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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auskleidung zum Schutz eines Fahrzeuginnenraums.
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Aus der
DE 298 07 142 U1 geht eine Kofferraumwanne hervor, die auf einer Innenfläche einer Bodenwandung mit einer rutschhemmenden Matte versehen ist, um darin angeordnete Gegenstände gegen Verrutschen zu sichern. Die Matte kann aus Gummi oder Schaumstoff ausgebildet sein. Diese Kofferraumwanne ist z. B. aus tiefgezogenem Polyethylen hergestellt.
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Derartige Wannen werden von der Firma Carbox GmbH & Co. KG hergestellt und vertrieben. Diese sind innenseitig im Bereich des Bodens mit Einsätzen aus Schaumstoff oder Kunststoff versehen, um darin angeordnete Gegenstände gegen Verrutschen zu sichern. Diese Einsätze sind auf einen Teil der Bodenwandung begrenzt. Die Fertigung derartiger Wannen ist zeit- und kostenintensiv, da die Einsätze in einem separaten Arbeitsschrit in in der Wanne ausgebildete Ausnehmungen eingeklebt werden.
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In der
DE 100 16 842 A1 ist ein Behälter für einen Kofferraum eines PKWs beschrieben. Der Behälter weist eine Bodenwandung und klappbare Seitenwandungen auf. Die Seitenwandungen sind über ein umlaufendes Zugmittel in ihrer aufgestellten Position fixierbar. Die Seitenwandungen und die Bodenwandung sind Leichtbauplatten, die z. B. aus einem thermoplastischen Kunststoff oder einer Leichtbaustruktur (Strukturkammerplatte z. B. CON-PEARL
®) ausgebildet sind. Die Außen- und/oder die Innenseiten der Seitenwandungen und der Bodenwandung können mit einer strapazierfähigen, rutschsicheren Oberfläche versehen sein. Die einzelnen Platten der Seitenwandungen und der Bodenwandung sind mit einer Deckfolie überzogen. Die Deckfolie an der Innenseite des Behälters ist beispielsweise aus Kunstleder oder aus Nadelfilz ausgebildet, wobei die Deckfolie auch wasserdicht sein kann.
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Aus der
DE 198 20 517 A1 und der
DE 199 27 870 A1 geht eine Schmutzmatte zum Anordnen im Kofferraum eines Kraftfahrzeugs hervor. Diese Matte umfasst eine Bodenwandung und daran klappbar angeordnete Seitenwandungen. Die Bodenwandung und die Seitenwandungen können als relativ stabile Plattenteile ausgebildet sein. Die Bodenwandungen und die Seitenwandungen können auch aus einem üblichen Bodenbelagmaterial wie zum Beispiel Teppichbodenteilen oder Nadelfilzteilen, wie sie in Fahrzeugen zur Gepäckraumauskleidung verwendet werden, ausgebildet sein. Die Sichtseiten weisen eine raue und strukturierte Oberfläche auf, so dass sie bei der Auflage auf Gegenflächen die Funktion von Rutschsicherungen übernehmen und damit die Schmutzmatte lagesicher halten.
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Aus der
DE 92 05 185 U1 geht eine Bodenmatte hervor, um im Kofferraum eines PKWs angeordnete Gegenstände gegen Verrutschen zu sichern. Das Verrutschen soll durch auf der Bodenmatte angeordnete Begrenzungsstege verhindert werden.
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In der
DE 196 45 692 A1 und der
DE 198 10 714 A1 sind Schutzmatten beschrieben, die ein Bodensegment und aufklappbare Seitensegmente umfassen, um auf diese Weise wannenartige Schutzmatten auszubilden.
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Tiefgezogene Wannen bzw. Auskleidungen zum Schutz eines Fahrzeuginnenraums haben sich bewährt und am Markt durchgesetzt. Wannen mit klappbaren Seitenwandungen sind zwar auch erhältlich, sie werden jedoch in wesentlich geringeren Stückzahlen als die tiefgezogenen Wannen verkauft, da sie wesentlich teurer sind. Die tiefgezogenen Wannen müssen hohe Anforderungen bzgl. Optik und Haptik erfüllen, um den Ansprüchen der Hersteller und der Kunden zu genügen. Aus diesen Gründen werden die Wannen aus teuren Kunststoffmischungen, wie z. B. auf Basis von PC (Polycarbonat), PE (Polyethylen), PVC (Polyvinylchlorid), PP (Polypropylen) oder auch PS (Polystyrol) unter Zusatz von Additiven gefertigt. Die jeweiligen Hersteller haben ihre eigenen komplexen Kunststoffmischungen entwickelt, die geheim gehalten werden. Die Verwendung hochwertiger Kunststoffmischungen macht einen Großteil des Kostenvorteils durch das einfache Herstellungsverfahren tiefgezogener Wannen zunichte.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Auskleidung zum Schutz eines Fahrzeuginnenraums bereitzustellen, die kostengünstig herzustellen ist und gleichzeitig höchsten Anforderungen bzgl. Optik und Haptik genügt.
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Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Patentanspruch 1 oder die im Patentanspruch 2 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist eine Auskleidung zum Schutz eines Fahrzeuginnenraums vorgesehen. Die Auskleidung umfasst eine Bodenwandung und zumindest eine damit einstückig verbundene Seitenwandung und ist aus einem tiefgezogenen Kunststoffformteil ausgebildet. Zumindest eine Seite der Auskleidung ist im wesentlichen vollständig mit einer formbaren textilen Schicht kaschiert.
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Die Auskleidung kann als Wanne zum Einlegen in einen Kofferraum eines Fahrzeugs oder als Fußmatte ausgebildet sein. Fußmatten weisen manchmal eine oder mehrere Seitenwandungen, insbesondere eine sich bündig an den Tunnel zur Aufnahme der Kardanwelle anschmiegende Seitenwandung auf. Die Seitenwandung bzw. die Seitenwandungen stehen an der Bodenwandung unter einem Winkel ab und die Seitenwandungen und die Bodenwandung begrenzen an ihren Verbindungsbereichen jeweils eine Ecke, die mit herkömmlichen Kaschierverfahren nicht kaschiert werden kann.
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Vorzugsweise weist die Auskleidung eine Bodenwandung und vier damit einstückig verbundene Seitenwandungen auf.
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Unter Tiefziehen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Thermoformverfahren zur Kunststoffformgebung verstanden. Bei derartigen Thermoformverfahren, wie z. B. dem Vakuumformen, wird ein thermoplastisches Halbzeug rasch und gleichmäßig auf eine Temperatur zum thermoelastischen Verformen aufgeheizt und mittels Vakuum, Druckluft bzw. mechanischer Kräfte (z. B. Stempel) umgeformt und durch Abkühlung fixiert.
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Unter „im wesentlichen vollständig kaschiert” wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass zumindest eine Seite der Auskleidung, z. B. die Innenseite, durchgehend mit einer textilen Schicht versehen ist, wobei an den Übergängen zwischen der Bodenwandung und den Seitenwandungen und an den Übergängen zwischen den Seitenwandungen eine durchgehende Kaschierung ausgebildet ist. Dennoch können im Rahmen der vorliegenden Erfindung verschieden Bereiche, z. B. in der Bodenwandung ausgebildete Strukturen wie z. B. Stege, Logos oder dergleichen, bspw. mittels Fräsen freigelegt sein oder die Kanten der Auskleidung können aus unterschiedlichen Gründen (z. B. Ausstanzen des Kunststoffformteils) ohne Kaschierung versehen sein. Auch derartige Ausführungsformen sind unter im wesentlichen vollständig kaschiert zu verstehen.
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Zur Herstellung der Auskleidung kann ein kostengünstiger Kunststoff verwendet werden, wobei durch die Kaschierung dennoch eine ansprechende hochwertige Oberfläche erhalten wird, da die Oberfläche der Auskleidung durch die Kaschierung abgedeckt ist. Als Kunststoffe können nahezu beliebige kostengünstige Kunststoffe oder Kunststoffmischungen, vorzugsweise Thermoplaste, die im Thermoformverfahren umformbar sind, verwendet werden, wie zum Beispiel PC (Polycarbonat), PE (Polyethylen), PVC (Polyvinylchlorid), PP (Polypropylen), PS (Polystyrol) oder auch ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol). Es können auch tiefziehfähige Schäume wie z. B. PE-, ABS- oder PP-Schaum verwendet werden.
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Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Auskleidung aus einem sortenreinen Kunststoff (z. B.: PC, PE, PVC, PP, PS, ABS) ausgebildet. Durch die Verwendung eines sortenreinen Kunststoffs ist die Herstellung wesentlich günstiger. Zudem sind sortenreine Kunststoffe einfach und leicht zu recyceln.
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Da die Oberfläche der Auskleidung aus beliebigen formbaren textilen Schichten gefertigt ist, kann sie beliebigen Anforderungen sowohl an die Optik als auch an die Haptik angepasst werden.
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Der Winkel zwischen der Bodenwandung und der zumindest einen Seitenwandung beträgt 45° bis 135°, bzw. 65° bis 115°, bzw. 85° bis 95° und vorzugsweise 90°. Der Krümmungsradius einer zwischen der Bodewandung und der Seitenwandung ausgebildeten Kante ist kleiner 10 cm, bzw. kleiner 5 cm, bzw. kleiner 3 cm, bzw. kleiner 1 cm und insbesondere kleiner 0,5 cm. Derartige Winkelbereiche bzw. Krümmungsradien sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kaschierbar. Mit herkömmlichen Verfahren ist das Kaschieren derartiger Winkelbereiche bzw. Krümmungsradien aufgrund der zu großen Biegung nicht möglich.
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Mit „formbar” ist gemeint, dass die textile Schicht unter Temperatur und/oder Druck in eine beliebige räumliche Form plastisch geformt werden kann, so dass sie an die Ecken, Kanten und insbesondere den Übergängen der Seitenwandungen zur Bodenwandung anlegbar bzw. an die Form der Auskleidung anpassbar ist, um diese Bereiche vollständig faltenfrei zu Bedecken und dabei nicht zu Reißen.
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Textile formbare Schichten sind vor allem Vliese und Filze, die durch ihre Struktur und/oder ihr Material formbar ausgebildet sind. Die textilen formbaren Schichten können auch Gewebe und Teppiche sein, die aus thermoformbaren synthetischen oder natürlichen Materialien ausgebildet sind, so dass sie unter Temperatureinwirkung an die Form einer Auskleidung anpassbar sind. Besonders bevorzugt sind Vliese und Filze aus thermoformbaren Materialien, da diese sowohl aufgrund ihrer Struktur als auch aufgrund ihres Materials verformbar sind. Insbesondere sind die textilen Schichten aus thermoplastischen Fasern ausgebildet. Es können auch Naturfasern, bspw.
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Kokosfasern in Form einer Kokosmatte, vorgesehen sein, die nicht thermisch formbar ausgebildet sind.
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass textile formbare Schichten einfach und zuverlässig auf die Oberfläche einer tiefgezogenen Auskleidung aufgebracht werden können. Dies kann sogar in einem einzigen Arbeitsschritt ausgeführt werden. Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Auskleidung aus einem Verbundmaterial nicht teurer und manchmal sogar erheblich günstiger als die bisher aus einem einheitlichen Kunststoff hergestellten tiefgezogenen Auskleidungen sind, da ein wesentlich günstigerer Kunststoff für die Auskleidung verwendet werden kann. Unter Verbundmaterial wird der einstückige Verbund aus dem tiefgezogenen Kunststoffformteil und der textilen Schicht verstanden.
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Durch den hohen Reibungswiderstand der Kaschierung sind in der Auskleidung angeordnete Gegenstände gegen Verrutschen gesichert.
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Die Kaschierung kann zudem mit einer textilen Ausstattung (z. B. Imprägnierung, Wachsschicht) versehen sein, so dass sie schmutz- bzw. wasserabweisend und somit leicht zu reinigen ist.
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Die Auskleidung kann zusätzlich oder als Alternative zur innenseitigen Kaschierung außenseitig eine Kaschierung aufweisen. Aufgrund des Reibungswiderstands der Kaschierung ist die Auskleidung rutschfest im Kofferraum eines PKWs anordbar. Um eine rutschfeste Anordnung zu gewährleisten kann auch das Kunststoffmaterial der Auskleidung selbst derart ausgebildet sein, dass es auf einem Bodenbelag eines Kofferraum rutschfest anordbar ist.
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Durch die einstückige Ausbildung ist die Auskleidung flüssigkeitsdicht.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine weitere Auskleidung zum Schutz eines Fahrzeuginnenraums vorgesehen. Diese Auskleidung umfasst eine Bodenwandung und zumindest eine damit einstückig verbundene Seitenwandung und ist aus einem tiefgezogenen Kunststoffformteil ausgebildet. Zumindest eine Seite der Auskleidung ist mit einer textilen Schicht kaschiert. Die Auskleidung ist derart hergestellt, dass beim Tiefziehen die textile Schicht in das zumindest an der Oberfläche aufgeweichte Material des Kunststoffformteils gedrückt wird.
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Die oben beschriebenen Vorteile gelten analog für den zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Die Auskleidung wird vorzugsweise in einem Arbeitschritt durch Tiefziehen gefertigt. Erfindungsgemäß wird beim Tiefziehen die textile Schicht ein- und/oder beidseitig in das zumindest an der Oberfläche zum Tiefziehen aufgeweichte Material des Kunststoffformteils bzw. des thermoplastischen Halbzeugs gedrückt und dadurch fixiert. Die textile Schicht wird vorzugsweise auf das aufgeweichte thermoplastische Halbzeug aufgelegt, wenn dieses in der Vorrichtung zum Tiefziehen angeordnet ist. Die textile Schicht kann auch auf das thermoplastische Halbzeug aufgebracht werden bevor dieses in der Vorrichtung zum Tiefziehen angeordnet wird. Es ist auch möglich die textile Schicht auf das thermoplastische Halbzeug aufzubringen, nachdem dieses tiefgezogen wurde. Die Kaschierung erfolgt vorzugsweise auf der Innenseite der Auskleidung.
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Die erfindungsgemäße Kofferraumauskleidung ist einstückig ausgebildet.
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Eine derartige Auskleidung weist den Vorteil auf, dass sie in einem einzigen Arbeitsschritt aus preisgünstigem Kunststoff herstellbar ist, wodurch die Fertigung vereinfacht und Zeit gespart wird, was zu einer erheblichen Reduzierung der Fertigungskosten führt.
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Der vorliegenden Erfindung liegen folgende Erkenntnisse zu Grunde:
- 1.) Die Kaschierung mit einer textilen Schicht kann beim Tiefziehen in einem Arbeitsschritt ausgeführt werden.
- 2.) Die Materialkosten der Auskleidung und der textilen Schicht sind günstiger als tiefziehbare Kunststoffmaterialien mit anspruchsvollen Oberflächen und dennoch weist der erfindungsgemäße Verbund eine hochwertige Oberfläche auf.
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Die erfindungsgemäße Auskleidung kann auch als Wendeauskleidung ausgebildet sein. Eine derartige Auskleidung ist mit einer kaschierten Seite und mit einer Seite ausgebildet, bei der das Kunststoffformteil frei liegt. Dies bietet den Vorteil für den Nutzer, dass die nicht kaschierte Oberfläche zum Transport von verdreckten Gegenständen (Werkzeuge, Gartenabfälle, usw.), toten Tieren oder dergleichen verwendbar ist. Bei Geschäftsterminen oder auf Reisen ist die kaschierte Seite nutzbar, um eine optisch ansprechende und an den Fahrzeuginnenraum angepasste Schutzauskleidung für den Kofferraum zu erhalten.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in:
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1 eine erfindungsgemäße Auskleidung in einer perspektivischen Ansicht,
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2 ein Querschnitt der erfindungsgemäßen Auskleidung, wobei die Kaschierung innenseitig aufgebracht ist,
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3 ein Querschnitt der erfindungsgemäßen Auskleidung, wobei die Kaschierung beidseitig aufgebracht ist,
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4 ein Querschnitt der erfindungsgemäßen Auskleidung, wobei die Kaschierung außenseitig aufgebracht ist,
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5 eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung, schematisch in einer Seitenansicht während des Erwärmens eines Halbzeugs,
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6 die Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung aus 5, beim Aufbringen einer textilen Schicht,
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7 die Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung aus 5, beim Vorstrecken eines Verbundmaterials,
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8 die Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung aus 5, beim Beginn des Formvorgangs,
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9 die Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung aus 5, nach Abschluss des Formvorgangs,
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10 eine weitere Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung, schematisch in einer Seitenansicht während des Erwärmens eines Halbzeugs,
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11 die Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung aus 10, beim Vorstrecken eines Verbundmaterials,
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12 die Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung aus 10, nach Abschluss des Formvorgangs,
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13 eine weitere Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung, schematisch in einer Seitenansicht, beim Aufbringen einer textilen Schicht,
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14 die Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung aus 13, beim Vorstrecken eines Verbundmaterials,
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15 die Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung aus 13, nach Abschluss des Formvorgangs,
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16 eine weitere Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung, schematisch in einer Seitenansicht während des Erwärmens eines Halbzeugs,
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17 die Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung aus 16, beim Aufbringen einer textilen Schicht,
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18 die Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung aus 16, beim Vorstrecken eines Verbundmaterials, und
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19 die Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung aus 16, nach Abschluss des Formvorgangs.
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Die erfindungsgemäße Auskleidung bzw. Schale 1 zum Schutz eines Fahrzeuginnenraums umfasst eine Bodenwandung 2 und vier damit einstückig verbundene Seitenwandungen 3 und ist aus einem tiefgezogenen Kunststoffformteil 30 ausgebildet (1–4). Zumindest eine Seite (Innenseite und/oder Außenseite) der Auskleidung 1 ist im wesentlichen vollständig mit einer formbaren textilen Schicht 4 kaschiert.
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Die Auskleidung weist eine Länge von 0,3 m bis 4 m, eine Breite von 0,5 m bis 2,5 m und eine Höhe von 2 cm bis 1,0 m auf.
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Das Kunststoffformteil ist aus einem thermoplastischen Halbzeug 30 tiefgezogen. Als Kunststoffe können nahezu beliebige kostengünstige Kunststoffe oder Kunststoffmischungen, vorzugsweise Thermoplaste, die im Thermoformverfahren umformbar sind, verwendet werden, wie zum Beispiel PC (Polycarbonat), PE (Polyethylen), PVC (Polyvinylchlorid), PP (Polypropylen), PS (Polystyrol) oder auch ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol). Es können auch tiefziehfähige Schäume wie z. B. PE bzw. PP-Schaum verwendet werden.
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Vorzugsweise ist die Innenseite der Auskleidung 1 und sind somit eine Oberseite 5 der Bodenwandung 2 und Innenseiten 6 der Seitenwandungen 3 mit der textilen Schicht 4 kaschiert.
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Textile formbare Schichten 4 sind vor allem Vliese und Filze, die durch ihre Struktur der lose verbundenen Fasern und/oder ihrer Materialeigenschaft formbar ausgebildet sind. Die textilen formbaren Schichten 4 können auch Gewebe und Teppiche sein, die aus thermoformbaren synthetischen oder natürlichen Materialien ausgebildet sind, so dass sie unter Temperatureinwirkung an die Form einer Auskleidung anpassbar sind. Besonders bevorzugt sind Vliese und Filze aus thermoformbaren Materialien, da rialien, da diese sowohl aufgrund ihrer Struktur als auch aufgrund ihres Materials verformbar sind. Insbesondere sind die textilen Schichten 4 aus thermoplastischen Fasern ausgebildet.
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Textile Schichten 4 mit einem Grundmaterial bzw. einem „Erstrücken”, in den ein „Polgarn” eingebracht ist sind mit einem thermisch formbaren Grundmaterial ausgebildet. Da der Polgarn die Form beeinflusst, kann er aus einem beliebigen Material bestehen.
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Die textile Schicht 4 ist vorzugsweise mit einer textilen Ausstattung, z. B. Imprägnierung, Wachsschicht oder Nanobeschichtung, versehen sein, so dass sie schmutzabweisend bzw. wasserabweisend und somit leicht zu reinigen ist.
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Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 7 zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung 1 mittels Thermoformen beschrieben (5–9).
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Die Vorrichtung 7 zum Thermoformen umfasst eine Formeinrichtung 23, einen Rahmen 16 zur Aufnahme eines thermoplastischen Halbzeugs 30, eine Halteeinrichtung 22 zur Aufnahme der textilen Schicht 4 und eine Heizeinrichtung 19.
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Die Formeinrichtung 23 umfasst eine Hubeinrichtung 8 (pneumatisch, hydraulisch), eine Grundplatte 9 und ein Formwerkzeug 10. Die Hubeinrichtung 8 ist mit der Grundplatte 9 verbunden.
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An der Grundplatte 9 ist unterseitig das Formwerkzeug 10 angeordnet. Das Formwerkzeug 10 ist gemäß dieser Ausführungsform als Positivform 10 ausgebildet. Die Positivform 10 weist eine konvexe Formfläche 12 auf, die komplementär zur Innenfläche der herzustellenden Auskleidung 1 ist. Mittels der Hubeinrichtung 8 sind die Grundplatte 9 und die Positivform 10 in vertikaler Richtung verfahrbar.
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Das Formwerkzeug 10 weist eine Vielzahl von Düsen 11 auf, die in etwa gleichbeabstandet voneinander über die gesamte Formfläche 12 des Formwerkzeuges 10 verteilt angeordnet sind und bündig mit dieser abschließen. Die Düsen 11 sind über im Inneren des Formwerkzeuges 10 angeordnete Leitungsabschnitte 13 und einen externen Leitungsabschnitt 14 mit einer kombinierten Gebläse-/Vakuumeinrichtung 15 verbunden, die im Folgenden als Verdichter bezeichnet wird.
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Der Rahmen 16 ist ortsfest angeordnet, um ein plattenförmig ausgebildetes rechteckförmiges Halbzeug 30 aufzunehmen. Der Rahmen 16 weist ein oberes und ein unteres Rahmenelement 17, 18 auf, die über eine Klemmeinrichtung (nicht dargestellt) derart anordbar sind, dass ein zwischen beiden Rahmenelementen 17, 18 angeordnetes Halbzeug 30 klemmbar ist.
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Die Heizeinrichtung 19 weist zwei in horizontaler Richtung verfahrbare Heizelemente 20, 21 auf. Die Heizelemente 20, 21 sind vorzugsweise als Infrarotstrahler, wie z. B. Keramik- oder Quarzstrahler, ausgebildet. Die Heizelemente 20, 21 sind derart in horizontaler Richtung verfahrbar, dass sie über und unter dem Rahmen 16 andordbar sind, um ein im Rahmen 16 fixiertes Halbzeug 30 beidseitig mit Infrarotstrahlen zu erwärmen.
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Die horizontal verfahrbare Halteeinrichtung 22 dient zur horizontalen Aufnahme einer textilen Schicht 4. Zur Aufnahme einer textilen Schicht 4 sind bspw. vier Greifer oder eine Fördereinrichtung vorgesehen. Die Halteeinrichtung 22 ist derart verfahrbar, dass eine textile Schicht 4 oberhalb des Rahmens 16 und eines darin angeordneten Halbzeugs 30 anordbar ist.
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Im Folgenden wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer auf der Innenseite kaschierten Auskleidung 1 zum Schutz eines Fahrzeuginnenraums mittels der eben beschriebenen Vorrichtung 7 erläutert.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden in einem ersten Schritt (5) die beiden Heizelemente 20, 21 der Heizeinrichtung 19 ober- und unterhalb des im Rahmen 16 eingespannten Halbzeugs 30 angeordnet. Mittels der Heizelemente 20, 21 werden Infrarotstrahlen ausgesandt, die auf die Oberseite und die Unterseite des Halbzeugs 30 auftreffen und dieses Erwärmen. Die Erwärmung erfolgt solange bis das Halbzeug 30 im Inneren einen thermoformbaren Zustand erreicht hat und die Oberseite derart aufgeweicht ist, dass eine Verbindung mit der textilen Schicht 4 möglich ist. Hierfür kann vorgesehen sein, dass das Heizelement 20 das oberhalb des Halbzeugs 30 angeordnet ist mehr Wärme abgibt als das unter dem Halbzeug angeordnete Heizelement. In der Regel wird das Halbzeug auf eine Temperatur von 160°C bis 210°C erwärmt. Die Heizeinrichtung 19 wird nach dem die Erwärmung abgeschlossen ist aus dem Bereich des Rahmens 16 mittels automatischen Verfahrens entfernt.
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In einem nächsten Schritt (6) verfährt die Halteeinrichtung 22 mit der formbaren textilen Schicht 4 in horizontaler Richtung bis über das Halbzeug. Der vertikale Abstand zwischen textiler Schicht 4 und Halbzeug 30 ist dabei vorzugsweise möglichst gering. Die formbare rechteckförmige textile Schicht 4 ist in der Größe, d. h. in Länge und Breite, etwa 3 cm bis 6 cm kleiner ausgebildet als das Halbzeug 30. Durch Lösen der Verbindung zwischen der Halteeinrichtung 22, z. B. indem die Greifer geöffnet werden, wird die formbare textile Schicht 4 auf der aufgeweichten oberen Oberfläche des Halbzeugs 30 angeordnet. Durch das Eigengewicht der textilen Schicht 4 erfolgt eine erste Verbindung zwischen der Oberseite des Halbzeugs 30 und der Unterseite der textilen Schicht 4.
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Es kann auch vorgesehen sein, die Halteeinrichtung 22 mit der textilen Schicht 4 bereits beim Erwärmen oberhalb des oberen Heizelements 20 anzuordnen, das hierbei so ausgebildet ist, dass es auch nach oben Wärme abstrahlt, um die Unterseite der textilen Schicht 4 ebenfalls zu erwärmen.
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In einem weiteren Schritt wird die Hubeinrichtung 9 derart betätigt, dass das Formwerkzeug 10 in Richtung der Halteeinrichtung 22 verfahren wird (7). Des Weiteren werden die Düsen 11 über den Verdichter 15, den externen Leitungsabschnitt 14 und die Leitungsabschnitte 13 mit Druckluft beaufschlagt. Hierdurch wird die formbare textile Schicht 4 fest auf das Halbzeug 30 gepresst und mit diesem verbunden. Mittels der Druckluft erfolgt ein Vorstrecken des aufgewärmten Halbzeugs 30 und der formbaren textilen Schicht 4. Beim Vorstrecken wölben sich das Halbzeug 30 und die damit nun einstückig verbundene formbare textile Schicht. Durch das Vorstrecken wird in der Regel die Materialstärke des Halbzeugs 30 und der formbaren textilen Schicht 4 reduziert.
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In einem weiteren Schritt (8) verfährt die Hubeinrichtung 8 die Grundplatte 9 und das Formwerkzeug 10 solange in Richtung zum Rahmen 16, bis eine druckdichte Verbindung zwischen dem Rahmen 16 und der Grundplatte 9 hergestellt wird.
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Der Verdichter 15 evakuiert die Luft aus dem Zwischenraum 24 zwischen dem Formwerkzeug 10 und der textilen Schicht 4 bzw. dem Halbzeug 30, bis beide vollständig an dem Formwerkzeug 10 anliegen (9). Auf diese Weise wird die Auskleidung 1 geformt. Das Anlegen erfolgt hierbei durch den atmosphärischen Druck. Dadurch, dass die textile Schicht 4 in der Regel luftdurchlässig ausgebildet ist, wird beim Evakuieren der Luft aus dem Zwischenraum 24 das Halbzeug 30 fest auf die textile Schicht 4 gepresst und somit die einstückige Verbindung zwischen dem Halbzeug 30 und der formbaren textilen Schicht 4 verstärkt.
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In einem weiteren Schritt (nicht dargestellt) wird mittels eines unterhalb der Auskleidung 1 angeordneten Gebläses die Auskleidung 1 mit kühler Luft angeblasen, bis diese vollständig ausgehärtet ist. Anschließend kann die Auskleidung 1 mittels von den Düsen 11 ausgegebener Druckluft von dem Formwerkzeug 10 gelöst werden. Die Auskleidung 1 wird dann automatisch, z. B. über eine Fördereinrichtung, einer Besäumeinrichtung bzw. einer Schneideinrichtung (nicht dargestellt) zugeführt, um eine zum Einspannen im Rahmen notwendige Krempe 29 zu entfernen. Die Schneideinrichtung ist z. B. als Stanze, Cutter (mit vibrierendem Messer) oder als Laser-, Ultraschall-(Ultraschallmesser), Wasserstrahlschneideinrichtung ausgebildet.
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Auf diese Weise wird eine erfindungsgemäße Auskleidung 1 bereitgestellt. Die Kaschierung mit einer textilen Schicht 4 wird beim Tiefziehen der erfindungsgemäßen Auskleidung 1 in einem einzigen Arbeitsschritt ausgeführt. Unter „in einem einzigen Arbeitschritt” ist zu verstehen, dass nicht nach dem Tiefziehen der Auskleidung 1 eine separate wannenförmige Kaschierung bereitgestellt werden muss, die mittels Kleben mit dem Kunststoffformteil 30 verbunden wird.
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Durch den hohen Reibungswiderstand der Kaschierung sind in der Auskleidung 1 angeordnete Gegenstände, wie z. B. Koffer, Werkzeuge oder dergleichen gegen Verrutschen gesichert.
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Im Folgenden wird eine weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Auskleidung zum Schutz eines Fahrzeuginnenraums beschrieben (10–12). Sofern nichts anderes beschrieben ist gelten die Ausführungen der Verfahrensschritte des ersten Ausführungsbeispiels.
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Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens ist das Formwerkzeug 10 als Negativform ausgebildet. Die Negativform 10 weist einen in etwa konkaven Formhohlraum auf, der den Außenkonturen der erfindungsgemäßen Auskleidung 1 entspricht.
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Bei diesem Verfahren ist die Formeinrichtung 23 unterhalb des Rahmens 16 angeordnet und die formbare textile Schicht 4 ist mittels der Halteeinrichtung 22 über dem Rahmen 16 angeordnet.
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Zwischen der Formeinrichtung 23 und dem Rahmen 16 wird das Heizelement 21 der Heizeinrichtung 19 angeordnet, um die Unterseite des Halbzeugs 30 zu Erwärmen (10). Zwischen dem Rahmen 16 und der Halteeinrichtung 22, die die textile Schicht 4 hält, ist das Heizelement 20 der Heizeinrichtung 19 angeordnet, um die Unterseite der formbaren textilen Schicht 4 und die Oberseite des Halbzeugs 30 zu Erwärmen.
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Die Unterseite der textilen Schicht 4 und die Oberseite sowie die Unterseite des Halbzeugs 30 werden erwärmt. Die Erwärmung erfolgt solange bis das Halbzeug 30 im Inneren einen thermoformbaren Zustand erreicht hat und die Oberseite des Halbzeugs 30 und gegebenenfalls die Unterseite der formbaren textilen Schicht 4 derart aufgeweicht sind, dass beide miteinander einstückig verbindbar sind.
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In einem nächsten Schritt werden die beiden Heizelemente 20, 21 der Heizeinrichtung außerhalb des Bereichs des Rahmens 16 verfahren. Die Halteeinrichtung 22 legt die formbare textile Schicht 4 auf der aufgeweichten Oberfläche der Oberseite des Halbzeugs 30 ab. Aufgrund des Eigengewichts der textilen Schicht 4 verbinden sich die beiden aufgeweichten Oberflächen der textilen Schicht 4 und des Halbzeugs 30.
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In einem nächsten Schritt beaufschlagt die Lufteinrichtung 15 über den externen Leitungsabschnitt 14 und die Leitungsabschnitte 13 die Düsen 11 mit Luft, so dass ein gemeinsames Vorstrecken des Halbzeugs 30 und der damit verbundenen textilen Schicht 4 erfolgt (11). Durch das Vorstrecken wird die formbare textile Schicht 4 noch einmal zusätzlich auf das Halbzeug 30 gedrückt.
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Im folgenden Schritt (12) verfährt die Hubeinrichtung 8 das Formwerkzeug 10, bis dieses druckdicht am Rahmen 16 anliegt. Über den Verdichter 15 wird ein Vakuum erzeugt, so dass die Luft aus dem Zwischenraum 24 zwischen dem Halbzeug 30 und der Negativform 10 über die Düsen 11 evakuiert wird.
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Anschließend wird die geformte Kunststoffauskleidung 1 mittels eines Kühlgebläses 25 gekühlt, damit sie vollständig aushärtet.
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Im nächsten Schritt wird durch das Beaufschlagen der Düsen 11 mit Druckluft über den Verdichter 15 die Kunststoffauskleidung 1 aus dem Formwerkzeug 10 gelöst.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Auskleidung 1 ist vorgesehen, die Auskleidung 1 innenseitig und außenseitig mit einer formbaren textilen Schicht 4/1 zu kaschieren (13–15).
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Bei diesem Verfahren ist das Formwerkzeug 10 gemäß der ersten Ausführungsform des Verfahrens als Positivform ausgebildet.
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Bei diesem Verfahren ist über dem Rahmen 16 und dem darin eingespannten Halbzeug 30 die Halteeinrichtung 22 mit der textilen Schicht 4/1 und darüber die Positivform angeordnet.
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Unterhalb des Rahmens ist ein zweiter Rahmen 26 vorgesehen (13). Der zweite Rahmen 26 ist vertikal bzw. in der Höhe verfahrbar ausgebildet. In dem zweiten Rahmen 26 ist ein elastisches Gummituch 27 eingespannt. Es kann bspw. auch ein Silikontuch vorgesehen sein. Auf diesem Gummituch 27 ist eine zweite formbare textile Schicht 4/2 angeordnet. Der zweite Rahmen 26 weist eine Vakuumeinrichtung 28 zum Evakuieren der Luft zwischen dem zweiten Rahmen 26 bzw. der textilen Schicht 4/2 und der Kunststofffolie 27 auf.
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In einem nächsten Schritt wird ein Heizelement 20 der Heizeinrichtung 19 zwischen den beiden Rahmen 16, 26 angeordnet, um die Oberseite der auf dem Gummituch 27 angeordneten formbaren textilen Schicht 4/2 und die Unterseite des Halbzeugs 30 zu erwärmen. Ein zweites Heizelement 21 ist zwischen der oberen formbaren textilen Schicht 4/1 und dem Rahmen 16, in dem das Halbzeug 30 angeordnet ist, vorgesehen, um die Unterseite der textilen formbaren Schicht 4 und die Oberseite des Halbzeugs 30 aufzuweichen.
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Über die Halteeinrichtung 22 wird die obere textile Schicht 4/1 auf die aufgeweichte Oberfläche des Halbzeugs 30 aufgelegt. Durch das Eigengewicht der textilen Schicht 4/1 wird diese auf das Halbzeug 30 gedrückt. Auf diese Weise erfolgt eine Verbindung zwischen der Unterseite der oberen textilen Schicht 4/1 und der Oberseite des Halbzeugs 30.
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Der zweite Rahmen 26 mit dem darin angeordneten Gummituch 27 verfährt in vertikaler Richtung in Richtung des ersten Rahmens 16 und presst die untere textile Schicht 4/2 in die Unterseite des Halbzeugs 30, so dass eine vollflächige Kontaktierung zwischen der Oberseite der unteren textilen Schicht 4/2 und der Unterseite des im Rahmen 16 eingespannten Halbzeugs 30 erfolgt (13). Auf diese Weise erfolgt eine Verbindung zwischen der Oberseite der textilen Schicht 4/2 und der Oberseite des Halbzeugs 30.
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Die Hubeinrichtung 8 verfährt die Formeinrichtung 23 bis die Grundplatte 9 druckdicht am Rahmen 16 anliegt.
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Dann werden über den Verdichter 15, den externen Leitungsabschnitt 14 und die Leitungsabschnitte 13 die Düsen 11 mit Druckluft beaufschlagt, wodurch eine konkave Auswölbung und Vorstreckung der oberen formbaren textilen Schicht 4/1, des Halbzeugs 30, der äußeren textilen Schicht 4/2 und des Gummituches 27 erfolgt (14).
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In einem nächsten Schritt wird die Luft im Zwischenraum 24 zwischen der oberen textilen Schicht 4 und dem Halbzeug 30 über den Verdichter 15 evakuiert (15). Gleichzeitig wird die Luft zwischen dem Gummituch 27 und der unteren textilen Schicht 4/2 bzw. dem Halbzeug 30 evakuiert. Auf diese Weise erfolgt eine einstückige Verbindung zwischen den beiden textilen Schichten 4/1, 4/2 und dem Halbzeug 30 zur Auskleidung 1.
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Die erfindungsgemäße Auskleidung 1 wird dann über ein Gebläse abgekühlt und durch Beaufschlagen der Düsen 11 mit Druckluft von der Form 10 gelöst.
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In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung 1 ist vorgesehen, lediglich die Außenseite der Auskleidung 1 mit einer textilen Schicht 4 zu kaschieren (16–19).
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Das Formwerkzeug 10 ist als Negativform gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet und oberhalb des Rahmens 16 angeordnet.
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Die Halteeinrichtung 22 zum Aufnehmen der textilen Schicht 4 ist zwischen dem Formwerkzeug 10 und dem Rahmen 16 angeordnet.
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Über ein Heizelement 21 der Heizeinrichtung 19, das unter dem Rahmen 16 mit dem darin angeordneten Halbzeug 30 angeordnet ist, wird die Unterseite des Halbzeugs 30 erwärmt. Über ein Heizelement 20 der Heizeinrichtung 19 wird die Oberseite des Halbzeugs 30 und die Unterseite der textilen Schicht 4 erwärmt (16).
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Im nächsten Schritt legt die Halteeinrichtung 22 die textile Schicht 4 auf der Oberseite des Halbzeugs 30 ab (17).
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Über ein Gebläse 25 erfolgt ein Vorstrecken des Halbzeugs 30 und der darauf angeordneten textilen Schicht 4. Wobei sich das Halbzeug 30 und die textile Schicht 4, in etwa gleich verformen (18).
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Anschließend verfährt die Hubeinrichtung 8 das Formwerkzeug 10, bis dieses druckdicht auf dem Rahmen 16 aufliegt.
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Über den Verdichter 15, den externen Leitungsabschnitt 14 und die Leitungsabschnitte 13 wird über die Düsen 11 die Luft zwischen der textilen Schicht 4 bzw. dem Halbzeug 30 und dem Formwerkzeug 10 evakuiert. Auf diese Weise wird die erfindungs gemäße Auskleidung 1 ausgebildet.
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Anschließend wird die erfindungsgemäße Auskleidung 1 über das Gebläse 25 abgekühlt und durch Beaufschlagung der Düsen 11 über Druckluft aus dem Formwerkzeug 10 entfernt.
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Die erfindungsgemäße Auskleidung ist vorzugsweise vollflächig, d. h. außen- und/oder innenseitig über die gesamte Fläche der Seitenwandungen und der Bodenwandung mit einer textilen Schicht kaschiert. Es kann dennoch auch das Verfahren zum klebemittelfreien Verbinden eines Halbzeugs mit dem Kunststoffformteil für kleinere textilen Schichten, z. B. eine textile Schicht in Form eines Logos eingesetzt werden. Die Auskleidung kann innenseitig auch Stege oder andere Strukturen aufweisen, die z. B. mittels Fräsen nach dem Tiefziehen freigelegt werden.
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Die erfindungsgemäße Auskleidung kann auch als Wendeauskleidung ausgebildet sein. Eine derartige Auskleidung ist bspw. mit einer kaschierten Seite und einer Seite ausgebildet, bei der das Kunststoffformteil frei liegt. Dies bietet den Vorteil für den Nutzer, dass die nicht kaschierte Oberfläche zum Transport von verdreckten Gegenständen, toten Tieren oder dergleichen verwendbar ist. Bei Geschäftsterminen oder auf Reisen ist die kaschierte Seite nutzbar, um eine optisch ansprechende und an den Fahrzeuginnenraum angepasste Schutzauskleidung für den Kofferraum zu erhalten. Das Material der Auskleidung ist dabei so gewählt, dass es, insbesondere im Bereich der Kanten, wo beim Wenden die größten Belastungen auftreten, eine Vielzahl von Lastwechseln, z. B. 1000 oder mehr, aushält ohne zu Reißen oder sich plastisch zu Verformen.
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In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die textile Schicht bereits vor dem Einbringen des Halbzeugs auf das thermoplastische Halbzeug aufgebracht werden.
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Es ist auch möglich die textile Schicht nach dem Tiefziehen auf die Innenseite und/oder die Außenseite des Halbzeugs aufzubringen, z. B. wenn dieses nach dem Tiefziehen noch nicht vollständig ausgehärtet ist.
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Die textile Schicht kann alle Farben, Strukturen oder Konturen aufweisen, die in Fahrzeugen zum Einsatz kommen.
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Das Vorstrecken ist in der Regel zweckmäßig. Es kann aber unter Umständen auch darauf verzichtet werden.
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Die textile Schicht kann auch vollflächig mit anderen geeigneten Verbindungsmitteln wie z. B. Kleben, Klettverschluss, Nieten oder Schrauben mit dem Halbzeug verbunden werden. Eine haftmittelfreie Verbindung ist jedoch bevorzugt.
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Das Andrücken der textilen Schicht auf die aufgeweichte Oberfläche des Halbzeugs kann auch mittels eines Stempels oder mittels Druckluft erfolgen.
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Die Vorrichtung weist eine Steuereinrichtung auf, um die gesamte Herstellung der Auskleidung vollautomatisch oder halbautomatisch auszuführen.
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Die Vorrichtung kann auch sämtliche Fördereinrichtungen, wie z. B. Roboter, Kettenförderer, Förder-/oder Transportbänder sowie eine Stanze umfassen, um die gesamte Herstellung der Auskleidung voll- oder halbautomatisch auszuführen.
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Die Heizeinrichtung weist ein oder mehrere in horizontaler Richtung verfahrbare Heizelemente auf, um ein Halbzeug ein- oder zweiseitig zu erwärmen.
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Das Halbzeug wird in der Regel linear geführt. Es kann aber auch in Form eines Karussells im Kreis gedreht werden.
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Die Vorrichtung kann auch einen karussellartigen bzw. kreisförmigen Aufbau aufweisen. Hierbei wird das in einem Rahmen angeordnete Halbzeug im Kreis verfahren und jeweils unter und/oder über den entsprechenden Arbeitsbereichen angeordnet. In den einzelnen Arbeitsbereichen sind zumindest eine Heizeinrichtung, eine Halteeinrichtung zur Aufnahme einer textilen Schicht, wobei die Halteeinrichtung zum Auflegen der textilen Schich auf das Halbzeug ausgebildet ist und eine Formeinrichtung vorgesehen.
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Bei einem karussellartigen Aufbau können an verschiedenen kreissegmentförmigen Arbeitsbereichen verschieden Arbeitsschritte gleichzeitig ausgeführt werden. Beispielsweise werden an den einzelnen Abschnitten folgende Arbeitsschritte durchgeführt:
- – Zuführen des Halbzeugs (als Platte oder als Bahn), gegebenenfalls Stanzen,
- – Einspannen in einen Rahmen,
- – Erwärmen,
- – Aufbringen der textilen Schicht,
- – Vorstrecken,
- – Tiefziehen,
- – Abkühlen,
- – aus dem Formwerkzeug entfernen,
- – Besäumen, und
- – Abführen aus der Vorrichtung.
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Die oben beschrieben Ausführungsbeispiele zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidung dienen lediglich als Beispiele. Sie sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung selbstverständlich beliebig miteinander kombinierbar.
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Die erfindungsgemäße Auskleidung kann eine oder mehrere Seitenwandungen aufweisen. Die Auskleidung (Wanne Fußmatte) ist in der Regel derat ausgebildet, dass die Anzahl der Seitenwandungen der Anzahl an Ecken der Bodenwandung entspricht. Um die Auskleidung, bspw. an den Kofferraum eines PKW-Kombis, anzupassen kann vorgesehen sein, dass im Bereich der Heckklappe keine Seitenwandung vorgesehen ist. Um eine erfindungsgemäße Auskleidung an den Fußraum eines Pkws anzupassen kann diese z. B. drei kurze Seitenwandungen aufweisen, wobei eine längere, vordere Seitenwandung derart geneigt ist, dass sie sich entsprechend an die Schrägen im Bereich unterhalb der Pedallerie anschmiegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Auskleidung
- 2
- Bodenwandung
- 3
- Seitenwandung
- 4
- textile Schicht
- 5
- Oberseite Bodenwandung
- 6
- Innenseite Seitenwandung
- 7
- Vorrichtung
- 8
- Hubeinrichtung
- 9
- Grundplatte
- 10
- Form
- 11
- Düse
- 12
- Mantelfläche
- 13
- Leitungsabschnitte
- 14
- externer Leitungsabschnitt
- 15
- Lufteinrichtung
- 16
- Rahmen
- 17
- oberes Rahmenelement
- 18
- unteres Rahmenelement
- 19
- Heizeinrichtung
- 20
- Heizelement
- 21
- Heizelement
- 22
- Halteeinrichtung
- 23
- Formeinrichtung
- 24
- Zwischenraum
- 25
- Gebläse
- 26
- zweiter Rahmen
- 27
- Kunststofffolie
- 28
- Vakuumeinrichtung
- 29
- Krempe
- 30
- Halbzeug, Kunststoffformteil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 29807142 U1 [0002]
- DE 10016842 A1 [0004]
- DE 19820517 A1 [0005]
- DE 19927870 A1 [0005]
- DE 29920047 U1 [0006]
- DE 4134950 C2 [0006]
- DE 202006010574 U1 [0006]
- DE 9205185 U1 [0007]
- DE 19645692 A1 [0008]
- DE 19810714 A1 [0008]