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Technischer Bereich
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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugzierleiste, die auf ihrer verdeckten Rückseite eine Schmelzkleberdichtung umfasst, die für Funktionen der Abdichtung oder Versiegelung geeignet ist.
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Stand der Technik
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Die Außenzierleisten von Fahrzeugen sind bekannt als Verkleidungen der Halterungen oder der an die Fenster angrenzenden Stützen, um das ästhetische Erscheinungsbild dieses Bereichs des Fahrzeugs zu verbessern. Neben dem ästhetischen Zweck erfüllen diese Komponenten auch andere mechanische Funktionen, wie zum Beispiel das Verdecken von Verbindungselementen, die Führung für bewegliche Teile oder das Einbinden anderer möglicher Funktionen im Zusammenhang mit der Abdichtung, der Schwingungsdämpfung oder anderen. Somit umfasst diese Art von Zierleisten in der Regel einen dekorativen Teil und einen Strukturteil. Der Strukturteil wird verdeckt, sobald die Zierleiste am Fahrzeug montiert ist, und kann die genannten mechanischen Funktionen ausführen. Insbesondere ist die Verwendung und Einbindung von Schaumstoffen auf der Rückseite des Strukturteils der Zierleiste üblich, um die Zierleiste luft- und wasserdicht zu machen oder zu anderen möglichen mechanischen Funktionalitäten beizutragen.
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Es existieren per Hand zu verlegende Schaumstoffe mit offenen oder halb geschlossenen Zellen, in Form von Längsstreifen aus Ethylen-Propylen-DienKautschuk (EPDM), Polyurethan-Schaumstoff (PUR) oder anderen Materialien. Diese Schaumstoffstreifen sind auf einer Längsseite mit Klebstoff versehen, wobei der Klebstoff durch einen abnehmbaren Papierstreifen geschützt ist, wodurch seine Befestigung auf der Rückseite der Zierleiste ermöglicht wird.
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Die fortschreitende Entwicklung von Polyurethan-Schaumstoffen für diese Art des Auftragens ist bemerkenswert, wobei sowohl Zwei- als auch Einmaterial-Schaumstoffe in den derzeit auf dem Markt befindlichen Fahrzeugzierleisten verwendet werden. Einkomponenten-PUR-Dichtungen können zwei Arten von Klebstoffen enthalten, die einen Wärmeaushärtungsprozess (hartes Polyurethan) oder Aushärtung durch Feuchtigkeit (elastisches Polyurethan) erfordern. Die Zweikomponenten-PUR-Dichtungen werden vor Ort direkt auf die Zierleiste aufgeschäumt, durch eine Reaktion einer ersten Komponente (Polyol), welche die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Abdichtungsschaumstoffs bestimmt, mit einer zweiten Komponente (Isocyanat), welche die chemische Reaktion auslöst und die Geschwindigkeit der Reaktion bestimmt. Sowohl Ein- als auch Zweimaterial-PUR-Schaumstoffe können halbautomatisch aufgetragen werden, mittels automatisierter Pistolenspender, die das Mischen der Materialien und deren Auftragen steuern.
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Trotz der weit verbreiteten Verwendung dieser Art von Schaumstoffen ist die Polyurethan-Verarbeitungstechnologie in der Regel mit hohen Investitionen in die erforderlichen Anlagen und langen Produktionszeiten verbunden, zum Beispiel wegen der Wartezeiten für eine angemessene Aushärtung.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugzierleiste mit einer alternativen Dichtung zu herkömmlichen Polyurethan-Dichtungen bereitzustellen, die für diese Art von Elementen erforderlichen Funktionalitäten geeignet ist.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Gegenstand der Erfindung ist eine Fahrzeugzierleiste mit einem im Spritzgussverfahren hergestellten Strukturteil aus thermoplastischem Material, wobei dieser Strukturteil verdeckt wird, sobald die Zierleiste am Fahrzeug montiert ist. Die Zierleiste ist zusätzlich versehen mit einer durch Einblasen von Gas aufgeschäumten Schmelzkleberdichtung. Diese Dichtung ist mit dem Strukturteil der Zierleiste verklebt.
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Schmelzkleber ist ein Material, das auch unter der englischen Bezeichnung „hot melt“ bekannt ist. Es handelt sich um ein thermoplastisches und bei Raumtemperatur festes Material, das durch Schmelzen auf eine Oberfläche aufgetragen wird und beim Abkühlen unter seinen Schmelzpunkt an dieser verklebt. Die Erfindung beruht darauf, dass die herkömmliche Polyurethan-Dichtung dieser Art von Zierleiste durch eine „Hotmelt“-Dichtung ersetzt wird, vorzugsweise bestehend aus Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS), welches bei hoher Temperatur geschmolzen und durch Einblasen von Luft oder Stickstoff aufgeschäumt wird. Gemäß der Erfindung ermöglicht der Einsatz der Thermoplast-Spritzgusstechnologie und der „Hot-melt“-Technologie in Kombination mit einer geeigneten Materialauswahl es, eine Dichtung mit guter Haftung am Strukturteil der Zierleiste zu erreichen, ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Behandlungen zur Verbesserung oder Gewährleistung der Haftung.
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Des Weiteren wird der Herstellungsprozess der Dichtungen durch das Ersetzen von Polyurethan-Schaumstoffen (PUR) durch SEBS-Dichtungen günstiger und einfacher, wodurch auch zur Verbesserung der Recyclingfähigkeit der Zierleiste beitragen wird, da SEBS im Gegensatz zu PUR recycelt und für denselben Zweck wiederverwendet werden kann.
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Figurenliste
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Die Einzelheiten der Erfindung sind in den beigefügten Figuren dargestellt, wobei diese nicht als Einschränkung der Tragweite der Erfindung zu verstehen sind:
- - 1 zeigt Vorder- und Rückansicht einer Zierleiste nach Stand der Technik, die Ein- oder Zweikomponenten-Polyurethan-Schaumstoffe enthält, die nach herkömmlichen Prozessen hergestellt wurden.
- - 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zierleiste, versehen mit einer verklebten SEBS-Dichtung.
- - 3 zeigt eine Darstellung der Abmessungen der Dichtung aus 2.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt schematisch Vorder- und Rückansicht einer Zierleiste (101) nach Stand der Technik, mit einem dekorativen Teil (102) und einem Strukturteil (103). Der Strukturteil (103) enthält auf der Rückseite eine thermostabile Polyurethan-Dichtung (104) der im einleitenden Abschnitt dieses Dokuments beschriebenen Art. Einer der kritischen Punkte beim Einbinden dieser Art von Dichtung in die Zierleisten ist das Erreichen einer ausreichenden Haftung. Bei herkömmlichen Verfahren, die auf der Verwendung von Polyurethan-Dichtungen (104) basieren, ist es oft erforderlich, irgendeine Art von Oberflächenbehandlung des Strukturteils (103) vorzunehmen, zum Beispiel einen Flammprozess zur Verbesserung der Haftung der PUR-Dichtung.
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Die vorliegende Erfindung schlägt eine thermoplastische Zierleiste vor, die im Spritzgussverfahren hergestellt wird und mit einer Dichtung versehen ist, die mit Hilfe der „Hot-melt“-Technologie hergestellt wird. In 2 wird eine spezielle, nicht einschränkende Ausführungsform einer Zierleiste (1) gemäß der Erfindung dargestellt, versehen mit einem dekorativen Teil (2) und mit einem Strukturteil (3), die im Spritzgussverfahren aus Thermoplasten hergestellt werden. Gemäß der Erfindung ist die Zierleiste (1) mit einer Schmelzkleberdichtung (4) versehen. Die Dichtung (4) wird im Heißverfahren auf den Strukturteil (3) der Zierleiste (1) am Ausgang der Maschine aufgetragen, wo der Spritzgussprozess stattfindet. Auf diese Weise begünstigen die hohen Temperaturen auf der Oberfläche der Zierleiste (1) am Ausgang des Spritzgießprozesses eine gute Haftung der Dichtung (4) auf dem Thermoplast des Strukturteils (3).
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Vorzugsweise wird die Dichtung (4) aus SEBS-Schmelzkleber hergestellt, der bei hoher Temperatur geschmolzen und durch Einblasen von Gas aufgeschäumt wird, wobei das Gas Luft oder Stickstoff ist. Somit ist im Rahmen der Erfindung die Auswahl des am besten geeigneten Schmelzklebers, vorzugsweise SEBS, nicht nur auf seine guten Widerstandseigenschaften, Flexibilität und einfache Verarbeitung zurückzuführen, sondern auch auf eine ideale Kompatibilität mit dem Spritzgussprozess, der zur Herstellung der Zierleiste (1) verwendet wird.
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Es wurde die Eignung verschiedener Schmelzklebertypen in Bezug auf das Spritzgussverfahren untersucht, und es wurden durch das Auftragen von SEBS auf im Spritzgussverfahren aus ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat) geformte Teile angemessene Haftungsergebnisse erzielt.
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Die Einbindung der SEBS-Dichtung (4) gemäß der Erfindung vereinfacht und reduziert die Kosten des Herstellungsprozesses und die für die Einbindung der Dichtung (4) erforderlichen Ressourcen hinsichtlich der Polyurethan-Technologie. Wie in der 1 schematisch dargestellt 1, kann es sich nach herkömmlicher Technik um Ein- (1K) oder Zweikomponenten-PUR (2K) handeln. Im Prinzip ist die Verarbeitung von Einkomponenten-PUR (1K) im Vergleich zu Zweikomponenten-PUR (2K) einfacher in den Herstellungsprozess der Zierleiste (101) zu integrieren. Allerdings verlangsamt oder verteuert die Aushärtungsphase im PUR-1K-Verfahren den Prozess. Als Klebfreizeit oder „tack-free time“ wird die Zeit bezeichnet, die nach dem Auftragen der Dichtfuge benötigt wird, um die Oberfläche klebfrei zu machen: nach Ablauf dieser Verzögerung ist es möglich, die Dichtung zu berühren und zu manipulieren, ohne sie zu beschädigen, nachdem sich durch den Kontakt mit der Luft ein Schutzfilm gebildet hat. Bei elastischen PUR 1K-Schaumstoffen ist die Aushärtung durch Luftfeuchtigkeit langsam, wobei es möglich ist, sie auf Kosten höherer Ausrüstungsausgaben zu beschleunigen. Zum Beispiel kann eine Aushärtung durch Feuchtigkeit durch Sprühen und Infrarotlampen durchgeführt werden, mit dem Ziel, die Zeit bis zum Erreichen des „Tack-Free“-Zeitpunktes der PUR 1 K-Dichtung zu verkürzen. Bei PUR 2K-Hartschaumstoffen bringt die Wärmeaushärtung eine Verbesserung der „Tack-Free“-Zeit in einer Größenordnung von 5 bis 10 Minuten mit sich, wobei diese Technologie jedoch mit hohen Energie- und Investitionskosten verbunden ist, da für die Aushärtung ein Ofen verwendet werden muss. Andererseits ist die Einbindung der PUR 2K-Technologie in den Herstellungsprozess der Zierleiste komplexer. Zum Auftragen des Schaumstoffes vor Ort auf die Zierleiste (101) ist ein kontinuierlicher Materialnachschub in einem Auftragekopf erforderlich, in dem das 2K-Mischen und Aufschäumen bei einer bestimmten und zu kontrollierenden Temperatur stattfindet, was einen zusätzlichen Spül- und Materialrückführungsprozesse erforderlich macht. In diesem Fall ergibt sich nach reaktionsbasierter Aushärtung eine „Tack-Free“-Zeit in der Größenordnung von 2 bis 20 Minuten.
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Die für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Schmelzkleberdichtung erforderlichen Anlagen und Prozesse sind einfacher und kostengünstiger. Wie im Blockdiagramm der in 2 gezeigten Ausführungsform dargestellt, erfolgt die Verklebung der SEBS-Dichtung auf der Zierleiste (1) im Heißverfahren am Ausgang des Spritzgussprozesses, durch welchen der Strukturteil (3) hergestellt wird. Die Verklebung kann durch einfaches Dosieren des SEBS-Produkts erfolgen, das nach einer Erhitzungsphase zum Schmelzen des Schmelzklebers und einem Pumpvorgang zur Dosierung von Luft oder Stickstoff zum Einblasen des Schmelzklebers erhalten wird. Die Aushärtung vollzieht sich einfach und schnell, zum Beispiel durch Umgebungsfeuchtigkeit, wodurch im Gegensatz zur herkömmlichen PUR-Technologie eine angemessene „tack-free“ ohne die Notwendigkeit langer Aufwärm- und Aushärtezeiten und ohne Einsatz zusätzlicher Geräte erreicht wird. Wahlweise beträgt die „Tack-Free“-Zeit der Dichtung (4) weniger als 5 Minuten, vorzugsweise 2 bis 3 Minuten.
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3 zeigt das Größenverhältnis zwischen Höhe und Breite der SEBS-Dichtung der besonderen Ausführungsform aus 2. Wie in der Figur zu sehen ist, liegt die Breite der Dichtung (4) in der Größenordnung des 1,7- bis 1,8-fachen der Höhe H der Dichtung (4). Diese Dimensionen der Dichtung (4) bieten Materialeinsparungen im Vergleich zu aus hartem PUR 1K oder PUR 2K hergestellten Dichtungen (104).
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Wahlweise besteht die Dichtung aus einem wiederverwertbaren Schmelzkleber (eine Art von Klebstoff, der eine bestimmte Anzahl von Malen neu positioniert werden kann, ohne dass der Klebstoff beschädigt wird). Im Falle von SEBS-Dichtungen (4) wie in 2 erzielt man mit diesem besonderen Schmelzklebertyp eine bessere „Tack-Free“, auch wenn die Eigenschaft der Wiederverwertbarkeit keine im Rahmen der vorliegenden Erfindung angestrebte Funktionalität des Schmelzklebers ist.
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Zusammenfassend erbringt die Erfindung eine durch Einblasen von Gas aufgeschäumte Schmelzkleberdichtung (4) und weist gleichzeitig folgende Vorteile auf:
- - gute Haftung auf dem Strukturteil (3) der Zierleiste, ohne die Notwendigkeit spezifischer Verfahren zur Verbesserung hinsichtlich Haftung,
- - ein im Vergleich zu Zierleisten (101), die mit thermostabilen Polyurethan-Dichtungen versehen sind, einfacherer, günstigerer und umweltfreundlicherer Herstellungsprozesses und
- - eine angemessene Klebfreizeit („tack-free time“).
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Fahrzeug mit einer Zierleiste, die mit einer Schmelzkleberdichtung (4) mit den angegebenen Eigenschaften versehen ist.
