DE102011109514A1 - Composite structure for e.g. inner panel of motor vehicle, has element freely projected into foam layer from portion of cover layer - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verbundteil, ein Verfahren zum Verbinden einer Deckschicht mit einer Schaumschicht sowie ein Werkzeug zum Durchführen dieses Verfahrens.The invention relates to a composite part, a method for bonding a cover layer with a foam layer and a tool for performing this method.
Verbundteile, die eine Deckschicht und eine an einer Rückseite der Deckschicht angeordnete und mit der Deckschicht verbundene Schaumschicht umfassen, finden Anwendung in vielen Bereichen der Technik. Beispielhaft zu nennen sind Innenverkleidungen von Kraftfahrzeugen wie Instrumententafeln, Dachhimmel, Türinnenverkleidungen oder Airbagabdeckungen. Weitere Beispiele umfassen Möbel oder Wärmedämmschichten im Hausbau.Composite parts comprising a cover layer and a foam layer disposed on a back side of the cover layer and bonded to the cover layer find use in many fields of technology. Examples include interior trim of motor vehicles such as instrument panels, headliner, door paneling or airbag covers. Other examples include furniture or thermal barrier coatings in house construction.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Schaumschicht und die Deckschicht durch Vernähen oder Verkleben miteinander zu verbinden. Derartige Verbindungen zwischen der Schaumschicht und der Deckschicht sind jedoch oft wenig stabil und wenig langlebig, wobei letzteres vor allem für Klebverbindungen zutrifft. Auch ist eine Qualität der genannten Verbindungen oft abhängig von einer speziellen Form des Verbundteils. Beispielsweise gestaltet sich ein Vernähen schwierig, wenn das Verbundteil stark gekrümmt ist.From the prior art it is known to connect the foam layer and the cover layer by sewing or gluing together. However, such connections between the foam layer and the cover layer are often less stable and less durable, the latter applies especially for adhesive bonds. Also, a quality of the compounds mentioned often depends on a special form of the composite part. For example, sewing becomes difficult when the composite is heavily curved.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verbundteil mit einer Deckschicht und mit einer auf einer Rückseite der Deckschicht angeordneten und mit der Deckschicht verbundenen Schaumschicht zu entwickeln, bei dem eine Verbindung zwischen der Deckschicht und der Schaumschicht möglichst stabil, langlebig und/oder unabhängig von einer speziellen Form des Verbundteils ist und das dennoch mit möglichst geringem Materialaufwand und kostengünstig produziert werden kann. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Verbundteils, insbesondere also zum Verbinden einer Deckschicht mit einer Schaumschicht zu entwickeln, wobei das Verfahren eine möglichst geringe Anzahl von Arbeitsschritten umfassen und damit eine möglichst einfache und kostengünstige Herstellung erlauben soll. Ferner soll ein Werkzeug entwickelt werden, mit dem das Verfahren möglichst effizient durchgeführt werden kann.The object of the present invention is therefore to develop a composite part with a cover layer and with a foam layer arranged on a back side of the cover layer and connected to the cover layer, in which a connection between the cover layer and the foam layer is as stable, durable and / or independent as possible is of a special form of the composite part and yet can be produced with the least possible cost of materials and cost. The invention is further based on the object to develop a method for producing such a composite part, in particular for connecting a cover layer with a foam layer, wherein the method comprises the smallest possible number of steps and thus allow the simplest possible and cost-effective production. Furthermore, a tool is to be developed with which the process can be carried out as efficiently as possible.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verbundteil, ein Verfahren und ein Werkzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by a composite part, a method and a tool according to the independent claims. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.
Vorgeschlagen wird ein Verbundteil, das eine Deckschicht und eine an einer Rückseite der Deckschicht angeordnete und mit der Deckschicht verbundene Schaumschicht umfasst, wobei mindestens ein von der Rückseite in die Schaumschicht frei hineinragendes oder frei hineinkragendes Element, das aus einem Teilbereich der Deckschicht gebildet ist oder das mit der Deckschicht verbunden ist, mindestens ein Durchgangsloch aufweist, und wobei die Schaumschicht sich beiderseits des Durchgangsloches erstreckt und durch das Durchgangsloch hindurchgreift.A composite part is proposed, which comprises a cover layer and a foam layer arranged on a back side of the cover layer and connected to the cover layer, at least one element projecting freely into the foam layer from the rear side or cantilevered out of a partial region of the cover layer, or is connected to the cover layer, has at least one through hole, and wherein the foam layer extends on both sides of the through hole and engages through the through hole.
Dadurch, dass die Schaumschicht durch das Durchgangsloch des in die Schaumschicht hineinragenden Elements hindurchgreift und sich beiderseits des Durchgangsloches erstreckt, greifen die Schaumschicht und die Deckschicht mittels des Elements formschlüssig ineinander. Die dadurch gebildete Verbindung zwischen der Deckschicht und der Schaumschicht ist besonders langlebig und stabil. Die Verbindung kann in einfacher Weise durch Hinterschäumen der Deckschicht und Aushärten des Schaumes entstehen, was die Herstellung des Verbundteils besonders einfach und kostengünstig macht.Characterized in that the foam layer extends through the through hole of the protruding into the foam layer element and extends on both sides of the through hole, the foam layer and the cover layer engage by means of the element form-fitting manner. The thus formed connection between the cover layer and the foam layer is particularly durable and stable. The compound can be produced in a simple manner by back-foaming the cover layer and curing of the foam, which makes the production of the composite part particularly simple and inexpensive.
Bezüglich einer Verbindung des Elements mit der Deckschicht sieht die Erfindung zwei Alternativen vor. Das Element kann entweder aus einem Teilbereich der Deckschicht gebildet sein, oder es kann sich bei dem Element um ein von der Deckschicht verschiedenes Element handeln, welches jedoch mit der Deckschicht verbunden ist. Selbstverständlich können beide Alternativen kombiniert werden, indem das Verbundteil z. B. beide Ausführungsformen des Elements aufweist und/oder indem das Element, sofern es aus einem Teilbereich der Deckschicht gebildet ist, zusätzlich mit der Deckschicht verbunden ist. In jedem Fall weist das Element das Durchgangsloch auf.With respect to a compound of the element with the cover layer, the invention provides two alternatives. The element can either be formed from a partial region of the cover layer, or the element can be an element which is different from the cover layer, but which is connected to the cover layer. Of course, both alternatives can be combined by the composite part z. B. has both embodiments of the element and / or in that the element, if it is formed from a portion of the cover layer, is additionally connected to the cover layer. In any case, the element has the through hole.
Wenn das Element aus einem Teilbereich der Deckschicht gebildet ist, wird kein zusätzliches Material für das Element benötigt. Zudem ist das Element in diesem Fall besonders fest mit der Deckschicht verbunden. Wenn das Element von der Deckschicht verschieden ist, ist insbesondere eine Ausgestaltung der Deckschicht in besonders hohem Maße unabhängig von der speziellen Ausgestaltung der Verbindung zwischen der Deckschicht und der Schaumschicht, insbesondere ist z. B. das Element von einer Vorderseite der Deckschicht aus nicht sichtbar.If the element is formed from a portion of the cover layer, no additional material is needed for the element. In addition, the element in this case is particularly firmly connected to the cover layer. If the element is different from the cover layer, in particular an embodiment of the cover layer is particularly highly independent of the special embodiment of the connection between the cover layer and the foam layer, in particular z. B. the element is not visible from a front side of the cover layer.
Mit „frei hineinragen” ist vorzugsweise gemeint, dass das Element wenigstens in Richtungen parallel zur Deckschicht vorzugsweise vollständig von der Schaumschicht eingefasst oder umschlossen wird, wobei die Schaumschicht vorzugsweise in unmittelbarem Kontakt mit dem Element ist. Vorzugsweise ist das Element innerhalb eines Abstandes von dem Element, der mindestens das Doppelte, vorzugsweise mindestens das Dreifache, besonders vorzugsweise mindestens das Fünffache einer Breite des Elements oder einer Länge des Elements beträgt, von der Schaumschicht umgeben, und zwar vorzugsweise vollständig, wenigstens jedoch entlang mindestens einer der parallel zur Deckschicht verlaufenden Richtungen. Das Element kann also innerhalb eines Bereichs, der sich über mindestens das Doppelte, vorzugsweise über mindestens das Dreifache, besonders vorzugsweise über mindestens das Fünffache einer Länge des Elements oder einer Breite des Elements um das Element herum erstreckt und unmittelbar an das Element heranreicht, von der Schaumschicht umgeben sein.By "cantilevered" it is preferably meant that the element is preferably completely enclosed or enclosed by the foam layer at least in directions parallel to the cover layer, the foam layer preferably being in direct contact with the element. Preferably, the element is within a distance from the element which is at least twice, preferably at least three times, more preferably at least five times a width of the element or a length of the element is surrounded by the foam layer, preferably completely, but at least along at least one of the directions parallel to the cover layer. The element may thus be disposed within a region which extends at least twice, preferably at least three times, more preferably at least five times, a length of the element or a width of the element around the element and which directly reaches the element Surround foam layer.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Element an Außenflächen des Elements, an denen das Durchgangsloch aus dem Element austritt bzw. an denen eine Öffnung des Durchgangslochs angeordnet ist, möglichst vollständig von der Schaumschicht bedeckt ist, und zwar beidseitig und insbesondere in einem die Öffnung des Durchgangsloches umgebenden Bereich der entsprechenden Außenfläche des Elements. Dies führt zu einem besonders stabilen Formschluss zwischen dem Element und der Schaumschicht bzw. zwischen der Deckschicht und der Schaumschicht. Ein Querschnitt der Schaumschicht entlang der Längsrichtung des Durchgangsloches kann also an beiden Öffnungen des Durchgangsloches eine vorzugsweise sprunghafte Vergrößerung aufweisen.It is particularly advantageous if the element on outer surfaces of the element at which the through hole exits from the element or at which an opening of the through hole is arranged as completely as possible covered by the foam layer, on both sides and in particular in one of the opening of the Through hole surrounding area of the corresponding outer surface of the element. This leads to a particularly stable positive connection between the element and the foam layer or between the cover layer and the foam layer. A cross section of the foam layer along the longitudinal direction of the through hole can thus have a preferably abrupt increase in both openings of the through hole.
Bei dem Verbundteil kann es sich insbesondere um einen Bestandteil einer Innenverkleidung eines Kraftfahrzeugs handeln, beispielsweise um einen Teil einer Instrumententafel, einer Airbagabdeckung oder einer Türinnenverkleidung.The composite part may in particular be a component of an interior trim of a motor vehicle, for example a part of an instrument panel, an airbag cover or a door inner lining.
Die Deckschicht kann das Verbundteil zu einer Sichtseite hin abschließen. Die Deckschicht kann zur Sichtseite hin jedoch ebenso von weiteren Schichten bedeckt sein. Bezogen auf ein Gewicht der Schaumschicht kann die Schaumschicht zu mindestens 90 Prozent, vorzugsweise zu mindestens 95 Prozent, besonders vorzugsweise vollständig auf der Rückseite der Deckschicht angeordnet sein. Die Schaumschicht kann aus einem geschäumten Kunststoff, im Folgenden auch Schaumstoff genannt, gebildet sein. Beispiele für derartige Schaumstoffe sind expandiertes Polyurethan, expandiertes Polyethylen (EPE), expandiertes Polystyrol (EPS), expandiertes Polyethylenterephthalat (PET) oder expandiertes Polypropylen (EPP). Die Schaumschicht kann geschlossenzelligen, offenzelligen oder gemischtzelligen Schaumstoff umfassen. Typischerweise beträgt eine Zellengröße des Schaumstoffes zwischen 0,02 mm und 0,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 0,2 mm. Die Schaumschicht kann in direktem Kontakt mit der Rückseite der Deckschicht stehen. Vorzugsweise befinden sich mindestens 80 Prozent der Rückseite der Deckschicht, besonders vorzugsweise mindestens 90 Prozent der Rückseite der Deckschicht in direktem Kontakt mit der Schaumschicht. Die Rückseite der Deckschicht kann auch vollständig von der Schaumschicht bedeckt sein. Eine Dicke der Schaumschicht, die vorzugsweise entlang einer Richtung senkrecht zur Rückseite bestimmt wird, beträgt typischerweise einige Millimeter bis wenige Zentimeter.The cover layer can close the composite part to a visible side. However, the cover layer may also be covered by further layers towards the visible side. Based on a weight of the foam layer, the foam layer may be arranged at least 90 percent, preferably at least 95 percent, particularly preferably completely on the back of the cover layer. The foam layer may be formed from a foamed plastic, also referred to below as foam. Examples of such foams are expanded polyurethane, expanded polyethylene (EPE), expanded polystyrene (EPS), expanded polyethylene terephthalate (PET) or expanded polypropylene (EPP). The foam layer may comprise closed cell, open cell or mixed cellular foam. Typically, a cell size of the foam is between 0.02 mm and 0.5 mm, preferably between 0.05 mm and 0.2 mm. The foam layer may be in direct contact with the back of the cover layer. Preferably, at least 80 percent of the backside of the topcoat, more preferably at least 90 percent of the backside of the topcoat, are in direct contact with the foam layer. The back of the cover layer may also be completely covered by the foam layer. A thickness of the foam layer, which is preferably determined along a direction perpendicular to the backside, is typically a few millimeters to a few centimeters.
Das Element bildet vorzugsweise keinen seitlichen und die Deckschicht einfassenden Rand der Deckschicht. Dabei sind mit dem seitlichen Rand insbesondere nicht die Rückseite oder die Vorderseite der Deckschicht gemeint, sondern eine die Rückseite und die Vorderseite verbindende Fläche, welche die Deckschicht einrahmt. Vielmehr ist es vorteilhaft, wenn das Element vom seitlichen Rand der Deckschicht um eine Strecke beabstandet ist, die mindestens 5 Prozent, vorzugsweise mindestens 10 Prozent einer Länge oder einer Breite der Deckschicht beträgt. Beispielsweise kann das Element mindestens um einen Zentimeter, vorzugsweise um mindestens drei Zentimeter von dem seitlichen Rand der Deckschicht entfernt an der Rückseite der Deckschicht angeordnet sein.The element preferably does not form a lateral edge of the cover layer enclosing the cover layer. In particular, the lateral edge does not mean the back side or the front side of the cover layer, but rather a surface which connects the back side and the front side and which framing the cover layer. Rather, it is advantageous if the element is spaced from the lateral edge of the cover layer by a distance which is at least 5 percent, preferably at least 10 percent, of a length or a width of the cover layer. For example, the element may be arranged at least one centimeter, preferably at least three centimeters away from the lateral edge of the cover layer, on the rear side of the cover layer.
Vor allem ist es vorteilhaft, wenn das Durchgangsloch vom seitlichen Rand der Deckschicht beabstandet ist. Vorzugsweise beträgt ein Abstand des Durchgangsloches vom seitlichen Rand der Deckschicht mindestens ein Doppeltes, besonders vorzugsweise mindestens ein Fünffaches einer Länge des Durchgangsloches oder einer Breite des Elements. Z. B. kann das Durchgangsloch mindestens 1 cm, vorzugsweise mindestens 3 cm, besonders vorzugsweise mindestens 5 cm vom seitlichen Rand der Deckschicht entfernt angeordnet sein. Im Zusammenhang mit dem Hindurchgreifen der Schaumschicht durch das Durchgangsloch und dem sich-Erstrecken der Schaumstoffschicht beiderseits des Durchgangsloches ist die Verbindung zwischen der Deckschicht und der Schaumschicht in diesem Fall besonders stabil.Above all, it is advantageous if the through hole is spaced from the lateral edge of the cover layer. Preferably, a distance of the through-hole from the lateral edge of the cover layer is at least a double, more preferably at least five times a length of the through-hole or a width of the element. For example, the through-hole may be at least 1 cm, preferably at least 3 cm, more preferably at least 5 cm away from the lateral edge of the cover layer. In connection with the passage of the foam layer through the through-hole and the expansion of the foam layer on either side of the through-hole, the connection between the cover layer and the foam layer is particularly stable in this case.
Vorzugsweise ist das Element dort, wo es nicht mit der Deckschicht verbunden ist, vollständig von der Schaumschicht umgeben und wird vollständig von der Schaumschicht eingefasst. In diesem Fall ist das Element überall dort, wo es nicht mit der Deckschicht verbunden ist, mit Schaumstoff belegt. Das Element kann zu mindestens 70 Prozent, zu mindestens 80 Prozent, zu mindestens 90 Prozent oder zu mindestens 95 Prozent von der Schaumschicht bedeckt oder eingeschlossen sein bzw. umfasst werden. Das Element kann teilweise aus der Schaumschicht hinausragen, vorzugsweise an einer von der Rückseite der Deckschicht abgewandten Seite der Schaumschicht.Preferably, where it is not connected to the cover layer, the element is completely surrounded by the foam layer and is completely enclosed by the foam layer. In this case, the element is covered with foam wherever it is not connected to the cover layer. The element may be at least 70 percent, at least 80 percent, at least 90 percent, or at least 95 percent covered or trapped by the foam layer. The element may partially protrude from the foam layer, preferably on a side of the foam layer facing away from the back side of the cover layer.
Sofern das Element von der Deckschicht verschieden ist, d. h. wenn es nicht aus einem Teilbereich der Deckschicht gebildet ist, kann das Element aus demselben Material gebildet sein wie die Deckschicht. Wenn das Element von der Deckschicht verschieden ist, kann es jedoch auch aus einem Material gebildet sein, das von dem Material der Deckschicht verschieden ist. Beispielsweise kann auch das Element eine flächenartige, schichtartige oder folienartige Form haben, wobei das Element dann teilweise gebogen sein kann. So kann das Element aus Kunststoff gebildet sein, wobei der Kunststoff dann flexibel und/oder steif sein kann.If the element is different from the cover layer, ie if it is not formed from a portion of the cover layer, the element may be formed of the same material as the cover layer. However, if the element is different from the cover layer, it may also be formed of a material different from the material of the cover layer. For example, the element may also have a sheet-like, layered or sheet-like shape, wherein the element may then be partially bent. Thus, the element may be formed of plastic, wherein the plastic may then be flexible and / or rigid.
Vorzugsweise durchlöchert oder durchbohrt oder durchstößt das Durchgangsloch das Element entlang einer Länge des Elements oder entlang einer Breite des Elements vollständig. Das Durchgangsloch erstreckt sich also von einer ersten das Element abschließenden oder begrenzenden Seite des Elements zu einer zweiten das Element abschließenden oder begrenzenden Seite des Elements. Vorzugsweise bilden die erste Seite des Elements und die zweite Seite des Elements einander gegenüberliegende Seiten des Elements. Vorzugsweise ist das Durchgangsloch gerade, beispielsweise kanalförmig, insbesondere also nicht gewunden. Entscheidend ist, dass der Schaumstoff beim Einbringen der Schaumschicht gut in das Durchgangsloch eindringen kann. Z. B. kann das Durchgangsloch eine zylindrische Form haben. Vorteilhafterweise ist eine Länge bzw. eine Tiefe des Durchgangsloches jedoch nicht größer als ein Durchmesser des Durchgangsloches, wobei der Durchmesser senkrecht zur Länge des Durchgangsloches bzw. senkrecht zur Tiefe des Durchgangsloches bestimmt wird. Auf diese Weise kann der Schaumstoff beim Einbringen der Schaumschicht leicht in das Durchgangsloch eindringen. Z. B. beträgt eine Länge bzw. eine Tiefe des Durchgangsloches weniger als 1 cm. Dann beträgt ein Durchmesser des Durchgangsloches vorteilhafterweise mindestens 1 cm.Preferably, the through-hole perforates or pierces or pierces the element along a length of the element or along a width of the element. The through hole thus extends from a first element closing or limiting side of the element to a second element closing or limiting side of the element. Preferably, the first side of the element and the second side of the element form opposite sides of the element. Preferably, the through hole is straight, for example channel-shaped, in particular therefore not wound. It is crucial that the foam can penetrate well into the through hole when introducing the foam layer. For example, the through hole may have a cylindrical shape. Advantageously, however, a length or a depth of the through-hole is not greater than a diameter of the through-hole, wherein the diameter is determined perpendicular to the length of the through-hole or perpendicular to the depth of the through-hole. In this way, the foam can easily penetrate into the through hole when introducing the foam layer. For example, a length or a depth of the through-hole is less than 1 cm. Then, a diameter of the through hole is advantageously at least 1 cm.
Die Deckschicht ist besonders flexibel und kostengünstig herstellbar, wenn sie mindestens teilweise aus thermoplastischem Kunststoff gebildet ist. Beispiele für derartige thermoplastische Kunststoffe sind Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamid (PA), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyvinylchlorid (PVC) oder Zelluloid. Eine Dicke der Deckschicht beträgt typischerweise zwischen 0,3 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 2 mm. Je nach Anwendung kann die Deckschicht weitestgehend eben oder leicht gewölbt sein. Ebenso ist es denkbar, dass die Deckschicht Hinterschnitte aufweist. Die Deckschicht kann jedoch auch mindestens teilweise oder vollständig aus Leder, aus einem Gewebe oder aus einem Gewirke gebildet sein. Typischerweise beträgt eine laterale Ausdehnung der Deckschicht einige Zentimeter oder einige Dezimeter. Eine Vorderseite der Deckschicht, die eine der Rückseite der Deckschicht gegenüberliegende Seite der Deckschicht ist, kann strukturiert sein. Dies ist dann sinnvoll, wenn die Vorderseite der Deckschicht das Verbundteil nach außen hin abschließt; beispielweise dann, wenn die Vorderseite eine Sichtseite einer Automobilinnenverkleidung bildet.The cover layer is particularly flexible and inexpensive to produce if it is at least partially formed from thermoplastic material. Examples of such thermoplastics are acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamide (PA), polylactate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), Polystyrene (PS), polyetheretherketone (PEEK), polyvinylchloride (PVC) or celluloid. A thickness of the cover layer is typically between 0.3 mm and 5 mm, preferably between 0.5 mm and 2 mm. Depending on the application, the cover layer can be mostly flat or slightly curved. It is also conceivable that the cover layer has undercuts. However, the cover layer may also be at least partially or completely formed of leather, a woven fabric or a knitted fabric. Typically, a lateral extent of the cover layer is a few centimeters or a few decimeters. A front side of the cover layer, which is a side of the cover layer opposite the rear side of the cover layer, can be structured. This is useful if the front of the cover layer closes the composite part to the outside; For example, when the front side forms a visible side of a car interior trim.
Die Deckschicht kann mehrteilig ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Deckschicht aus zwei separaten Teilen gebildet sein, die dann z. B. entlang einer Fügestelle zusammengefügt sind. Insbesondere können die zwei separaten Teile der Deckschicht aus unterschiedlichem Material gebildet sein und/oder eine unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit und/oder eine unterschiedliche Farbe aufweisen. Damit kann die Deckschicht hinsichtlich ihrer äußeren ästhetischen Erscheinung ganz unterschiedlich gestaltet sein.The cover layer can be designed in several parts. For example, the cover layer may be formed of two separate parts, which then z. B. are joined together along a joint. In particular, the two separate parts of the cover layer may be formed of different material and / or have a different surface finish and / or a different color. Thus, the cover layer can be designed very different in terms of their external aesthetic appearance.
Eine Fertigung des Verbundteils ist besonders einfach, zeitsparend und materialsparend, wenn das Element als Falte oder als Fügestelle in der Deckschicht ausgebildet ist, wobei mit der Fügestelle beispielweise die vorstehend genannte Fügestelle bezeichnet sein kann, entlang derer zwei separate Teile der Deckschicht zusammengefügt sind. In beiden Fällen ist das Element also aus einem Teilbereich der Deckschicht gebildet. Dabei umfasst der Teilbereich in dem Fall, in dem das Element aus der Fügestelle gebildet wird, insbesondere Bereiche beider separaten Teile der Deckschicht. In beiden Fällen wird. Da das Element als Bestandteil der Deckschicht bereits mit der Deckschicht verbunden ist, entfällt ein zusätzliches Verbinden des Elements mit der Deckschicht. Typischerweise wird die Falte bzw. die Fügestelle aus zwei benachbarten Bereichen der Deckschicht gebildet, die aneinander anliegen und in etwa in einem rechten Winkel von der Deckschicht abstehen.A production of the composite part is particularly simple, time-saving and material-saving, when the element is formed as a fold or as a joint in the cover layer, wherein the joint may be referred to, for example, the above-mentioned joint, along which two separate parts of the cover layer are joined together. In both cases, the element is thus formed from a portion of the cover layer. In this case, in the case in which the element is formed from the joint, the subregion comprises in particular regions of both separate parts of the cover layer. In both cases will. Since the element is already connected to the cover layer as part of the cover layer, there is no need for additional bonding of the element to the cover layer. Typically, the fold or joint is formed from two adjacent regions of the cover layer, which abut each other and project approximately at a right angle from the cover layer.
Sofern das Element als Falte in der Deckschicht oder als Fügestelle zwischen zwei separaten Teilen der Deckschicht ausgebildet ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn die die Falte bzw. die Fügestelle bildenden und aneinander anliegenden Bereiche der Deckschicht mindestens teilweise stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sind. Damit sind die Vorderseite der Deckschicht und die Rückseite der Deckschicht auch im Bereich des Durchgangsloches, das die Falte perforiert, sauber voneinander getrennt. Insbesondere wird damit verhindert, dass der Schaumstoff beim Einbringen des Schaumstoffs an der Rückseite der Deckschicht durch das Durchgangsloch und die Falte bzw. die Fügestelle hindurch an die Vorderseite der Deckschicht gelangt. Die aneinander anliegenden Bereiche der Falte bzw. der Fügestelle können beispielsweise mindestens teilweise verschweißt und/oder verschmolzen und/oder vernäht und/oder verklebt und/oder vernietet und/oder zusammengeklemmt sein. Eine Schweißverbindung ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Deckschicht aus thermoplastischem Kunststoff gebildet ist. Eine Schweißverbindung ist besonders stabil, beständig und erfordert bei der Herstellung kein zusätzliches Material.If the element is designed as a fold in the cover layer or as a joint between two separate parts of the cover layer, it is particularly advantageous if the folds or the joint forming and abutting areas of the cover layer are connected at least partially cohesively and / or non-positively. Thus, the front of the cover layer and the back of the cover layer are also clean in the area of the through hole, which perforates the fold, clean separated. In particular, this prevents the foam from entering the front side of the cover layer when the foam is introduced at the rear side of the cover layer through the through hole and the fold or the joint. The adjoining areas of the fold or the joint may for example be at least partially welded and / or fused and / or sewn and / or glued and / or riveted and / or clamped together. A Welded connection is particularly advantageous when the cover layer is formed from thermoplastic material. A welded joint is particularly stable, durable and requires no additional material during manufacture.
Ist das Element von der Deckschicht verschieden, ist das Element also nicht aus einem Teilbereich der Deckschicht gebildet, so kann es stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Deckschicht verbunden sein. Beispielsweise kann das Element mit der Deckschicht verschweißt, vernäht, verklebt, vernietet oder verschraubt sein. Es ist auch denkbar, dass als Verbindung zwischen dem Element und der Deckschicht eine Rastverbindung vorgesehen ist. Entscheidend ist, dass das Element und die Deckschicht wenigstens in einem Verbindungsbereich, entlang dessen das Element und die Deckschicht miteinander verbunden sind, relativ zueinander fest angeordnet und relativ zueinander nicht bewegbar sind.If the element is different from the cover layer, that is to say if the element is not formed from a partial region of the cover layer, then it can be bonded to the cover layer in a material-locking and / or positive-locking and / or non-positive manner. For example, the element may be welded, sewn, glued, riveted or screwed to the cover layer. It is also conceivable that a latching connection is provided as the connection between the element and the cover layer. It is crucial that the element and the cover layer at least in a connection region along which the element and the cover layer are connected to each other, fixed relative to each other and are not movable relative to each other.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Schaumschicht und das Element relativ zueinander fest angeordnet. Da das Element entweder aus einem Teilbereich der Deckschicht gebildet oder aber mit der Deckschicht fest verbunden ist, sind damit auch die Deckschicht und die Schaumschicht relativ zueinander fest angeordnet. Dies ist vorteilhafterweise dadurch realisiert, dass das Durchgangsloch vollständig mit dem Schaumstoff der Schaumschicht ausgefüllt ist und dass die Schaumschicht das Element in einem das Durchgangsloch einfassenden Bereich des Elements an beiden Enden des Durchgangsloches jeweils hintergreift. Dies ist automatisch dann gegeben, wenn die Schaumschicht das Durchgangsloch vollständig ausfüllt und gleichzeitig das Element vollständig umschließt bzw. einfasst. Vorteilhafterweise ist der das Durchgangsloch vollständig ausfüllende Schaumstoff mit der Schaumschicht beiderseits des Durchgangsloches jeweils vernetzt. In diesem Fall befinden sich das Element und die Schaumschicht derart in formschlüssigem Eingriff miteinander, dass eine relative Bewegung des Elements und der Schaumschicht in allen Richtungen weitestgehend unterbunden ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the foam layer and the element are fixed relative to each other. Since the element is either formed from a partial region of the cover layer or firmly connected to the cover layer, the cover layer and the foam layer are thus also fixed relative to one another. This is advantageously realized in that the through-hole is completely filled with the foam of the foam layer and that the foam layer in each case engages behind the element in a region of the element enclosing the through-hole at both ends of the through-hole. This is automatically the case if the foam layer completely fills the through-hole and at the same time completely encloses or encloses the element. Advantageously, the foam completely filling the through-hole is in each case crosslinked with the foam layer on both sides of the through-hole. In this case, the element and the foam layer are in positive engagement with each other in such a way that relative movement of the element and the foam layer in all directions is largely prevented.
Vorgeschlagen wird ferner ein Verfahren zum Verbinden einer Deckschicht mit einer an einer Rückseite der Deckschicht angeordneten Schaumschicht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- – Verformen der Deckschicht derart, dass ein Teilbereich der Deckschicht ein von der Rückseite abstehendes Element bildet, oder Verbinden eines Elements mit der Deckschicht derart, dass das Element von der Rückseite absteht,
- – Einbringen mindestens eines Durchgangsloches in das Element und
- – Ausbilden einer Schaumschicht auf der Rückseite derart, dass die Schaumschicht sich beiderseits des Durchgangsloches erstreckt und durch das Durchgangsloch hindurchgreift.
- Deforming the cover layer in such a way that a partial region of the cover layer forms a protruding element from the rear side, or connecting an element with the cover layer in such a way that the element protrudes from the back side,
- - introducing at least one through hole in the element and
- - Forming a foam layer on the back such that the foam layer extends on both sides of the through hole and engages through the through hole.
Das Verfahren ist besonders einfach, mit wenigen Arbeitsschritten und damit besonders kostengünstig durchführbar. Eine formschlüssige und damit besonders langlebige und stabile Verbindung zwischen der Deckschicht und der Schaumschicht entsteht in einfacher Weise durch das Ausbilden der Schaumschicht und anschließendes Aushärten der Schaumschicht.The process is particularly simple, with few steps and thus particularly cost feasible. A positive and therefore particularly durable and stable connection between the cover layer and the foam layer is formed in a simple manner by the formation of the foam layer and subsequent curing of the foam layer.
Das Verformen der Deckschicht kann insbesondere ein Falten oder Verbiegen der Deckschicht wenigstens in Teilen umfassen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Deckschicht derart verformt wird, dass das Element als Falte in der Deckschicht bzw. im Falle einer mehrteiligen Deckschicht als Fügestelle zwischen benachbarten separaten Teilen der Deckschicht ausgebildet ist. Das Verformen kann insbesondere derart durchgeführt werden, dass die entstehende Falte oder Fügestelle die im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Verbundteil genannten vorteilhaften Merkmale aufweist. Insbesondere können aneinander anliegende Bereiche der Falte/Fügestelle, also aneinander anliegende Bereiche der Deckschicht, die die Falte/Fügestelle bilden, teilweise miteinander verbunden werden. Wenn die aneinander anliegenden Bereiche der Falte/Fügestelle nicht vollständig miteinander verbunden werden, kann beim Ausbilden bzw. Einbringen der Schaumschicht Schaum teilweise in die Falte/Fügestelle eindringen. In diesem Fall weist die Falte/Fügestelle also das Durchgangsloch auf, ohne dass es notwendig wäre, das Durchgangsloch in einem zusätzlichen Arbeitsschritt in die Falte/Fügestelle einzubringen. In diesem Fall wird das Durchgangsloch also bereits durch das Formen der Falte/Fügestelle gebildet.The deformation of the cover layer may in particular comprise folding or bending of the cover layer at least in part. It when the cover layer is deformed such that the element is formed as a fold in the cover layer or in the case of a multi-part cover layer as a joint between adjacent separate parts of the cover layer is particularly advantageous. The deformation can in particular be carried out such that the resulting fold or joint has the advantageous features mentioned in connection with the above-described composite part. In particular, adjoining areas of the fold / joint, ie abutting areas of the cover layer which form the fold / joint, can be partially connected to one another. If the abutting portions of the crease / joint are not completely joined together, foam may partially invade the crease / joint as the foam layer is formed. In this case, the fold / joint thus has the through hole, without it being necessary to introduce the through hole in an additional step in the fold / joint. In this case, the through hole is thus already formed by the shaping of the fold / joint.
Vorzugsweise wird die Schaumschicht mittels Hinterschäumen an der Rückseite der Deckschicht eingebracht. Die Deckschicht kann aus Kunststoff gebildet werden, beispielsweise mittels Rotationssintern, Spritzformen, Spritzgießen oder Blasformen. Das Verformen der Deckschicht und das Einbringen des Durchgangsloches in das Element können in beliebiger Reihenfolge vorgenommen werden.Preferably, the foam layer is introduced by means of back-foaming on the back of the cover layer. The cover layer can be formed from plastic, for example by means of rotational sintering, injection molding, injection molding or blow molding. The deformation of the cover layer and the introduction of the through hole in the element can be made in any order.
In dem Fall, dass das Element von der Deckschicht verschieden ist, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, das Element und die Deckschicht stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander zu verbinden. Beispielsweise können das Element und die Deckschicht durch Schweißen, Kleben, Nähen, Nieten, Schrauben oder Klemmen miteinander verbunden werden. Ein geeignetes Verbindungsverfahren kann damit in flexibler Weise in Abhängigkeit von einer Wahl der Materialien für das Element und für die Deckschicht bestimmt werden.In the event that the element is different from the cover layer, provides an advantageous embodiment of the invention to connect the element and the cover layer cohesively and / or non-positively and / or positively with each other. For example, the element and the cover layer can be joined together by welding, gluing, sewing, riveting, screwing or clamping. A suitable bonding method can thus be determined in a flexible manner depending on a choice of the materials for the element and for the cover layer.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Durchgangsloch in das Element geschmolzen und/oder gestochen und/oder gestanzt und/oder gebohrt und/oder geschnitten wird. Damit kann auch das Einbringen des Durchgangslochs in das Element besonders flexibel vorgenommen werden.A further advantageous embodiment of the invention provides that the through-hole is melted and / or stung and / or punched and / or drilled and / or cut into the element. Thus, the introduction of the through hole in the element can be made very flexible.
Schließlich wird ein Werkzeug zum Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens vorgeschlagen, wobei das Werkzeug als Schweißpistole ausgebildet ist, an deren Schweißkopf ein Stech- und/oder Stanz- und/oder Bohr- und/oder Schneidewerkzeug angeordnet ist, das beispielsweise mit einer genügend großen Kraft und/oder Geschwindigkeit bewegbar ist, um ein Loch z. B. in ein thermoplastisches Material oder auch in ein Metall einzubringen.Finally, a tool for carrying out the method described above is proposed, wherein the tool is designed as a welding gun, at the welding head a piercing and / or punching and / or drilling and / or cutting tool is arranged, for example, with a sufficiently large force and / or speed is movable to a hole z. B. in a thermoplastic material or in a metal.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden anhand der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail with reference to the following description. Show it
In den
In
In dem vorliegenden Beispiel wurden das Verschweißen der Bereiche
In den
Bei der in
Bei der in
Das Werkzeug
Die Durchgangslöcher
In den
Schließlich zeigt
Die
In
Ebenso ist es denkbar, dass das Element
Dadurch wurde die in
Die Schaumschicht
Die Schaumschicht
Das in die Schaumschicht
Die Durchgangslöcher
Entlang der x-Richtung
Dadurch, dass das Element
Um den Formschluss zwischen dem Element
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