DE202010000307U1 - Formteil mit eingespritzter Verbindungslage zwischen Dekorschicht und Träger - Google Patents

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Abstract

Formteil (10), insbesondere Dekorteil und/oder Verkleidungsteil für einen Fahrzeuginnenraum,
umfassend eine Dekorschicht (11) und einen Träger (14),
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Dekorschicht (11) und dem Träger (14) eine Verbindungslage (12) vorgesehen ist, die mittels Spritzgießen zwischen Dekorschicht (11) und Träger (14) eingespritzt ist und über die Dekorschicht (11) und Träger (14) aneinander angebunden sind,
wobei die Verbindungslage einen kleineren Elastizitätsmodul als der Träger aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Formteil, insbesondere ein Dekorteil und/oder ein Verkleidungsteil für einen Fahrzeuginnenraum.
  • Diese Formteile umfassen einen Träger, üblicherweise aus Kunststoff und/oder Metall und/oder Hartschaum, und eine Dekorschicht. Die Dekorschicht kann sich über das gesamte Formteil erstrecken, es ist aber ebenso möglich, dass sie nur einem Teilbereich des Formteils zugeordnet ist.
  • Bekannte derartige Formteile werden dadurch hergestellt, dass ein den Träger bildender Kunststoff an ein die Dekorschicht bildendes Material gespritzt wird.
  • Die Formteile weisen üblicherweise Befestigungselemente auf, mit denen sie beispielsweise in einem Fahrzeuginnenraum befestigbar sind. Diese sind in der Regel am Träger vorgesehen bzw. ausgebildet. Dies führt beim Abkühlen des den Träger bildenden Materials nach dem Einspritzen zu einem anderen Schwundverhalten des Materials im Bereich der Befestigungselemente als im restlichen Träger. Dies kann sich auch auf die Dekorschicht auswirken, beispielsweise können an der Sichtseite des Formteils oberhalb der Befestigungselemente Eindellungen auftreten.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formteil umfassend Dekorschicht und Träger anzugeben, bei dem die vorgenannten Nachteile des Stands der Technik überwunden sind, insbesondere keine vom Schwundverhalten des Trägers ausgehenden Deformationen der Dekorschicht auftreten.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Formteil, bei dem es sich insbesondere um ein Dekorteil und/oder Verkleidungsteil für einen Fahrzeuginnenraum handelt, umfasst eine Dekorschicht und einen Träger. Zwischen der Dekorschicht und dem Träger ist eine Verbindungslage vorgesehen ist, die mittels Spritzgießen zwischen Dekorschicht und Träger (zwischen einem die Dekorschicht bildenden Material und einem den Träger bildenden Material) eingespritzt ist und über die Dekorschicht und Träger aneinander angebunden sind. Diese Verbindungslage weist einen kleineren Elastizitätsmodul auf als der Träger, das heißt der Elastizitätsmodul des Materials der Verbindungslage ist kleiner als der Elastizitätsmodul der Trägermaterials. Mit anderen Worten: Die Verbindungslage ist elastischer als der Träger.
  • Beispielsweise liegt der Elastizitätsmodul typischer Träger bzw. Trägermaterialien wie PE, PP, ABS, PA, PPA oder ABS/PC-Blend bei über 2.000 N/mm2. Dies gilt erst recht für Träger aus Metall oder Hartschaum. Die gemäß der Erfindung vorgesehene Verbindungslage weist hingegen einen Elastizitätsmodul von unter 2.000 N/mm2 auf, insbesondere liegt der Elastizitätsmodul der Verbindungslage zwischen 100 und 2.000 N/mm2.
  • Die Vorteile des erfindungsgemäßen Formteils ergeben sich direkt aus der eingespritzten Verbindungslage. Der Träger mit seinen gegebenenfalls vorhandenen Befestigungselementen und anderen Ausformungen wird nicht mehr direkt an die Dekorschicht angespritzt, seine Anbindung an die Dekorschicht erfolgt vielmehr mittels der Verbindungslage. Der Träger ist beim Einspritzen der Verbindungslage bereits fertig ausgebildet, d. h. das den Träger bildenden Material ist bereits ausgehärtet und zumindest weitestgehend abgekühlt, so dass kein oder kein nennenswerter weiterer Schwund auftritt. Die Verbindungslage ist zwischen Dekorschicht und Träger eingebettet, sie weist keine Befestigungselemente oder andere markante Ausformungen oder Ähnliches auf. Daher härtet sie nach dem Einspritzen gleichmäßig aus, es ergeben sich hierbei keinerlei Deformationen, Verformungen oder Verzerrungen, die sich auf die Sichtseite der Dekorschicht auswirken, insbesondere keine Eindellungen auf der Sichtseite. Als weiterer Vorteil sorgt die Verbindungslage für eine stabile und dauerhafte Anbindung der Dekorschicht an den Träger. Von besonderer Bedeutung ist hierbei auch die im Vergleich zum Träger größere Elastizität der Verbindungslage. Diese trägt dazu bei, dass sich die Verbindungslage nach dem Einspritzen nicht mehr verformt oder zumindest nicht mehr derart erheblich verformt, dass sich dies auf die Sichtseite der Dekorlage auswirkt und dort beispielsweise zu Eindellungen führt.
  • Zweckmäßig ist, wenn sich die Verbindungslage zumindest vollständig unterhalb eines vorgesehenen Sichtbereichs des Formteils erstreckt. Bevorzugt erstreckt sich die Verbindungslage über das gesamte Formteil hinweg zwischen Dekorschicht und Träger und sorgt dadurch für eine feste und dauerhafte Anbindung zwischen Dekorschicht und Träger über das gesamte Formteil hinweg.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Verbindungslage eine zumindest im Wesentlichen konstante Dicke zwischen Dekorschicht und Träger auf. Dadurch wird die bereits angesprochene möglichst gleichmäßige Aushärtung der Verbindungslage nach dem Einspritzen unterstützt.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante besteht die Verbindungslage aus einem thermoplastischen Kunststoff.
  • Besonders zweckmäßig ist die Verwendung eines Materials mit im Vergleich zu üblichen Trägermaterialien wie PE, PP, ABS, PA, PPA oder ABS/PC-Blend geringem Schwund bei der Aushärtung nach dem Einspritzen, d. h. die Verwendung eines schwundarmen Materials.
  • Als vorteilhaft hat sich beispielsweise die Verwendung eines thermoplastischen Elastomers TPE oder eines thermoplastischen Elastomers auf Urethanbasis TPU für die Verbindungslage erwiesen. Der Elastizitätsmodul liegt bei diesne Materialien unterhalb von 2.000 N/mm2, insbesondere zwischen 100 und 2.000 N/mm2. Ein weiterer Vorteil dieser Materialien ist der im Vergleich zu üblichen Trägermaterialien wie PE, PP, ABS, PA, PPA oder ABS/PC-Blend geringe Schwund, was dazu beiträgt, dass sich die Verbindungslage nach dem Einspritzen nicht mehr verformt oder zumindest nicht mehr derart erheblich verformt, dass sich dies auf die Sichtseite der Dekorlage auswirkt und dort beispielsweise zu Eindellungen führt.
  • Zweckmäßigerweise ist der Träger im Vergleich zur Verbindungslage hart ausgebildet und sorgt somit für die erforderliche Härte und Steifigkeit des Formteils als Ganzes und ermöglicht somit den Einbau in einen Fahrzeuginnenraum.
  • Gemäß einer Weiterbildung weist der Träger mindestens ein Befestigungselement für die Anbringung des Formteils, insbesondere in einem Fahrzeuginnenraum, auf bzw. bildet dieses aus, beispielsweise durch anformen bei der Trägerherstellung. Beispielsweise kann dieses mindestens eine Befestigungselement einstückig mit dem Träger aus dem gleichen Material gebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass das mindestens eine Befestigungselement aus einem anderen Material als der Träger besteht und in diesen teilweise eingebettet oder an diesem befestigt ist, beispielsweise mittels Klebung.
  • Der Träger kann aus Metall und/oder Kunststoff und/oder Hartschaum (auch: Kompaktschaum; beispielsweise ein vergleichsweise harter PU-Schaum) bestehen oder Metall und/oder Kunststoff und/oder Hartschaum umfassen. Bei dem Metall kann es sich beispielsweise um Aluminium handeln.
  • Der Träger kann auch aus Kunststoff sein bzw. Kunststoff umfassen. Als Kunststoff für den Träger kommen sowohl Thermoplaste, beispielsweise PE, PP, ABS, PA, PPA oder ein Kunststoff-Blendsystem, beispielsweise ein ABS/PC-Blend, als auch Elastomere oder Duroplaste, beispielsweise auf einer Harzbasis, z. B. auf Basis ungesättigter Polyesterharze, in Betracht.
  • Der Elastizitätsmodul aller vorgenannten möglichen Trägermaterialien liegt typischer bei über 2.000 N/mm2.
  • Die Dekorschicht kann eine Holzfurnierlage oder eine Metalllage oder eine Folie, insbesondere eine Kunststoff- und/oder Metallfolie, oder eine Textil- oder Stofflage sein oder umfassen. Die Dekorschicht kann auch ein Verbundmaterial aus einer der vorgenannten Dekorlagen und einer weiteren Lage sein. Die weitere Lage dient beispielsweise der Stabilisierung der Dekorlage oder der Flexibilisierung der Dekorlage. Dies ist insbesondere bei Holzfurnier zweckmäßig.
  • Die erfindungsgemäßen Formteile können durch ein Verfahren hergestellt werden, das vorsieht, dass zunächst ein die Dekorschicht bildendes Material und ein den Träger bildendes Material in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt und dort derart positioniert werden, dass zwischen dem die Dekorschicht bildenden Material und dem den Träger bildenden Material im geschlossenen Spritzgießwerkzeug ein Hohlraum verbleibt. Anschließend wird ein die Verbindungslage bildendes Material in den Hohlraum zwischen dem die Dekorschicht bildenden Material und dem den Träger bildenden Material eingespritzt.
  • Zweckmäßigerweise werden das die Dekorschicht bildende Material und das den Träger bildende Material an gegenüberliegenden Seiten eines Formraums des Spritzgießwerkzeugs positioniert, beispielsweise das Dekormaterial in einer Oberform und das Trägermaterial in einer korrespondierenden Unterform. Nach dem Einlegen und dem Zufahren des Werkzeugs entsteht dann der Hohlraum.
  • Zweckmäßig ist, wenn sich der Hohlraum zumindest vollständig unterhalb eines vorgesehenen Sichtbereichs des herzustellenden Formteils erstreckt. Bevorzugt erstreckt sich der Hohlraum über das gesamte Formteil hinweg zwischen Dekorschichtmaterial und Trägermaterial.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Hohlraum eine zumindest im Wesentlichen konstante Dicke zwischen Dekorschichtmaterial und Trägermaterial aufweist. Dadurch wird die bereits angesprochene möglichst gleichmäßige Aushärtung der Verbindungslage nach dem Einspritzen unterstützt.
  • Bei dem die Verbindungslage bildenden Material kann ein thermoplastischer Kunststoff verwendet werden. Zweckmäßig ist die Verwendung eines schwundarmen Materials. Als vorteilhaft hat sich beispielsweise ein thermoplastischer Elastomer TPE oder eine thermoplastischer Elastomer auf Urethanbasis TPU erwiesen.
  • Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das die Dekorschicht bildende Material und/oder das den Träger bildende Material vor dem Einspritzen des die Verbindungslage bildenden Materials oder vor dem Einlegen in das Spritzgießwerkzeug vorgeformt wird entsprechend seiner späteren Form im Formteil. Diese Formung kann in einer eigenen Form oder Anlage erfolgen, aber gegebenenfalls auch in dem Spritzgießwerkzeug selbst, indem beispielsweise die Oberform ausgewechselt wird und dadurch zunächst der Träger mittels Spritzgießen herstellbar ist. Alternativ kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass die Dekorschicht und/oder der Träger ihre endgültige Form erst durch das Einspritzen des die Verbindungslage bildenden Materials erhalten.
  • Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegende, schematische Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen
  • 1 zeigt in einer schematischen Querschnittsdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Formteils 10. Das Formteil 10 umfasst eine Dekorschicht 11 an der in einem eingebauten Zustand als Sichtseite vorgesehenen Seite des Formteils 10. Auf die Dekorschicht 11 folgt eine Verbindungslage 12 mit im Wesentlichen konstanter Dicke. An die Verbindungslage 12 schließt sich auf der der Dekorschicht 11 gegenüber liegenden Seite der Verbindungslage 12 ein harter Träger 14 aus Kunststoff oder Metall, insbesondere Aluminium, oder Hartschaum an, der Befestigungselemente 13 ausbildet, über die das Formteil 10 in einem Fahrzeuginnenraum als Dekor- bzw. Verkleidungsteil angebracht werden kann.
  • Bei der Herstellung wird ein die Verbindungslage 12 bildendes Material mittels Spritzgießen zwischen ein die Dekorschicht 11 bildendes Material und ein den Träger 14 bildendes Material gespritzt.
  • Gemäß der Erfindung werden somit Dekorschicht und Träger eines Formteils mittels Einspritzen eines thermoplastischen Kunststoffs verklebt. Hierzu werden Trägermaterial und Dekorschichtmaterial in einem Spritzgießwerkzeug positioniert und anschließend zwischen diese beiden Schichten ein thermoplastisches Material eingespritzt, durch das Träger und Dekorschicht zu einem Bauteil, dem herzustellenden Formteil, verbunden werden.
  • Neben den bereits angesprochenen Vorteilen sei noch erwähnt, dass das erfindungsgemäße Formteil und das Verfahren eine werkzeugfallende Außenkontur ermöglichen, d. h. das Formteil lässt sich dem Spritzgießwerkzeug gleich in der vorgesehenen endgültigen Form entnehmen. Selbstverständlich können aber auch weitere Bearbeitungsschritte vorgesehen werden, wenn gewünscht beispielsweise ein Lackieren oder eine Oberflächenbearbeitung. Das erfindungsgemäße Verfahren mit der Verklebung mittels Einspritzen ermöglicht kurze Zykluszeiten des Herstellungsverfahrens. Ferner ist auch das Vorsehen haptischer Elemente an der Sichtseite des Formteils möglich, ebenso eine Antiknarz-Ausbildung bzw. eine Antiknarz-Beschichtung.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Formteil
    11
    Dekorschicht
    12
    Verbindungslage
    13
    Befestigungselement
    14
    Träger

Claims (7)

  1. Formteil (10), insbesondere Dekorteil und/oder Verkleidungsteil für einen Fahrzeuginnenraum, umfassend eine Dekorschicht (11) und einen Träger (14), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dekorschicht (11) und dem Träger (14) eine Verbindungslage (12) vorgesehen ist, die mittels Spritzgießen zwischen Dekorschicht (11) und Träger (14) eingespritzt ist und über die Dekorschicht (11) und Träger (14) aneinander angebunden sind, wobei die Verbindungslage einen kleineren Elastizitätsmodul als der Träger aufweist.
  2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslage eine zumindest im Wesentlichen konstante Dicke zwischen Dekorschicht und Träger aufweist.
  3. Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslage aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht.
  4. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslage aus einem thermoplastischen Elastomer TPE oder einem thermoplastische Elastomer auf Urethanbasis TPU besteht.
  5. Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass der Träger (14) mindestens ein Befestigungselement (13) für die Anbringung des Formteils (10), insbesondere in einem Fahrzeuginnenraum, aufweist oder ausbildet.
  6. Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass der Träger (14) aus Metall und/oder Kunststoff und/oder Hartschaum besteht oder Metall und/oder Kunststoff und/oder Hartschaum umfasst.
  7. Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Dekorschicht (11) eine Holzfurnierlage oder eine Metalllage oder eine Folie, insbesondere eine Kunststoff- und/oder Metallfolie, oder eine Textil- oder Stofflage ist oder umfasst.
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