DE102011086450B4

DE102011086450B4 - Verfahren zur Herstellung eines Interieurbauteils für Fahrzeuginnenräume

Info

Publication number: DE102011086450B4
Application number: DE102011086450.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hofmair; Alois Müller
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2019-04-04
Anticipated expiration: 2031-11-17
Also published as: DE102011086450A1; US20130118679A1; US9314959B2

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Interieurbauteils für Fahrzeuginnenräume durch in einem Kaschierwerkzeug durchzuführendes Kaschieren einer Schaumfolie (20, 20') auf einen formstabilen Träger (10) mit einer dreidimensionalen Oberflächenkontur, umfassend die Schritte:
Bereitstellen des Trägers (10);
Beaufschlagen der Schaumfolie (20, 20') mittels Vakuum auf die dreidimensionale Oberflächenkontur des Trägers (10); und
Verbinden des Trägers (10) mit der Schaumfolie (20, 20'); wobei
im Kaschierwerkzeug Nahtgräben (22) durch thermische Manipulation in die Schaumschicht (20, 20') eingebracht werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dekorbauteilen, die im Innenraum von Fahrzeugen zum Einsatz kommen.
STAND DER TECHNIK
Zur Herstellung von mit einer flexiblen Materiallage kaschierten Trägern wird im Stand der Technik primär zwischen dem sogenannten Vakuumkaschieren (auch als Folienkaschieren bezeichnet) und dem sogenannten Presskaschieren unterschieden.
Beim Vakuumkaschieren werden in der Regel Kunststofffolien als flexible Materiallagen durch Applikation von Vakuum auf Träger kaschiert. Das geschieht in einem Kaschierwerkzeug, in dem die Materiallage in einem gewissen Abstand über dem Träger angeordnet wird und anschließend durch Evakuierung des Werkzeugs auf den Träger beaufschlagt wird.
Textilien oder offenporige Schaumstoffe gelten aufgrund ihrer durchlässigen Flächenstruktur als nicht Vakuumkaschierfähig. Das Presskaschieren kommt daher in der Regel bei der Verarbeitung von flexiblen Materiallagen, die entweder nicht vakuumfähig sind, wie beispielsweise die angesprochenen Schaumstoffe und Textilien, oder die nicht bzw. nur bedingt dehnbar sind, wie beispielsweise Leder oder Kunstleder, zum Einsatz. Hierbei werden der Träger und die Materiallage, die in das Werkzeug eingelegt sind, in einem vordefinierten Pressspalt verpresst bzw. gefügt.
Gegenüber dem Vakuumkaschieren ist das Presskaschieren das in der Regel teurere und aufwendigere Verfahren. Beim Presskaschieren muss das Werkzeug entsprechend der Dicke der zu kaschierenden Schichten angepasst werden. Diese Dickenabhängigkeit besteht beim Vakuumkaschieren nicht. Insbesondere in gehobenen Ausstattungsvarianten von Fahrzeugen, in denen beispielsweise Abstandsgewirke als Haptikschicht und Leder oder Kunstleder als Dekorschicht zum Einsatz kommen, ist das Presskaschieren des Verbunds aus Dekor- und Haptikschicht auf den Träger üblich. Kommen Leder oder lederähnliche Materialien als Dekor zum Einsatz, liegt das Dekor meist in Form eines Nähkleids vor, das mit einer speziell an das Dekor und die Nähte angepassten Haptikschicht verbunden wird und anschließend auf den Träger aufkaschiert wird. In den gehobenen Ausstattungsvarianten ist die Herstellung eines Interieurteils somit insbesondere deshalb aufwendig, weil eine Anpassung von Zwischenschichten und ggf. sogar des Trägers jeweils an die Dekore verschiedener Ausstattungen erforderlich ist. Darüber hinaus müssen die Wandstärken der verschiedenen Schichten des Dekorteils in jeder Ausstattungsvariante so aufeinander abgestimmt werden, dass die Qualität in ihrer Einbausituation, insbesondere im Hinblick auf einzuhaltende Spaltmaße, gewährleistet ist.
Die DE 10 2008 009 762 A1 und die DE 36 07 647 A1 beschreiben Vorrichtungen und Verfahren zum Kaschieren eines Trägers mit einer Dekorschicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, Interieurbauteile für Fahrzeuginnenräume insbesondere in gehobenen Ausstattungsvarianten einfacher und kostengünstiger, und in einheitlicher Qualität herzustellen.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine für verschiedene Ausstattungsvarianten geeignete Basis hergestellt, indem die Schaumschicht bzw. Schaumfolie mittels Vakuum auf eine dreidimensionale Oberflächenkontur eines Trägers aufkaschiert wird. Das vorliegende Verfahren ermöglicht eine zumindest teilweise Vereinheitlichung und somit Vereinfachung der Prozessketten für verschiedene Ausstattungsvarianten. Durch die Unabhängigkeit von der Dicke der Schaumschicht beim Vakuumkaschieren, können verschiedenen Ausstattungsvarianten im selben Werkzeug hergestellt werden. Indem auf die in den höheren Ausstattungsvarianten üblichen Abstandsgewirke verzichtet wird, entfallen die damit verbundenen Haptiknachteile. Zur Fixierung eines Abstandsgewirkes ist mehrfaches Kleberspritzen notwendig, wobei der Kleber in das Abstandsgewirke eindringt und dieses verhärtet. Darüber hinaus lässt sich durch die gemeinsame Basis aus Träger und Schaumschicht eine bessere Spalt- und Anbausituation aufgrund geringerer Differenzen der Restwandstärken von Basis- und Sonderausstattungsvarianten erzielen.
Der Träger kann mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden und weist vorzugsweise Löcher auf, durch die zur Herstellung des Vakuums zwischen Träger und Schaumfolie das Kaschierwerkzeug evakuiert werden kann. Die Löcher können beispielsweise gelasert werden.
Vorzugsweise wird nach dem Verbinden des Trägers mit der Schaumfolie eine Dekorschicht mittels Presskaschieren auf den Verbund aus Träger und Schaumfolie aufgebracht. Insbesondere dann, wenn die Dekorschicht aus Leder, Kunstleder oder einem lederähnlichen Material besteht, kann auf die üblichen Dekorunterbauten, wie beispielsweise Abstandsgewirke, Vliese, Blockschaum, usw. mit ihren aufwendigen Vorprozessen, wie beispielsweise einem mehrfachen Kleberspritzen und Vorfixieren, verzichtet werden.
Vorzugsweise wird vor dem Vakuumbeaufschlagen der Schaumfolie auf den Träger auf die dreidimensionale Kontur des Trägers und/oder auf die mit dem Träger zu verbindende Oberfläche der Schaumfolie ein Kleber aufgebracht, um eine feste Verbindung zwischen Schaumschicht und Träger herzustellen. Im Vergleich zu anderen Haptikmaterialien gehobener Ausstattungsvarianten, geht die Schaumschicht auf diese Weise eine sehr haltbare Verbindung mit dem Träger ein. Bei anderen Haptikmaterialen kann der Kleber aufgesaugt werden und dringt tief in das Material ein. Die Klebefläche zum Träger verringert sich unnötig. Dieser Nachteil besteht bei einer erfindungsgemäßen Schaumfolie nicht, da der Kleber auf der gesamten Oberfläche erhalten bleibt und so eine optimale Haftung zum Träger ermöglicht wird.
Es hat sich überraschend gezeigt, dass für eine Reihe von Schaumfolien auf eine sogenannte Opferfolie oder auf besondere Behandlungen der Schaumfolie, um diese vakuumkaschierfähig zu machen, verzichtet werden kann. Durch die undurchlässige Fläche der Schaumfolie ist ein Ansaugen möglich. Bei einer zumindest teilweise geschlossenporigen Schaumfolie wird eine undurchlässige Fläche durch die Schaumstruktur selbst gebildet. Des Weiteren kann eine Deckschicht an der Schaumfolie vorgesehen sein, um die Voraussetzung für das Vakuumkaschieren zu schaffen.
Insbesondere für Basisvarianten kann die Deckschicht der Schaumfolie als Dekor fungieren. Auf diese Weise ist es möglich, auf einen weiteren Prozessschritt zum Aufbringen einer Dekorschicht zu verzichten, da die Deckschicht der Schaumfolie gleichzeitig mit dieser vakuumkaschiert wird. Die Deckschicht kann für ein ansprechendes Erscheinungsbild genarbt, eingefärbt oder lackiert sein.
Erfindungsgemäß werden bei der Herstellung des Interieurteils Nahtgräben in die Schaumschicht eingebracht. Dabei ist ein Einbringen der Nahtgräben während oder unmittelbar nach dem Kaschiervorgang denkbar. Auf diese Weise werden die Prozesszeiten verkürzt. Nichtsdestotrotz ist es möglich, das Einbringen der Nahtgräben auf einen späteren Zeitpunkt zu verlagern.
Das Einbringen der Nahtgräben findet im Kaschierwerkzeug selbst statt, wodurch eine weitere Vereinfachung des Verfahrens und eine weitere Vereinheitlichung der Verfahren zur Herstellung von Interieurbauteilen für verschiedene Ausstattungsvarianten erfolgt. Die Vorrichtung zum Einbringen der Nahtgräben kann im Kaschierwerkzeug integriert oder separat vorgesehen sein.
Das Einbringen der Nahtgräben erfolgt durch eine thermische Manipulation der Schaumschicht. Dabei wird das Material der Schaumschicht an bestimmten Stellen aufgeschmolzen und verdrängt. Auch ist es möglich, das Material zu verdampfen. In Folge der Manipulation entstehen Gräben oder Kerben in der Schaumschicht, die als Nahtgräben dienen. Die bisher bekannten Maßnahmen zum Einbringen der Nahtgräben, wie Schneiden und Fräsen, führen zu Materialrückständen an den Gräben und unerwünschten offenen Oberflächen, die ein Reißen der Schaumschicht und ein Eindringen von Fremdstoffen begünstigen. Durch die thermische Manipulation entstehen Nahtgräben mit ebenen, geschlossenen Oberflächen, wodurch die bisherigen Nachteile vermieden und unerwünschte Materialanhäufungen bzw. -fetzen an der Schaumschicht verhindert werden.
Zur thermischen Manipulation kann ein Laser vorgesehen sein, der durch einen Energieeintrag das Material der Schaumschicht in bestimmten Bereichen aufschmilzt oder verdampft. Ein Vorteil des Einbringens der Nahtgräben mit einem Laser ist die zeitliche Unabhängigkeit. Eine Laserung kann erfolgen, wenn sich die Schaumschicht noch im erwärmten Zustand befindet, oder aber, wenn diese bereits abgekühlt ist.
Neben dem Laser ist auch eine Luftdüse zum Einbringen der Nahtgräben denkbar, wobei entweder die Schaumschicht in einem thermoplastischen Zustand bei der Manipulation vorliegt oder eine Heißluftdüse zum Einbringen der Nahtgräben benutzt wird.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht einen Stempel zum Prägen der Nahtgräben vor. Dieser ist vorzugsweise als ein Teil des Vakuumkaschierwerkzeugs ausgestaltet, vorzugsweise in der oberen Werkzeughälfte. Der Stempel muss nicht fest integriert sein, sondern kann auch beweglich, beispielsweise verschiebbar, gegenüber dem Kaschierwerkzeug vorgesehen sein. Das Prägen durch den Stempel kann während des Vakuumkaschierens oder unmittelbar danach erfolgen, während sich die Schaumschicht in einem warmen, verformbaren Zustand befindet. In diesem Fall muss der Stempel nicht notwendigerweise vorgewärmt werden. Zusätzliche Energie zum Erwärmen wird eingespart und die Herstellungszeit reduziert. Es ist aber auch denkbar, dass der Stempel erhitzt wird. In Folge dessen wird nicht nur das Einbringen der Nahtgräben erleichtert, sondern auch die Voraussetzung zum Prägen der Schaumschicht im abgekühlten Zustand geschaffen.
Die so hergestellten Interieurbauteile sind nicht nur kostengünstiger, sondern versprechen aufgrund der nun möglichen maschinellen Fertigung eine höhere Verarbeitungsqualität, da verschiedene Ausstattungsvarianten auf ein und derselben Basis aufsetzen.
Figurenliste

1A zeigt einen Querschnitt durch ein Interieurbauteil in einer Basisvariante.
1B zeigt einen Querschnitt durch ein Interieurbauteil in einer Sonderausstattungsvariante mit einer Dekorschicht.
2 zeigt den Querschnitt durch ein Interieurbauteil mit einem Nähkleid mit mehreren Nähkleidsegmenten und Nahtstellen;

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Das Interieurbauteil der 1A weist eine Schaumschicht 20 in Form einer Schaumfolie aus einem PP-Schaum mit einer Dicke von etwa 3 mm auf. Die Funktionsschicht aus Schaum 20 befindet sich auf einem formstabilen Träger 10.
Zur Herstellung des Interieurbauteils wird die Schaumfolie 20 zunächst von einer Rolle abgewickelt und beispielsweise mittels einer Nadelkette in ein Kaschierwerkzeug befördert, in das bereits der formstabile, mittels Spritzguss hergestellte Träger 10 eingebracht ist. Vor oder in dem Kaschierwerkzeug wird die Schaumfolie 20 erhitzt, um sie in einen thermoplastischen Zustand zu überführen. Die Schaumfolie 20 wird gegebenenfalls an ihren Rändern geklemmt und ggf. vorgeformt. Das Vorformen der Schaumfolie 20 kann in dem Kaschierwerkzeug oder außerhalb des Kaschierwerkzeugs erfolgen. Die vorgeformte Schaumfolie 20 wird in einem Abstand über der mit der Schaumfolie 20 zu versehenen Oberfläche des Trägers 10 angeordnet und mittels Vakuum auf diesen angesaugt. Dazu können in dem Träger 10 Löcher vorgesehen sein, die zuvor gelasert wurden und durch welche die Evakuierung zum Ansaugen der Schaumfolie 20 stattfindet.
Die Schaumfolie 20 verfügt über eine undurchlässige Fläche, die ein Ansaugen ermöglicht. Dafür kann eine dünne Deckschicht 21 an der Schaumfolie 20 vorgesehen sein, siehe 1A oder die Schaumfolie 20' ist geschlossenporig und verfügt somit zwangsläufig über eine geschlossene Fläche, siehe 1B. Der Träger 10 wurde ferner zuvor auf der betreffenden Oberfläche mit einem Kleber versehen, um eine feste Verbindung zwischen Schaumfolie 20 und Träger 10 herzustellen.
Das obige Verfahren beschreibt eine Ausführungsform zur Herstellung einer Basis aus Träger 10 und Schaumschicht 20, 20'. Die Ausstattungsvarianten können nun auf dieser Basis aufbauen.
Bei einer Basisvariante ist die Deckschicht 21 der Schaumfolie 20 vorzugsweise auf der Sichtseite angeordnet und derart gestaltet, dass sich ein ansprechendes Erscheinungsbild ergibt. Dafür kann die Deckschicht als farbiger Lack oder als genarbte PVC-Schicht vorliegen. Zur Herstellung der Basisvariante ist somit neben dem Vakuumkaschieren der Schaumfolie 20 kein weiterer Prozessschritt notwendig. Alternativ kann für Sonderaustattungsvarianten eine Dekorschicht 30 aus Kunstleder oder Leder verwendet werden, siehe 1B, die nachträglich auf die Basis kaschiert wird, beispielsweise im Presskaschierverfahren.
Die Gesamtdicke des Schichtverbunds kann auf einfache Weise durch Veränderung der Schaumschicht 20, 20' angepasst werden. Um eine ungefähr vereinheitlichte Dicke der verschiedenen Ausstattungsvarianten zu erzielen, kann im Fall einer Basisvariante beispielsweise eine Schaumfolie 20 mit einer Deckschicht 21 von 3,5 mm Dicke verwendet werden, während bei der Sonderausstattungsvariante mit einer 1,2 mm dicken Dekorschicht 30 eine Schaumfolie 20' mit einer Dicke von 2,5 mm verwendet wird.
Im Falle von Kunstleder, Leder oder lederähnlichen Materialien kann es erforderlich sein, dass vor dem Aufbringen der Lederschicht ein Nähkleid hergestellt wird, bei dem verschiedene Lederzuschnitte miteinander vernäht werden. Beispielhaft sei hier auf die 2 verwiesen, in der Zuschnitte Z1, Z2 und Z3 vorhanden sind. Auf dem Träger 10 ist die Schaumschicht 20' mittels Vakuum aufkaschiert worden.
In die Basisvariante aus Träger 10 und Schaumschicht 20' wurden Nahtgräben 22 mittels thermischer Manipulation direkt im Kaschierwerkzeug in die Schaumschicht 20' eingebracht. Zur thermischen Manipulation war ein Konturstempel vorgesehen, der das Prägen der Nahtgräben 22 in die Schaumschicht 20' ermöglicht. Dabei erfolgte das Prägen unmittelbar nach dem Kaschieren der Schaumschicht 20' während sich diese noch in einem erwärmten, thermoplastischen Zustand befand.
In den Nahtgräben 22 liegen die Nähte 32 der Lederschicht 30. Die Nahtgräben 22 sollten die Schaumschicht nicht vollständig durchdringen. Vorzugsweise ist die Tiefe der Nahtgräben 22 derart gewählt, dass das Nähkleid vollständig aufgenommen wird. Dennoch sollte die Schaumschicht 20' stabil bleiben und die Haptikfunktion weiterhin gewährleistet werden. So ergibt sich für die gebräuchlichen Ausstattungsteile Tiefen der Nahtgräben 22 entsprechend ca. 2/3 der Dicke der Schaumschicht 20'.
Durch die gemeinsame Verwendung einer Basis für verschiedene Ausstattungsvarianten verbessert sich die Spalt- und Anbausituation aufgrund geringerer Differenzen der Restwandstärken von Basis- und Sonderausstattungsvarianten, und aufgrund der vereinheitlichten, maschinellen Herstellung von besonders hochwertigen Ausstattungsvarianten, die beispielsweise eine Dekorschicht aus genähtem Leder verwenden. Zudem kann die Schaumfolie als Rollenware verarbeitet werden, was das Verfahren kostengünstiger macht. Zur weiteren Vereinfachung des Verfahrens, können die Basis und die Ausstattungsvarianten in einem Werkzeug verarbeitet werden, da das Kaschieren mittels Vakuum unabhängig von der Dicke der Schaumschicht ist.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Interieurbauteils für Fahrzeuginnenräume durch in einem Kaschierwerkzeug durchzuführendes Kaschieren einer Schaumfolie (20, 20') auf einen formstabilen Träger (10) mit einer dreidimensionalen Oberflächenkontur, umfassend die Schritte: Bereitstellen des Trägers (10); Beaufschlagen der Schaumfolie (20, 20') mittels Vakuum auf die dreidimensionale Oberflächenkontur des Trägers (10); und Verbinden des Trägers (10) mit der Schaumfolie (20, 20'); wobei im Kaschierwerkzeug Nahtgräben (22) durch thermische Manipulation in die Schaumschicht (20, 20') eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend eine Dekorschicht (30) mittels Presskaschieren auf den Verbund aus Träger (10) und Schaumfolie (20, 20') aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorschicht (30) aus Leder, Kunstleder oder einem lederähnlichen Material besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Vakuumbeaufschlagen der Schaumfolie (20, 20') auf den Träger (10) auf die dreidimensionale Kontur des Trägers (10) und/oder auf die mit dem Träger (10) zu verbindende Oberfläche der Schaumfolie (20, 20') ein Kleber aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumfolie (20, 20') im Hinblick auf die Vakuumkaschierung unbehandelt ist und ohne Verwendung einer zusätzlichen, die Vakuumkaschierung unterstützenden Folie mittels Vakuum auf den Träger (10) beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nahtgräben (22) mittels eines Lasers oder eines Konturstempels eingebracht werden.