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Die
Erfindung betrifft ein Element zum Belag des Fußbodens eines Kraftfahrzeugs,
eine Architektur zur Montage eines Elementes in einem Fahrzeug und
eine Gruppe zum Belag des Fußbodens
mit mindestens einem solchen Element.
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Es
ist bekannt, Elemente zum Belag von Fußböden aus einem wärmegeformten
Verkleidungsmaterial wie z. B. Bodenteppich herzustellen.
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Wenn
das Verkleidungsmaterial an sich – wie im Fall eines Bodenteppichs – nicht
wärmeformbar ist,
ist es bekannt, um ihm Geometrie zu verleihen, die der des Fahrzeugbodens
entspricht, auf seiner Rückseite
eine Unterschicht aus wärmeformbarem Material
anzubringen, wonach das so vorbereite Verkleidungsmaterial wärmegeformt
wird, so das nach entsprechendem Zuschnitt der Außenkante
bzw. Ausschnitten auf der Innenfläche ein Bodenbelagelement gebildet
wird, das den Erwartungen entspricht.
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Die
Etappe des Wärmeformens
erfordert den Einsatz von komplexen Maschinen und Werkzeugen und
zwar umso mehr, als die Bodenbelagelemente groß sind.
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Weiterhin
erfordert sie eine sehr genaue Regelung der Heizparameter und Kontrolle
der verwendeten Werkstoffe, da bereits minimale Streuungen dieser
Parameter erhebliche Dimensionsschwankungen „nach der Schrumpfung" sowie eine unregelmäßige Formstabilität der produzierten
Elemente verursachen können.
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Zudem
besteht dabei einerseits die Schwierigkeit, die Wärmeformung
bei komplexen geometrischen Formen anzuwenden, da das Verkleidungsmaterial,
wenn er zu stark gestreckt wird, nicht akzeptable Mängel in
Bezug auf sein Aussehen aufweist und andererseits die Schwierigkeit,
Hinterschneidungen zu bilden. Darüber hinaus gibt das Wärmeformen
nicht die Möglichkeit,
geometrische Motive zu erzielen, da diese in den gestreckten Zonen
des Verkleidungsmaterials beeinträchtigt werden.
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Weiterhin
macht es die Wärmeformtechnik erforderlich,
ein Verkleidungsmaterial zu verwenden, der insbesondere hinsichtlich
Zusammensetzung, Farbe und Oberflächenmasse einheitlich ist.
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Andererseits
erfordert das Wärmeformen
die Verwendung eines Verkleidungsmaterialteils, das auf der Außenkante
Ränder
besitzt, um ihn bei der Wärmeformung
festzuhalten. Diese Ränder
werden anschließend
beim Zu- und Ausschneiden
entfernt. Aus diesem Grund fallen beim Zu- und Ausschneiden nach
dem Wärmeformen
des Verkleidungsmaterials erhebliche Mengen Abfall an, wobei die
Verschnittreste nur schwer weiterverwendet werden können. Dies
hat wiederum erhebliche Mehrkosten, die sowohl mit dem anfallenden
Verschnitt, als auch mit dem Zu- und Ausschneiden zusammenhängen, sowie
nachteilige Auswirkungen auf die Umwelt zur Folge.
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Im Übrigen ist
in den heutigen Fahrzeugen oft vorgesehen, in dem Bodenbelagelement
verschiedene Funktionselemente bzw. funktionelle Organe zu integrieren. Als
Beispiele solcher Funktionselemente seien Luftleitungen, Kabelführungen,
Lüftungsöffnungen,
Befestigungselemente am Boden oder für Überteppiche, Energie absorbierende
Stoßdämpfer bei
Kollision, Gummimatte unter den Pedalen, Fußstütze (verstellbar oder nicht),
Zugangsklappen, Gehäuse,
Anschlag für
Gaspedal, Aufnahme für Beleuchtungskörper, Verkleidung
der Türschwelle usw.
genannt.
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Wenn
das Bodenbelagelement durch Wärmeformen
gebildet wird, ist es nicht möglich,
solche Funktionselemente direkt darin zu integrieren, was bedeutet,
dass sie nachträglich
daran angebracht werden müssen,
was wiederum mit Zeitaufwand und Mehrkosten verbunden ist.
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Dies
gilt beispielsweise für
die Gummimatte unter den Pedalen, die gewöhnlich nach dem Wärmeformen
des Bodenbelagelements darauf festgeschweißt wird. Dieses Schweißen, insbesondere
an einem großformatigen
dreidimensionalen Teil, stellt einen komplexen und kostspieligen
Arbeitsschritt dar.
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In
dem Dokument
GB-A-2171902 ist
ein Bodenbelagelement nach dem Oberbegriff des 1. Patentanspruchs
beschrieben.
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Die
Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu vermeiden, indem ein
Bodenbelagelement vorgeschlagen wird, dessen Herstellungsparameter
leicht zu kontrollieren sind, das eine gute Formbeständigkeit
und ein optimiertes Aussehen aufweist sowie eine große Freiheit
hinsichtlich Formen und Motive zulässt, im Hinblick auf die Umweltfreundlichkeit
vorteilhafter ist und eine leichte Integration von Funktionselementen
ermöglicht.
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Dazu
wird nach einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ein Element zum
Belag des Fußbodens
eines Kraftfahrzeug-Innenraums vorgeschlagen, das eine Vorderseite
und eine Hinterseite umfasst, wobei das Element eine sehr dünne dreidimensionale
Struktur aus gespritztem Plastikmaterial besitzt, während die
Struktur mindestens eine Öffnung besitzt,
die durch mindestens einen, im Umfang mit der Öffnung verbundenen, aus einem
Verkleidungsmaterial hergestellten Einsatz abgedeckt ist, während die
Vorderseite des Elementes aus mindestens dem Verkleidungsmaterial
und dem gespritzten Plastikmaterial der Struktur gebildet ist.
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Die
Herstellung einer Struktur aus gespritztem Kunststoff ermöglicht eine
große
Freiheit in Bezug auf die Formen und damit eine feine Anpassung des
Bodenbelagelements an die Geometrie des Fahrzeugbodens. Weiterhin
unterliegt Kunststoff nach dem Ausformen und Abkühlen keinen wesentlichen Dimensionsschwankungen.
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Unter „Verkleidungsmaterial" ist hierbei jedes beliebige
Material für
Bodenbeläge
zu verstehen, das von dem die Basis der Struktur bildenden Kunststoff zu
unterscheiden ist. Als Beispiele für ein solches Verkleidungsmaterial
seien genadelter Bodenteppich, Nadelflor-Bodenteppich, TPO-Haut
(Polyolefin), Holz usw. genannt
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In
der weiteren Beschreibung wird zur Bezeichnung des Verkleidungsmaterials
der Begriff „Bodenteppich" bzw. „Teppichboden" verwendet, der im weitesten
Sinne des Worts zu verstehen ist und somit das gesamte oben angegebene
Verkleidungsmaterial einbezieht.
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Nach
einer Ausführungsform
kann die Geometrie des Einsatzes im Wesentlichen entwickelt werden.
Damit besteht die Möglichkeit,
die nach dem bisherigen Stand der Technik erforderliche Etappe des
Wärmeformens
zu vermeiden. Unter „Geometrie entwickeln
können" ist hierbei zu verstehen,
dass die Geometrie kein wesentliches Strecken des Bodenteppichs
bewirkt. Dieser kann jedoch aufgrund seiner Eigenelastizität in begrenztem
Umfang einer Streckung unterzogen werden.
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Im Übrigen werden
dabei auch die Abfälle durch
Verschnitt begrenzt, da die Einsätze
aus flach zugeschnittenen Bodenteppich-Formaten gebildet werden,
was einen wesentlich geringeren Verschnitt als bei einem Zuschnitt
von dreidimensionalen Elementen – insbesondere auf der Außenkante – bedeutet.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
kann die Geometrie nicht entwickelt werden. Um hierbei die Etappe
des Wärmeformens
des Bodenteppichs zu vermeiden, kann der Einsatz aus mindestens
zwei Teilen gebildet werden, die über mindestens einen Teil ihrer
jeweiligen Umrisse einander zugeordnet sind, wobei der Einsatz vor
seiner Zuordnung zur Struktur kein flaches Profil aufweist.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
besitzt die aus entsprechendem Material gebildete Struktur mindestens
ein Funktionselement, was im Hinblick auf die Leichtigkeit der Herstellung
und die Kosten vorteilhaft ist.
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Nach
einem zweiten Gesichtspunkt betrifft die Erfindung eine Architektur
zur Montage eines der oben beschriebenen Elemente in einem Fahrzeug.
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Nach
einem dritten Gesichtspunkt betrifft die Erfindung eine Gruppe von
Bodenbelagelementen eines Kraftfahrzeug-Innenraums, die mindestens
eines der oben beschriebenen Elemente besitzt.
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Weitere
Kennzeichen und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor.
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1 ist
eine perspektivische schematische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Bodenbelagelements.
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2 ist
eine perspektivische schematische Teilansicht verschiedener Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Einsatzes.
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3 ist
eine perspektivische schematische Teilansicht eines Querschnitts
durch ein erfindungsgemäßes Bodenbelagelement,
das nach einem speziellen Verfahren im Fahrzeug eingebaut ist.
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4 ist
eine perspektivische schematische Teilansicht einer Gruppe von Bodenbelagelementen, die
mindestens eines der oben beschriebenen Elemente besitzt.
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In
Bezug auf 1 wird zunächst ein Bodenbelagelement 1 beschrieben,
das eine Vorderseite 2 und eine Hinterseite 3 besitzt,
wobei die Vorderseite 2 für die Fahrzeuginsassen sichtbar
ist.
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Das
Element 1 besitzt eine weitgehend dünnwandige Struktur 4 aus
gespritztem Kunststoff. Die Struktur 4 besitzt mindestens
eine Öffnung 5,
wobei die Öffnung
durch mindestens einen, im Umfang mit der Öffnung verbundenen, aus Verkleidungsmaterial
hergestellten Einsatz 6 abgedeckt ist.
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Die
Vorderseite 2 des Elements 1 ist aus dem Verkleidungsmaterial
und dem Kunststoff der Struktur 4 geformt.
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Die
Struktur 4 ist vorzugsweise aus einem abriebfesten Kunststoff,
z. B. aus ggf. glasfaserverstärktem
Polypropylen gefertigt, und besitzt ggf. ein ästhetisch vorteilhaftes, körniges Aussehen.
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Die
Einsätze 6 sind – wie dargestellt – vorzugsweise
weitgehend flach. Sie können
natürlich auch
aus einem Verkleidungsmaterial mit unterschiedlichem Aussehen (Farbe,
Textur usw.) und/oder unterschiedlicher Zusammensetzung bestehen.
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In
einer Variante kann mindestens ein Einsatz 6 eine nicht
flache Geometrie besitzen, die entwickelt werden kann. Wie in 2a dargestellt, kann der Einsatz 6 einen
Knick 16 aufweisen. Um die mechanische Festigkeit des Knickes 16 zu
gewährleisten,
kann vorgesehen werden, ihm – z.
B. durch Schweißen – ein Profil 27 zuzuordnen,
das eine gewisse Steifheit besitzt und z. B. aus Kunststoff besteht.
In diesem Fall besitzt der Einsatz 6 weitgehend seine endgültige Geometrie
bereits vor seinem Zusammenbau mit der Struktur 4.
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Um
ein Entwickeln des Einsatzes 6 zu ermöglichen, können auf eine nicht dargestellte
Weise ein oder mehrere radiale Schlitze auf der Außenkante des
Einsatzes vorgesehen werden. Unter „radialen" Schlitzen sind dabei solche Schlitze
zu verstehen, die weitgehend in Richtung auf den Mittelpunkt des
Einsatzes 6 hin ausgerichtet sind. Ein Schlitz kann dabei je
nach der gewünschten
Geometrie unterschiedliche Formen aufweisen: Einfacher Schlitz,
V-förmiger Schlitz
usw.
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Nach
einer weiteren Variante kann mindestens ein Einsatz 6 keinen
kein flaches Profil aufweisen, das nicht entwickelt werden kann.
Wie in 2b und 2c dargestellt,
kann der Einsatz 6 aus mindestens zwei Teilen 11, 12 bestehen,
die auf mindestens einem Teil 13, 14 an ihren
jeweiligen Außenkanten aufeinander
zugeordnet sind, so dass der Einsatz 6 in diesem Fall vor
seinem Zusammenbau mit der Struktur 4 keine flache Geometrie besitzt.
Die beiden Teile können
sich hinsichtlich Aussehen und/oder Zusammensetzung voneinander
unterscheiden.
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Diese
Zuordnung kann auch durch ein Verbindungselement 15, z.
B. ein Profil aus Kunststoff erfolgen, wobei die Teile 13, 14 ihrer
jeweiligen Außenkanten
z. B. durch Schweißen
miteinander verbunden sind. Das Element 15 kann eine gewisse Steifheit
besitzen, um die einwandfreie Anpassung des Einsatzes 6 an
seine gewünschte
Geometrie zu gewährleisten.
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In 2b bzw. 2c ist
die Anbringung des Verbindungselements 15 jeweils auf der
Vorderseite 2 bzw. auf der Rückseite 3 dargestellt.
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Nach
der in 1 dargestellten Ausführungsart besitzt das Element 1 mindestens
einen Fußraum 7,
d. h. eine wannenförmige
Form, in der die Füße der Fahrzeuginsassen
Platz finden sollen, wobei ein Einsatz 6 am Boden des Fußraums vorgesehen
ist. Generell kann vorgesehen werden, Einsätze 6 vorzugsweise
in den für
die Insassen sichtbaren Bereichen anzuordnen. So kann vorgesehen
werden, dass die Bereiche unter den Sitzen mit einer offenen Struktur
versehen sind, d. h. der Kunststoff dort sichtbar ist.
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Nach
der in 1 dargestellten Ausführungsart besitzt die aus entsprechendem
Material gefertigte Struktur 4 mindestens ein Funktionselement wie
z. B. eine Lüftungsöffnung 8 oder
eine Verkleidung an der Türschwelle 9 des
Fahrzeugs.
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Weitere,
aus entsprechendem Material gefertigte Funktionselemente können vorgesehen
werden: Luftleitungen, Elemente zum Befestigen des Elements 1 am
Boden des Fahrzeugs, Elemente zum Befestigen der Einsätze 6 an
der Struktur 4, Stoßdämpfer zum
Absorbieren von Energie bei einer Kollision, Gummimatten unter den
Pedalen, Fußstützen (verstellbar
oder nicht), Befestigungen für Überteppiche,
Klappen zum Zugang zu Fächern
unter dem Element 1, Schaltkästen, Anschlag für Gaspedal,
Aufnahme für
Beleuchtungskörper
usw.
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Was
die Fersenstütze
betrifft, so kann auch vorgesehen sein, dass diese nachträglich angebracht
wird. In 1 ist schematisch das nachträgliche Anbringen
der Gummimatte 10 beim Zusammenbauen von Einsatz 6 und
Struktur 4 dargestellt. Dabei kann die Verbindung zwischen
Gummimatte 10 und Element 1 auf beliebige Art
erfolgen: Clipsen, Kleben usw.
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Nach
einer – nicht
dargestellten – Variante kann
die Gummimatte auf dem Einsatz 6 oder auf einem Teil davon
angeschweißt
werden, bevor der Einsatz 6 mit der Struktur 4 zusammengebaut
wird. Das dabei erforderliche Schweißen ist gegenüber der
bisherigen Technik insofern einfacher, als der Einsatz 6 bzw.
der betreffende Teil davon ein flaches Profil aufweist und seine
Größe begrenzt
ist.
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Nach
einer – nicht
dargestellten – Variante kann
der Einsatz 6 mit der Struktur 4 durch lösbare Mittel
wie Clips oder Klettverschlüsse
verbunden werden. Damit besteht die Möglichkeit, beschädigte Einsätze 6 auszuwechseln,
das Reinigen zu erleichtern, eine Modularität des verwendeten Verkleidungsmaterials
anzuwenden usw.
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Wenn
der Einsatz 6 ein Bodenteppich ist, kann er eine versteifende
Unterschicht – z.
B. aus einem Kunststoff wie Polyethylen – besitzen, um ihm mehr mechanische
Festigkeit zu verleihen. Aufgrund der vorhandenen Struktur 4,
die eine gewisse Steifheit besitzt, kann jedoch ein sehr flexibler
Bodenteppich verwendet werden, was sich als sehr komplex erweist,
wenn das Element 1 durch Wärmeformen gebildet wird, da
das dabei hergestellte Element eine geringe mechanische Festigkeit
besitzt.
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Nach
einer – nicht
dargestellten – Ausführungsart
besitzt das Element 1 weiterhin auf seiner Rückseite 3 eine
Schicht aus porösem
oder faserigem Material zur Schalldämmung. Diese Schicht kann mit
einer Schicht mit hoher Dichte verbunden sein, um eine Isolation
vom Typ „Federmasse" zu erhalten. In
einer Variante kann die Schicht mit hoher Dichte auch ohne Schicht
aus porösem
oder faserigem Material angebracht sein.
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In 3 ist
der Einbau eines Bodenbelagelements 1 im Fahrzeug bei einer
speziellen Ausführungsart
dargestellt. Das Element 1 besitzt eine Struktur 4 in
Verbindung mit einem Einsatz 6. Daneben besitzt es auch
eine Türschwellenverkleidung 9 aus
einem entsprechenden Material.
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Unter
Bezugnahme auf 3 wird im nachfolgenden der
Einbau des oben beschriebenen Elements 1 im Fahrzeug beschrieben.
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Das
Element 1 wird auf den Zwischenboden bzw. Doppelboden 22 aufgelegt,
der z. B. aus gespritztem Kunststoff besteht und insbesondere dazu dient,
den Fahrzeugboden flach zugestalten und Raum zum Verlegen von Kabeln,
Anbringen von Fächern
usw. zu schaffen. Der Zwischenboden 22 besitzt Fußelemente 26 aus
entsprechendem Material, die auf der Bodenstruktur des Fahrzeugs 24 aufliegen,
die z. B. aus Stahlblech besteht. Flexible Endstücke 23, die z. B.
aus Schaumstoff gefertigt sind, sind an den freien Enden der Fußelemente 26 vorgesehen,
um die Schalldämmung
zu gewährleisten. Weiterhin
ist ebenfalls aus Schalldämmungsgründen eine
flexible Schicht aus porösem
oder fasrigem Material – z.
B. aus geschlitztem Schaumstoff 21 – zwischen dem Element 1 und
dem Zwischenboden 22 vorgesehen. Das Element 1 kann
mit dem Zwischenboden mit Befestigungselemente 25 wie z.
B. Clips verbunden werden.
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Selbstverständlich lässt sich
der Einbau auch auf andere Art bewerkstelligen. Insbesondere kann
das Element 1 auch direkt auf der Bodenstruktur 24 angebracht
werden.
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In 4 ist
eine Gruppe von Bodenbelagelementen 17 für einen
Kraftfahrzeug-Innenbereich dargestellt, die aus mindestens einem
oben beschriebenen Element 1 und einer Gruppe von Einsätzen 6 besteht,
die sich vom Aussehen her – insbesondere
hinsichtlich Farbe und/oder Zusammensetzung – voneinander unterscheiden
können,
wodurch dem Ganzen ein vorteilhaftes ästhetisches Aussehen verliehen
werden kann und/oder die mechanischen Eigenschaften der Einsätze je nach
den Beanspruchungen, insbesondere durch Abrieb abgepasst werden können.
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Die
in 4 dargestellte Gruppe 17 besitzt eine
Mehrzahl von Einsätzen 6,
die durch Zonen der Struktur 4 voneinander getrennt sind.
Weiterhin ist erkennbar, dass sich auch Einsätze 6 am vorderen Ende
des Fußraums 7 befinden.
Die Gruppe 17 besitzt weiterhin Türschwellenverkleidungen 9 aus
entsprechendem Material, die an die Struktur 4 angefügt sind.
Selbstverständlich
können
auch noch andere, in der Struktur 4 integrierte Funktionsorgane
vorgesehen werden.
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Nach
einer Ausführungsart
besitzt die Gruppe 17 zwei vordere Teile links 18 und
rechts 19, die weitgehend symmetrisch zu einer Ebene P
angeordnet sind, die weitgehend der Symmetrieebene des Fahrzeugs
entspricht, sowie ein rückseitiges
Element 20, wobei das Ganze weitgehend die gesamte Bodenfläche des
Innenraums bedeckt. Eine derartige Anordnung erleichtert insbesondere
den Einbau der Gruppe 17 im Fahrzeug.
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Die
einzelnen Bestandteile der Gruppe 17 können nebeneinander angebracht
sein oder lösbar bzw.
nicht lösbar
miteinander verbunden sein. Die im Fahrzeug eingebaute Gruppe kann
auf einer Schicht aus porösem
oder faserigem Material und/oder einer schalldämmenden Schicht lit hoher Dichte
auf der Bodenstruktur oder auf einer Zwischenschicht wie oben beschrieben
angebracht sein. Selbstverständlich
kann die Schalldämmung
in den einzelnen Zonen unterschiedlich erfolgen, insbesondere durch
Verwendung einer Mehrzahl von schalldämmenden Schichten mit unterschiedlichen
Merkmalen, die weitgehend auf derselben Ebene angebracht sind.
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Um
die Gruppe 17 zu erstellen, empfiehlt es sich, die Struktur 4 und
die Einsätze 6 getrennt
zu fertigen und anschließend
die Einsätze
auf der Struktur anzubringen. Wie weiter oben beschrieben, ist dazu keine
Etappe des Wärmeformens
der Einsätze 6 vorgesehen,
da die eventuelle Formgebung der Einsätze durch Biegen und/oder Zuordnung
mehrere Einsatzteile untereinander erfolgt.