente mit Oberflächenfolien
in Holz oder Holznachbildung oder in Form von metallischen Folien,
die auf aus Kunststoff gespritzten oder geschäumten Elementen
aufgebracht sind. Damit lassen sich stabile Verkleidungselemente
herstellen, die an ihrer Oberfläche den gewünschten
optischen Eindruck erzielen. Beispielsweise sind hierfür
Hecköffnungs-Bodenschwellen zu nennen, bei denen der rückwärtige,
unter der geschlossenen Heckklappe liegende Schwellenbereich eines
Kombi- oder SUV-Laderaums aus einem solchen Verkleidungselement
gebildet ist. Dieses weist ein edles Erscheinungsbild vermittelndes Metallfolienblech
an seiner Oberfläche auf, das beispielsweise geriffelt
sein kann und in einem Trägerteil aus Kunststoff sitzt.
Ein derartiges Verbundbauteil ist beispielsweise aus der
Problematisch bei derartigen Verbundbauteilen aus Kunststoff und Metall ist ein unerwünschter Bauteilverzug hervorgerufen durch die Schwindung des Kunststoffs bei dem Erkalten während des Herstellungsprozesses des Verbundbauteils. Dabei treten in dem Verbundbauteil Eigenspannungen aufgrund der verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der zu verbindenden Lagen auf. Während typische Kunststoffe wie beispielsweise Polypropylen (PP) einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 160 × 10–6 K–1 aufweisen, liegt der von Metallen, wie beispielsweise Edelstahl, bei etwa 10 × 10–6 K–1, und ist damit etwa eine Größenordnung kleiner als der von PP. Folglich zeigen derartige Bauteile zumeist eine gekrümmte bzw. in sich gebogene Form, so dass die zulässigen Toleranzen für einen Einbau in einem Kraftfahrzeug wegen fehlender Maßhaltigkeit nicht eingehalten werden können.The problem with such composite components made of plastic and metal is an undesirable distortion caused by the shrinkage of the plastic in the cooling during the manufacturing process of the composite component. In this case, in the composite component residual stresses due to the different thermal expansion coefficients of the layers to be joined. While typical plastics such as polypropylene (PP) have a thermal expansion coefficient of about 160 × 10 -6 K -1 , that of metals such as stainless steel is about 10 × 10 -6 K -1 , and is thus about one order of magnitude smaller than that of PP. Consequently, such components usually show a curved or curved shape, so that the allowable tolerances for installation in a motor vehicle due to lack of dimensional stability can not be met.
In der Praxis wird der Bauteilverzug üblicherweise durch konstruktive Maßnahmen verhindert, beispielsweise indem Verrippungen oder sonstige stabilisierende Geometrien an dem Verbundbauteil vorgesehen werden. Darüber hinaus können mit Verstärkungsfasern versehene Kunststoff-Compounds verwendet werden, wobei die Verstärkungsfasern eine stabilisierende Wirkung auf die Bauteilgeometrie haben. Damit einher gehen jedoch die grundsätzlich verschlechterten Verarbeitungseigenschaften sowie eine erhöhte Maschinenbeanspruchung bei der Verarbeitung von mit Verstärkungsfasern versehenen Kunststoffen. Auch eine Beeinträchtigung der optischen Qualität des Bauteils durch Abzeichnung der Fasern auf seiner Oberfläche ist möglich.In In practice, the component distortion is usually by constructive Prevents measures, for example by ribbing or other stabilizing geometries provided on the composite component become. In addition, with reinforcing fibers provided plastic compounds are used, wherein the reinforcing fibers a have stabilizing effect on the component geometry. Associated with it However, the fundamentally deteriorated processing properties and increased machine stress during processing of reinforced plastics. Also an impairment of the optical quality of the Component by marking the fibers on its surface is possible.
Ausgehend von der geschilderten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verbundbauteil insbesondere für Innenraum-Verkleidungselemente von Kraftfahrzeugen derart auszugestalten, dass einerseits eine Oberfläche einen gewünschten Eindruck hinsichtlich ihrer Optik und Haptik vermittelt und andererseits die Maßhaltigkeit des Verbundbauteils gewährleistet ist.outgoing From the described problem of the invention is the task based, a composite component in particular for interior trim elements of motor vehicles in such a way that on the one hand a Surface a desired impression regarding their appearance and feel and on the other hand the dimensional stability the composite component is guaranteed.
Diese Aufgabe wird durch ein Verbundbauteil gemäß Anspruch 1 mit einer die Sichtseite bildende Dekorlage aus Metall, einer die Funktionsseite bildende Funktionslage insbesondere aus einer Faserverbund-Kunststoff-Platte und einer zwischen der Dekorlage und der Funktionslage angeordneten, die beiden Lagen verbindenden Basislage aus vorzugsweise geschäumtem Kunststoff gelöst.These Task is achieved by a composite component according to claim 1 with a visible side forming decorative layer of metal, a the functional side forming functional position in particular from a Fiber composite plastic plate and one between the decorative layer and arranged the functional position, connecting the two layers Base layer of preferably foamed plastic solved.
Aufgrund der an der Schaumstruktur gegenüberliegend angeordneten und in sich steifen Dekorlage und Funktionslage liegt ein Verbundbauteil mit sandwichartigem Aufbau vor. Dabei dient die Faserverbund-Kunststoff-Platte als Tragstruktur zur Befestigung des Verbundbauteils im Kraftfahrzeug. Die optisch und haptisch ansprechende Funktion der Dekorlage wird durch das verwendete Metall erfüllt. Die integrale Schaumstruktur, die als Kernschicht des Verbundbauteils aus einem geschäumten Kunststoff-Material hergestellt ist, verleiht dem Verbundbauteil gegebenenfalls zusätzlich verbesserte thermische und akustische Dämmeigenschaften. Die infolge der Schwindung der Schaumstruktur in der metallischen Dekorlage und der Funktionslage aus Faserverbund-Kunststoff auftretenden Eigenspannungen wirken einander entgegengesetzt und gleichen sich damit aus, so dass ein Bauteilverzug vermieden werden kann und die angestrebte Maßhaltigkeit des Verbundbauteils erfüllt ist. Zusätzlich wirkt die Schaumstruktur der Basislage hemmend gegen eine Verformung des Verbundbauteils.by virtue of the arranged opposite to the foam structure and in itself stiff decor layer and functional position is a composite component with sandwich-like construction. Here, the fiber composite plastic plate is used as a support structure for fastening the composite component in the motor vehicle. The optically and haptically appealing function of the decorative layer is fulfilled by the metal used. The integral foam structure, as the core layer of the composite component of a foamed Plastic material is made, gives the composite component optionally additionally improved thermal and acoustic Insulation properties. The result of the shrinkage of the foam structure in the metallic decorative layer and the functional layer of fiber composite plastic occurring residual stresses act opposite to each other and compensate with it, so that a component delay can be avoided can and the desired dimensional accuracy of the composite component is satisfied. In addition, the foam structure acts the base layer inhibiting against deformation of the composite component.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils, insbesondere für Innenraum-Verkleidungselemente von Kraftfahrzeugen, umfasst die Verfahrensschritte
- – Bereitstellen eines Dekorlagen-Teils aus Metall und eines Funktionslagen-Teils aus einer Faserverbund-Kunststoff-Platte,
- – Einlegen des Dekorlagen-Teils in eine erste Werkzeughälfte und des Funktionslagen-Teils in eine zweite, der ersten Werkzeughälfte gegenüberliegenden Werkzeughälfte eines Spritzgusswerkzeugs,
- – Schließen der beiden Werkzeughälften des Spritzgusswerkzeugs,
- – Einspritzen einer Kunststoffschmelze in das Spritzgusswerkzeug zwischen das Dekorlagen-Teil und das Funktionslagen-Teil,
- – Schäumen der mit einem Treibmittel versetzten Kunststoffschmelze unter Ausbildung eines mit dem Dekorlagen-Teil und dem Funktionslagen-Teil verbundenen Basislagen-Teils und
- – Entnehmen des so gebildeten mehrlagigen Verbundbauteils aus dem Spritzgusswerkzeug.
- Providing a decorative layer part made of metal and a functional layer part made of a fiber composite plastic plate,
- - Inserting the decorative layer part in a first Mold half and the functional layer part in a second, the first mold half opposite mold half of an injection mold,
- Closing the two tool halves of the injection molding tool,
- Injecting a plastic melt into the injection mold between the decorative layer part and the functional layer part,
- - Foaming the offset with a blowing agent plastic melt to form a connected to the decorative layer part and the functional layer part base layer part and
- - Removing the multilayer composite component thus formed from the injection mold.
Das beschriebene Verfahren bietet den Vorteil, das Dekorlagen-Teil und das Funktionslagen-Teil, die beide als Halbzeuge zur Verfügung gestellt werden, durch einen kombinierten Spritzguss- und Schäumprozess zu einem integrierten Verbundbauteil miteinander zu verbinden. Dabei können mit der einzuspritzenden Kunststoffschmelze zusätzliche Befestigungs- und/oder Funktionselemente ausgebildet werden.The described method offers the advantage of the decorative layer part and the functional layer part, both available as semi-finished products be made by a combined injection molding and foaming process to connect to an integrated composite component with each other. there can be used with the injected plastic melt additional fastening and / or functional elements are formed.
Die Ansprüche 12 bis 21 beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verbundbauteiles, bei denen zur Funktionserweiterung in einer Öffnung der Dekorlage eine Leuchtfolie angeordnet ist, die durch diese Öffnung zur Sichtseite des Verbundbauteils hin abstrahlt. Wenn in diesem Zusammenhang von „Öffnung” die Rede ist, dann kann diese Öffnung durch eine oder mehrere Durchbrüche mit entsprechender Gestaltung, wie beispielsweise einem Firmenemblem gebildet sein, wobei eine Leuchtfolie mehrere Durchbrechungen beleuchtet oder pro Durchbrechung oder pro Gruppe von Durchbrechungen jeweils eine eigene Leuchtfolie eingesetzt wird. Zu erwähnen ist ferner, dass diese Weiterbildungen mit Leuchtfolie auch mit Verbundbauteilen einsetzbar sind, bei denen die Dekorlage nicht unbedingt aus Metall, sondern beispielsweise auch aus einer stabilen Kunststofffolie bestehen kann. Gleichermaßen kann die Funktionslage auf der der Dekorlage abgewandten Seite der Basislage aus geschäumtem oder auch nicht-geschäumtem Kunststoff für die Umsetzung der Leuchtfolien-Varianten weggelassen oder durch eine Variante in Form einer Metallfolie ersetzt werden, die mittels einer Haftvermittlerschicht an die Basislage stabil angebunden ist. Zusatzlich wäre es möglich separat unter die Leuchtfolie bzw. in die Leuchtfolie integriert lagenförmige Berührungssensoren mit Touchfunktion zu integrieren, mit denen sich Bedienfunktionen wie „an/aus” oder „laut/leise” ansteuern lassen.The Claims 12 to 21 relate to advantageous developments the composite component according to the invention, in which for functional extension in an opening of the decorative layer a luminous foil is arranged, passing through this opening radiates towards the visible side of the composite component. If in this context there is talk of "opening", then this opening can by one or more breakthroughs with appropriate Design, such as a company logo be formed, wherein a luminous foil illuminates a plurality of apertures or pro Breakthrough or per group of breakthroughs each have their own Illuminated film is used. It should also be mentioned that These developments with luminescent film also with composite components can be used, in which the decorative layer is not necessarily made of metal, but also, for example, can consist of a stable plastic film. Similarly, the functional position on the decor layer opposite side of the base layer of foamed or even non-foamed plastic for the implementation the light-film variants omitted or by a variant be replaced in the form of a metal foil by means of a primer layer Stably connected to the base position. In addition would be it is possible separately under the luminescent foil or into the luminescent foil integrated layered contact sensors with Integrate touch function with which control functions such as "on / off" or "loud / quiet" are controlled to let.
Nähere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Verbundbauteils sowie des Verfahrens zu seiner Herstellung ergeben sich ferner aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:details Features, details and advantages of the invention Composite component and the method for its production revealed further from the following description of exemplary embodiments based on the drawing. Show it:
Ein
in
Die
Dekorlage
Um
weitere Eigenschaften der Dekorlage
Die
Dekorlage
Die
Funktionslage
Die
Faserverbund-Kunststoff-Platte zeichnet sich insbesondere durch
eine hohe Steifigkeit sowie eine hohe Schlagzähigkeit aus.
Diese Eigenschaften sind insbesondere unter Berücksichtigung
der geringen Dichte des Faserverbund-Kunststoffs zu sehen, so dass
die genannten spezifischen, d. h. die auf das Gewicht der Funktionslage
bezogenen, Kennwerte besonders hervorzuheben sind. Weiterhin weist
die Funktionslage
Die
Basislage
Der Schaumvorgang wird zusätzlich durch die Zugabe von Keimbildnern, so genannten Nukleierungsmitteln, gefördert, indem das Kunststoffmaterial als Compound mit fein verteilten anorganischen Partikeln wie beispielsweise Talkum, Glasfasern oder Kalziumcarbonat vorliegt.Of the Foaming process is further enhanced by the addition of nucleating agents, so called nucleating agents, promoted by the Plastic material as a compound with finely dispersed inorganic particles such as talc, glass fibers or calcium carbonate is present.
Das
Kunststoffmaterial ist im Hinblick auf seinen chemischen Aufbau
derart ausgewählt, dass die Basislage
An
der Verbindungsseite V sind mehrere Befestigungs- und/oder Funktionselemente
Das
in
Für
beide Ausführungsformen des Verbundbauteils
Im
Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils
Das
Einspritzen der mit einem Treibmittel versetzten Kunststoffschmelze
erfolgt entweder über einen seitlich an dem Spritzgusswerkzeug
vorgesehenen Filmanguss direkt zwischen die Unterseite
Zur
Ausbildung der Befestigungs- und/oder Funktionselemente
In
den
Das
Leuchtelement ist als Elektrolumineszenz-Folie (EL-Folie)
Der
Grundaufbau einer EL-Folie
Die für das erfindungsgemäße Leuchtelement verwendete EL-Folie zeichnet sich durch ein hohes Maß an Umformbarkeit auch unter hohen Temperaturen aus, sie lässt sich demnach z. B. heißverpressen oder hinterspritzen. Die EL-Folie kann ferner gelocht, gestanzt, beschnitten oder auf einen Träger aufgezogen werden, wobei der Träger auch weich und uneben sein kann.The EL film used for the luminous element according to the invention is characterized by a high degree of formability even at high temperatures, it can therefore z. B. hot crimping or injecting. The EL film can also be punched, punched, cut or mounted on a support, the support also can be soft and uneven.
In
oder an der Leuchtfolie
Die
Leuchtfolie
In
Die
Herstellung des Verbundbauteils
Bei
Anwendungen z. B. im Automobil muss auf Grund der Stromversorgung
im KFZ zwischen Leuchtfolie
Um
einen Eintritt von schädigenden Medien zu verhindern, sollte
das Gehäuse
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