DE102018204985A1

DE102018204985A1 - Verfahren zum Herstellen eines verkleideten Lenkrads für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018204985A1
Application number: DE102018204985.8A
Authority: DE
Inventors: Branislav Zlatkov; Markus Danschacher; Nils Quander; Bernd Soltendieck; Robert Hampel; Roland Otte
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-04-03
Filing date: 2018-04-03
Publication date: 2019-10-10
Also published as: WO2019192836A1; DE112019001783A5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines verkleideten Lenkrads (100) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass für das Zuschneiden des Verkleidungsmaterials (20), insbesondere von Leder, eine Schnittvorgabe (30) verwendet wird, deren Zuschnittslänge (L) kleiner ist als eine mittlere Umlauflänge (Um) des zu verkleidenden Lenkradkranzes (13) und/oder deren Zuschnittsbreite (B) größer ist als ein Querschnittsumfang (Q) des zu verkleidenden Lenkradkranzes (13). Auf diese Weise werden die Passgenauigkeit der Lenkradverkleidung erhöht und Fertigungszeiten verkürzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines verkleideten Lenkrads für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
Bekannte Lenkräder umfassen ein metallisches oder aus einem Hartkunststoff bestehendes Lenkradskelett, das von einer raumausfüllenden Matrix, zumeist einem Kunststoffschaum, eingehüllt ist. In der Regel definiert das Matrixmaterial die funktionale geometrische Form des Lenkrads. Als abschließende sichtbare Schicht umhüllt zumeist eine Verkleidung die Matrix, beispielsweise aus Leder oder einem Textil.
Zur Herstellung wird üblicherweise das Verkleidungsmaterial auf das entsprechende Endmaß zugeschnitten und maschinell zu einem Ring zusammengenäht, wobei ein Längsschlitz noch offen bleibt. Dann wird manuell ein Kleber auf das umspritzte Lenkrad oder auf die Nichtsichtseite des Verkleidungsmaterials aufgebracht, das Lenkrad bezogen und die Längsnaht manuell durch Nähen geschlossen.
In dem in DE 10 2015 218 A1 beschriebene Verfahren wird das Verkleidungsmaterial auf seiner Nichtsichtseite mit einem aktivierbaren Material beschichtet, auf den mit der Matrix umspritzten Lenkradkranz aufgebracht, die Längsränder des Verkleidungsmaterials werden mit einer geeigneten Schließtechnik geschlossen und schließlich wird das aktivierbare Material beispielsweise thermisch aktiviert, um eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Verkleidungsmaterial und dem Matrixmaterial herzustellen.
Ein besonderes Problem stellt der Zuschnitt des Verkleidungsmaterials dar. Üblicherweise entspricht der Zuschnitt den Abmessungen der abgewickelten Oberfläche des zu verkleidenden Lenkrads. Nach Aufbringen auf den Lenkradkranz wird die Passform in einem iterativen Verfahren optimiert, indem das Verkleidungsmaterial erforderlichenfalls mehrfach abgenommen, nachträglich beschnitten und wieder auf den Lenkradkranz aufgebracht wird. Gerade dieser Prozess ist äußerst zeitintensiv, erfordert viel handwerkliches Geschick und resultiert nicht immer in reproduzierbaren Ergebnissen.
Um diese Probleme zu lösen, beschreibt WO 2006/013029 A1 ein Verfahren zum Beziehen eines Lenkrads, bei dem das Verkleidungsmaterial zugeschnitten wird, um das Lenkrad geschlungen wird und die Ränder mittels eines schrumpfbaren Materials, beispielsweise Schrumpfgarn, geschlossen werden. Schließlich wird das schrumpfbare Material einem Schrumpfprozess unterzogen, sodass die Ränder auf Stoß aneinander liegen. Jedoch ist diese Lösung nicht für jede Schließtechnik geeignet und führt nicht immer zwangsläufig zu einer optimalen Passform.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Herstellen eines verkleideten Lenkrads für ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, das die geschilderten Probleme des Standes der Technik überwindet oder zumindest abschwächt. Insbesondere soll mit einem geringen Aufwand eine gute und reproduzierbare Passform des Verkleidungsmaterials auf dem Lenkrad erzielt werden.
Diese Aufgabe wird ganz oder teilweise durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs sowie durch ein verfahrensgemäß hergestelltes Lenkrad gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines verkleideten Lenkrads für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfasst die Schritte:

- Bereitstellen eines zu verkleidenden Lenkrads, das einen zu verkleidenden Lenkradkranz mit einer zu verkleidenden äußeren und einer inneren Umlauflänge und mit einem Querschnittsumfang aufweist,
- Zuschneiden eines Verkleidungsmaterials gemäß einer Schnittvorgabe,
- Aufbringen des zugeschnittenen Verkleidungsmaterials auf das zu verkleidende Lenkrad, sodass seine Nichtsichtseite dem zu verkleidenden Lenkrad zugewandt ist, und
- Verbinden von Längsrändern des Verkleidungsmaterials miteinander.

Erfindungsgemäß weist die Schnittvorgabe eine Zuschnittslänge auf, welche 80 bis 98 % einer mittleren Umlauflänge des zu verkleidenden Lenkradkranzes entspricht, wobei die mittlere Umlauflänge der Mittelwert der äußeren und inneren Umlauflänge ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu weist die Schnittvorgabe zumindest eine Zuschnittsbreite auf, welche 102 bis 112 % des Querschnittsumfangs des zu verkleidenden Lenkradkranzes entspricht.
Erfindungsgemäß wird also eine optimierte Schnittvorgabe eingesetzt, deren Zuschnittslänge kürzer ist als die zu verkleidende mittlere Umlauflänge des zu verkleidenden Lenkradkranzes und dessen Zuschnittsbreite größer ist als der zu verkleidende Querschnittsumfang des Lenkradkranzes. Wird nun das derart zugeschnittene Verkleidungsmaterial auf das Lenkrad aufgebracht, kommt es zu einer spannungsinduzierten Längsdehnung des Materials, infolge dessen seine Breite kontrahiert. Es hat sich gezeigt, dass bei Einhaltung der oben genannten Zuschnittsbereiche ein straffer und im Wesentlichen faltenfreier Sitz des Verkleidungsmaterials erzielt wird. Eine aufwendige manuelle Anpassung wie einleitend beschrieben erübrigt sich. Somit wird der Produktionszyklus stark verkürzt, und es werden gute und reproduzierbare Ergebnisse erzielt.
Grundsätzlich kommen die Vorzüge des Verfahrens bei allen Arten des Verkleidungsmaterials zum Tragen, umfassend Naturleder, Kunstleder, Textilien und Folien. Ganz besonders vorteilhaft ist das Verfahren bei Naturleder aufgrund seiner variablen Eigenschaften hinsichtlich Dicke und Festigkeit und damit Dehnbarkeit.
Die Zuschnittslänge der Schnittvorgabe wird in Abhängigkeit von der mittleren zu verkleidenden Umlauflänge des zu verkleidenden Lenkradkranzes bestimmt. Die äußeren und inneren Umlauflängen beziehen sich auf die Frontalansicht des Lenkradkranzes. Sieht das Lenkradmodell vor, dass lediglich ein Teilumfang (Segment) des Gesamtumfangs des Lenkradkranzes zu verkleiden ist oder dass der zu verkleidende Umfang durch mehrere Längssegmente des Verkleidungsmaterials zu verkleiden ist, wird unter der Umlauflänge der zu verkleidende Teilabschnitt des Lenkradkranzes verstanden. Mit anderen Worten kann die zu verkleidende (äußere oder innere) Umlauflänge sich auf einen Teilabschnitt beziehen, die somit kleiner ist als die Gesamtumlauflänge des Lenkradkranzes.
Die Zuschnittsbreite der Schnittvorgabe bezieht sich auf den Querschnittsumfang des Lenkradkranzes an mindestens einer Position des zu verkleidenden Lenkradkranzes. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Schnittvorgabe eine Mehrzahl von Zuschnittsbreiten auf, welche verschiedenen Querschnittsumfängen an verschiedenen Positionen des zu verkleidenden Lenkradkranzes zugeordnet sind. Diese Ausgestaltung ist besonders dann vorteilhaft, wenn der Lenkradkranz unterschiedliche Querschnittsumfänge an den verschiedenen Positionen aufweist.
Wie bereits erläutert, weist die Schnittvorgabe eine Zuschnittslänge auf, welche 80 % bis 98 % der mittleren zu verkleidenden Umlauflänge des zu verkleidenden Lenkradkranzes entspricht, sodass es beim Aufbringen auf den zu verkleidenden Lenkradkranz zu einer Längsdehnung des Verkleidungsmaterials kommt. Vorzugsweise entspricht die Zuschnittslänge der Schnittvorgabe 85 % bis 95 %, besonders bevorzugt 88 % bis 94 % und ganz besonders bevorzugt 90 % bis 93 % der mittleren Umlauflänge des zu verkleidenden Lenkradkranzes (beziehungsweise seines zu verkleidenden Teilabschnitts oder Segments). Insbesondere bei Leder als Verkleidungsmaterial werden auf diese Weise besonders gut sitzende Verkleidungen erzielt.
Die Zuschnittsbreite der Schnittvorgabe entspricht erfindungsgemäß 102 % bis 112 % des Querschnittsumfangs des zu verkleidenden Lenkradkranzes, sodass die infolge der Längsdehnung des Materials beim Aufbringen auf den zu verkleidenden Lenkradkranz stattfindende Breitenkontraktion dazu führt, dass die Längsränder des zugeschnittenen Verkleidungsmaterials auf Stoß liegen. Vorzugsweise entspricht die Zuschnittsbreite 104 % bis 110 %, besonders bevorzugt 105 % bis 109 % und ganz besonders bevorzugt 106 % bis 108 % des Querschnittsumfangs des zu verkleidenden Lenkradkranzes. Insbesondere bei Verwendung von Leder als Verkleidungsmaterial werden auf diese Weise besonders gut sitzende Verkleidungen erzielt.
Die erfindungsgemäßen Zuschnittslängen und Zuschnittsbreiten beziehen sich auf die Nettomaße der fertigen Lenkradverkleidung. Sofern für das Verbinden der Längsränder des Verkleidungsmaterials Materialzugaben erforderlich sind, die im fertigen Produkt nicht sichtbar sind, wird die Zuschnittslänge der Schnittvorgabe um eine entsprechende Nahtzugabe verlängert. Entsprechendes gilt für die Zuschnittsbreite. Wird für ein etwaiges Verbinden von Querrändern des Verkleidungsmaterials eine Materialzugabe benötigt, so wird die Zuschnittsbreite um eine entsprechende Nahtzugabe vergrößert. Mit anderen Worten können die Bruttomaße des zugeschnittenen Verkleidungsmaterials gegenüber den Nettomaßen um entsprechende Nahtzugaben vergrößert sein.
In einigen Fällen ist es sinnvoll, dass das zugeschnittene Verkleidungsmaterial aus mehreren Segmenten, beispielsweise zwei, drei, vier oder fünf Segmenten zusammengesetzt ist, die zusammen die zu verkleidende Umlauflänge verkleiden. Dabei werden die Segmente vor oder nach dem Zuschneiden miteinander verbunden, beispielsweise durch Nähen. Die einzelnen Segmente werden vor dem Aufbringen auf das zu verkleidende Lenkrad zu einem geschlossenen Ring, dessen Längsränder jedoch noch nicht geschlossen sind, verbunden. Im Falle eines aus mehreren Längssegmenten zusammengesetzten Verkleidungsmaterials werden die erfindungsgemäßen Schnittvorgaben, umfassend Zuschnittslänge und Zuschnittsbreite für jedes einzelne Längssegment, angewendet, wobei sich die Zuschnittlänge auf den jeweiligen zu verkleidenden Teilumfang bezieht. Vorzugsweise werden dabei die Zuschnittslängen um vorbestimmte Nahtzugaben vergrößert, die für die Herstellung der Querverbindungen zwischen den Längssegmenten erforderlich sind.
Das Zuschneiden des Verkleidungsmaterials kann mit einem beliebigen Verfahren erfolgen, beispielsweise durch Schneiden oder Stanzen. Im Falle von Stanzen ist die Stanzkontur der Stanze entsprechend der Schnittvorgabe (Bruttomaße) gestaltet. Im Falle eines maschinellen Schneidens liegt die Schnittvorgabe üblicherweise in einem computerlesbaren Dateiformat vor, sodass die Schneidemaschine entsprechend dieser Datei gesteuert wird. Denkbar ist auch, dass die Schnittvorgabe in Form einer Schablone vorliegt, nach welcher der Zuschnitt manuell oder maschinell ausgeführt wird.
Vorzugsweise umfasst der zu verkleidende Lenkradkranz ein Lenkradskelett, genauer gesagt einen Lenkradskelettkranz eines Lenkradskeletts, und ein um das Lenkradskelett umspritztes Matrixmaterial. Das Matrixmaterial ist insbesondere ein elastisches und/oder geschäumtes Kunststoffmaterial. Das Matrixmaterial dient einerseits der Formgebung und andererseits der Unfallsicherheit.
In bevorzugter Ausgestaltung wird das Verkleidungsmaterial vor seinem Aufbringen auf den Lenkradkranz und/oder vor seinem Zuschneiden auf seiner Nichtsichtseite mit einem Klebstoff beschichtet. Ebenso ist es möglich, den Klebstoff (statt auf das Verkleidungsmaterial oder zusätzlich hierzu) auf den Lenkradkranz, insbesondere auf dem Matrixmaterial, aufzubringen (siehe DE 10 2015 218 424 A1 ). Allerdings ist es verfahrenstechnisch einfacher und daher bevorzugt, das flächige, im Wesentlichen zweidimensional geformte Verkleidungsmaterial vor seinem Aufbringen auf den Lenkradkranz mit dem Klebstoff zu beschichten, als den komplexer dreidimensional geformten Lenkradkranz zu beschichten. In jedem Fall wird über den Klebstoff eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Verkleidungsmaterial und dem zu verkleidenden Lenkradkranz, insbesondere dem Matrixmaterial, ausgebildet.
Bei dem Klebstoff kann es sich um einen passiv klebenden Klebstoff handeln, der seine Haftwirkung unmittelbar entfaltet. Mit besonderem Vorteil kann es sich bei dem Klebstoff alternativ um einen aktivierbaren Klebstoff handeln, der erst durch eine entsprechende Aktivierung seine haftenden Eigenschaften erhält. Geeignete aktivierbare Materialien sind in DE 10 2015 218 424 A1 , deren Inhalt Teil dieser Erfindung ist, beschrieben.
Der Prozessschritt des Verbindens der Längsränder des aufgebrachten Verkleidungsmaterials kann beispielsweise Schließen von Reißverschlusshälften, Nähen, Kleben, Verschweißen der Längsränder miteinander oder dergleichen umfassen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden Reißverschlusshälften (Reißverschluss-Zahnreihen) an den Längsrändern des Verkleidungsmaterials vor dem Aufbringen angebracht, welche nach dem Aufbringen des beschichteten Verkleidungsmaterials auf den zu verkleidenden Lenkradkranz geschlossen werden. Die Verwendung eines Reißverschlusses hat den Vorteil, dass sich das Verbinden der Längsränder des Verkleidungsmaterials einfach und schnell gestaltet. Ferner können mittels des Reißverschlusses vorteilhafte optische Gestaltungseffekte erzielt werden. Die Reißverschlusshälften können einteilig ausgebildet sein oder mehrere Segmente umfassen. Das Anbringen der Reißverschlusshälften an den Längsrändern kann ferner durch Nähen, Verkleben, Verschweißen erfolgen. Dabei können die Reißverschlusshälften so angebracht werden, dass der Reißverschluss im geschlossenen Zustand sichtbar bleibt oder, vorzugsweise, durch das Verkleidungsmaterial verdeckt wird, das heißt dass die Längsränder desselben auf Stoß liegen und nach Wunsch zusammengenäht werden können.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbares verkleidetes Lenkrad.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 ein komplett verkleidetes Lenkrad (ohne Nabenverkleidung) in Draufsicht gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
2 einen Querschnitt durch den Lenkradkranz des Lenkrads aus 1, A: ohne Verkleidung, B: mit Verkleidung;
3 eine Schnittvorgabe für eine Verkleidung für das Lenkrad aus 1;
4 ein entsprechend der Schnittvorgabe aus 3 zugeschnittenes Verkleidungsmaterial; und
5 ein partiell verkleidetes Lenkrad gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung.

1 zeigt ein mit Leder verkleidetes Lenkrad eines Kraftfahrzeugs gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Das insgesamt mit 100 bezeichnete Lenkrad umfasst eine Lenkradnarbe 11, von der eine beliebige Anzahl von Lenkradspeichen 12 radial ausgehen. Das Lenkrad 100 umfasst ferner einen umlaufenden Lenkradkranz 13, der über die Speichen 12 mit der Nabe 11 verbunden ist. In 1 nicht dargestellt ist eine Nabenverkleidung, die üblicherweise die Lenkradnarbe 11 und gegebenenfalls die Lenkradspeichen 12 abdeckt.
Wie insbesondere in 2A zu sehen ist, wird die Grundstruktur des Lenkrads durch ein Lenkradskelett 10 bereitgestellt, welches im Bereich des Lenkradkranzes 13 beispielsweise U-förmig ausgebildet ist. Üblicherweise besteht das Lenkradskelett aus einem metallischen Material, beispielsweise Magnesium oder einer Magnesiumlegierung, und kann beispielsweise in einem Druckgussverfahren hergestellt werden. Zumindest im Bereich des Lenkradkranzes 13 ist das Lenkradskelett 10 mit einem Matrixmaterial 14 umspritzt, welches das Lenkradskelett 10 einbettet und dem Lenkrad seine funktionale und ergonomische äußere Kontur verleiht.
Wie den 1 und 2B ferner zu entnehmen ist, weist das Lenkrad 100 ferner eine Verkleidung 20 auf, welche zumindest den Lenkradkranz 13 und optional die Speichen 12 umhüllt. Im vorliegenden Beispiel ist die Verkleidung eine Lederverkleidung. Die Verkleidung 20 des vorliegenden Beispiels umfasst drei Verkleidungssegmente, nämlich ein erstes, linkes Verkleidungssegment 20_I, ein zweites, mittleres Verkleidungssegment 20_m sowie ein drittes, linkes Verkleidungssegment 20_r (siehe 1). Die Verkleidungssegmente sind jeweils durch Quernähte 21 miteinander verbunden. Ferner verläuft entlang des inneren Umfangs des Lenkradkranzes 13 eine Längsnaht 22, welche die Längsränder in der Verkleidung 20 miteinander verbindet. Das Verkleidungsmaterial ist über eine Schicht eines Klebstoffs oder eines aktivierbaren Materials mit dem Matrixmaterial 14 des Lenkrads stoffschlüssig verbunden (2B).
Das Lenkrad 100 gemäß 1 wird mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, das nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel erläutert wird.
Zunächst wird in einem ersten Schritt des Verfahrens das Lenkradskelett 10 beispielsweise in einem Druckgussverfahren hergestellt. Anschließend wird das Lenkradskelett 10 im Bereich des Lenkradkranzes 13 mit einem Matrixmaterial 14 umspritzt. Auf diese Weise wird ein zu verkleidendes Lenkrad mit einem zu verkleidenden Lenkradkranz 13 bereitgestellt.
Im nachfolgenden Verfahrensabschnitt erfolgt ein Zuschneiden des Verkleidungsmaterials gemäß einer vorbestimmten Schnittvorgabe. Ein Beispiel für eine solche erfindungsgemäße Schnittvorgabe 30 zeigt 3. Im vorliegenden Beispiel umfasst die Schnittvorgabe 30 entsprechend den drei Verkleidungssegmenten 20.1, 20.2 und 20.3 des Lenkrads aus 1 drei Schnittvorgabensegmente, nämlich ein erstes Schnittvorgabensegment 30.1, ein zweites Schnittvorgabensegment 30.2 und ein drittes Schnittvorgabensegment 30.3. Die jeweiligen Längen L1, L2, L3 der drei Schnittvorgabensegmente 30.1, 30.2, 30.3 werden dabei so vorgegeben, dass sie 80 % bis 98 % einer zu verkleidenden mittleren Umlauflänge Um des jeweiligen Verkleidungssegments 20.1, 20.2 und 20.3 des Lenkradkranzes 13 entsprechen, hier insbesondere 90 bis 93 % von der jeweiligen mittleren Umlauflänge Um. Dabei entspricht die mittlere Umlauflänge Um dem Mittelwert der zu verkleidenden äußeren Umlauflänge Ua und inneren Umlauflänge Ui. Dies ist in 1 am Beispiel des zweiten Verkleidungssegments 20.2 dargestellt. Hier werden zunächst die innere Umfanglänge Ui des mit dem zweiten Verkleidungssegment 20.2 zu verkleidenden Abschnitts des Lenkradkranzes 13 sowie die äußere Umlauflänge Ua dieses Abschnitts bestimmt, beispielsweise durch Messung. Anschließend wird die mittlere Umlauflänge Um als arithmetischer Mittelwert der äußeren und inneren Umlauflänge bestimmt (Um = (Ua +Ui)/2). Alternativ kann die mittlere Umlauflänge Um auch direkt, etwa durch Messung, bestimmt werden. Die Zuschnittslänge L2 des zweiten Schnittvorgabensegments 30.2 wird dann mit 80 % bis 98 % der so ermittelten mittleren Umlauflänge Um vorgegeben. Sofern für die herzustellenden Quernähte 21 noch Materialzugaben notwendig sind, werden an den beiden Querrändern 31 des zweiten Schnittvorgabensegments 30.2 jeweils die entsprechend erforderlichen Nahtzugaben Z addiert. Damit bestimmt sich die Zuschnittslänge L jedes Segments nach folgender Gleichung (1), $L = X% \cdot Um + 2 Z$
wobei X im Bereich von 80 % bis 98 %, insbesondere 85 % bis 95 %, bevorzugt 88 % bis 94 %, besonders bevorzugt 90 % bis 93 %, der mittleren Umlauflänge Um des jeweiligen Segments entspricht und die Nahtzugabe abhängig von der gewählten Schließtechnik einen Wert von 0 bis 15 mm, insbesondere 0 bis 10 mm aufweist.
Für die Breite B2 des zweiten Schnittvorgabensegments 30.2 wird zunächst der Querschnittsumfang Q des zu verkleidenden Lenkradkranzes 13 im Bereich des zweiten Verkleidungssegments 20.2 bestimmt (siehe 2A), beispielsweise durch Messen. Die Breite B2 des zweiten Schnittvorgabensegments 30.2 wird dann mit 102 % bis 112 % des Querschnittsumfangs Q vorgegeben, hier insbesondere mit 106 % bis 108 % des Querschnittsumfangs Q. Sofern an den entsprechenden Längskanten 32 des zweiten Schnittvorgabensegments 30.2 noch Materialzugaben für die Herstellung der Längsschließung, beispielsweise der Längsnaht 22, notwendig sind, so wird die Breite B2 um die jeweilige Nahtzugabe Z vergrößert. Sofern im Bereich des zweiten Verkleidungssegments 20.2 unterschiedliche Querschnittsumfänge Q vorhanden sind, kann das zweite Schnittvorgabensegment 30.2 mit entsprechend unterschiedlichen Zuschnittsbreiten ausgestattet werden. Damit bestimmt sich die Zuschnittsbreite B jedes Segments nach folgender Gleichung (2), $B = Y% \cdot Q + 2 Z$
wobei Y im Bereich von 102 % bis 112 %, 104 % bis 110 %, insbesondere 105 % bis 109 %, bevorzugt 106 % bis 108 % des Querschnittsumfangs Q des jeweiligen Segments entspricht und die Nahtzugabe abhängig von der gewählten Schließtechnik der Längsschließung einen Wert von 0 bis 15 mm, insbesondere 0 bis 10 mm aufweist.
Die Zuschnittsbreiten B1 und B3 und Zuschnittslängen L1 und L3 des ersten und dritten Schnittvorgabensegments 30.1 und 30.3 werden in der gleichen Weise wie für das zweite Schnittvorgabensegment 30.2 bestimmt.
Die Bestimmung der Schnittvorgabe 30 beziehungsweise der Schnittvorgabensegmente 30.1, 30.2 und 30.3 wird für jedes Lenkradmodell vorzugsweise lediglich einmal durchgeführt und für die Herstellung sämtlicher Lenkräder dieses Modells angewendet.
Anschließend wird das Verkleidungsmaterial 20, beispielsweise eine Lederhaut, entsprechend den Schnittvorgabensegmenten 30.1, 30.2 und 30.3 zugeschnitten, wobei drei zugeschnittene Verkleidungssegmente 20.1, 20.2 und 20.3 erhalten werden.
Vor oder nach dem Zuschneiden, wird die Nichtsichtseite des Verkleidungsmaterials 20 mit einem direkt klebenden Klebstoff oder (bevorzugt) einem aktivierbaren Klebstoff 15 beschichtet (kaschiert). Die Beschichtungstechnik kann prinzipiell in beliebiger Weise ausgestaltet sein und hängt von der Art des Klebstoffmaterials 15 ab, insbesondere ob dieses in Form eines Pulvers, einer Schmelze, einer Lösung oder Dispersion, als bereits ausgebildete Schicht in Form einer Folie oder eines Netzes, eines Vlieses, beispielsweise Spinnvlieses, eingesetzt wird. Dementsprechend kommen Nass- und Trockenbeschichtung, Beschichtungen mit oder ohne Lösungsmittel, thermische Beschichtung und andere zum Einsatz. Liegt das Klebstoffmaterial 15 als Pulver, Lösung, Dispersion oder Schmelze vor, können Rakel- oder Sprühtechniken verwendet werden. Sofern das Klebstoffmaterial 15 bereits als eine Schicht in Form einer Folie oder eines Netzes oder dergleichen ausgebildet ist, kommen Laminier- oder Kaschiertechniken zum Einsatz, wobei das Klebstoffmaterial 15 auch auf einer Trägerfolie vorgesehen sein kann, um zu verhindern, dass das Klebstoffmaterial 15 vorzeitig verklebt. Diese Trägerfolie wird vor oder nach dem Beschichten entfernt. Das Beschichten erfolgt vorzugsweise maschinell, kann aber auch manuell erfolgen.
Vorzugsweise erfolgt das Beschichten der Nicht-Sichtseite des Verkleidungsmaterials 20 mit dem Klebstoff 15, bevor das Verkleidungsmaterial 20 zugeschnitten wird, das heißt, es wird zunächst beschichtet und sodann das beschichtete Verkleidungsmaterial 20 zugeschnitten (konfektioniert). Das Zuschneiden kann durch Schneiden oder Stanzen erfolgen.
Als aktivierbarer Klebstoff 15 wird ein Material verwendet, das nach einer geeigneten Aktivierung in der Lage ist, eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Verkleidungsmaterial 20 sowie mit dem Matrixmaterial 14 des Lenkradkranzes 13 herzustellen. Vorzugsweise entwickelt der aktivierbare Klebstoff 15 klebende Eigenschaften, das heißt, als aktivierbares Material 15 wird ein aktivierbarer Klebstoff, beispielsweise ein Schmelzklebstoff verwendet. Geeignete Schmelzklebstoffe umfassen beispielsweise Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA), Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymere modifizierte Polyolefine, Polyester etc. Weitere geeignete Klebemassen umfassen Polyurethane, Polymere basierend auf Acrylat oder Acrylsäuremonomeren, Polyvinylalkohol, Silikone, synthetische Elastomere oder natürliche Gummizusammensetzungen. Besonders bevorzugt wird eine thermoplastische Polyurethanzusammensetzung (Mischung aus Polyol und Isocyanat) eingesetzt, die insbesondere als Pulver verwendet werden kann.
Nach dem Zuschneiden werden die zugeschnittenen Verkleidungssegmente 20.1, 20.2, 20.3 an ihren Querrändern 23 beispielsweise durch Nähen miteinander verbunden, wobei die Quernähte 21 entstehen. Das Resultat ist ein aus den drei Verkleidungssegmenten bestehender Ring, der in 4 in einer Abrollansicht gezeigt ist, und der an seinen Längsrändern 24 noch offen ist. Die gesamte Zuschnittslänge L des so erhaltenen zugeschnittenen Verkleidungsmaterials 20 beträgt somit gemäß Gleichung (1) X % der mittleren Umlauflänge Um des gesamten Lenkradkranzes 13.
Sofern die Längsränder 24 mit einem Reißverschluss geschlossen werden sollen, so werden entsprechende Reißverschlusshälften an den Längsrändern 24 des zugeschnittenen Verkleidungsmaterials 20 angebracht, beispielsweise durch Nähen oder Kleben.
In einem anschließenden Verfahrensschritt erfolgt das Aufbringen des zugeschnittenen und zu einem Ring vernähten Verkleidungsmaterials 20 auf den Lenkradkranz 13. Dabei wird das Verkleidungsmaterial 20 so angeordnet, dass seine Nichtsichtseite, die mit dem Klebstoff 15 beschichtet ist, dem Lenkradkranz 13 zugewandt ist. Nach dem Aufbringen des Verkleidungsmaterials 20 auf den Lenkradkranz 13 werden die Längsränder 24 miteinander verbunden, beispielsweise manuell vernäht, um die Längsnaht 22 (siehe 1, 2B) zu erzeugen. Alternativ werden im Falle einer Reißverschlussverbindung die zuvor angebrachten Reißverschlusshälften geschlossen. Sofern das Verkleidungsmaterial 20 mit einem direkt klebenden Klebstoff beschichtet wurde, kommt es spontan zu einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Verkleidungsmaterial 20 und dem Matrixmaterial 14. Wurde hingegen ein aktivierbares Klebstoffmaterial 15 verwendet (bevorzugt), erfolgt in einem anschließenden Prozessschritt ein Aktivieren des aktivierbaren Klebstoffs 15. Die Art der Aktivierung richtet sich nach der Art des aktivierbaren Materials und kann eine thermische Beaufschlagung, eine Bestrahlung, insbesondere Infrarotbestrahlung, eine Druckbeaufschlagung, ein Pressen, eine chemische Aktivierung etc. umfassen. Sofern beispielsweise das aktivierbare Klebstoffmaterial 15 ein Schmelzklebstoff ist, erfolgt die Aktivierung durch externe Wärmezufuhr, beispielsweise in einem Ofen oder durch Infrarotbestrahlung. Nach der Aktivierung liegt das Lenkrad 100 als Endprodukt vor und kann gegebenenfalls mit weiteren Nachrüstungen, insbesondere in ein Kraftfahrzeug montiert werden.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Lenkrads 100 ist in 5 dargestellt, wobei übereinstimmende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet sind. Anders als in dem in 1 gezeigten Beispiel ist das hier dargestellte Lenkrad 100 lediglich partiell mit einer Verkleidung 20 umkleidet (siehe schraffierter Bereich). Der obere Abschnitt des Lenkradkranzes 13 hingegen ist unverkleidet. In diesem Beispiel besteht die Verkleidung 20 aus zwei Verkleidungssegmenten 20.1.und 20.2, die über eine Quernaht 21 miteinander verbunden, insbesondere vernäht sind. Die Herstellung der Verkleidung 20 erfolgt entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei für die Zuschnittslängen L1 und L2 der Verkleidungssegmente 20.1 und 20.2 die entsprechenden Umlauflängen der Verkleidungssegmente 20.1.und 20.2 herangezogen werden (siehe erste und zweite äußere Umlauflänge Ua1 und Ua2 in 5).
Gegenüber herkömmlichen Verfahren, bei denen die Zuschnittslänge(n) der Schnittvorgabe(n) mit 100 % der mittleren Umlauflänge und die Zuschnittsbreite(n) mit 100 % des Querschnittsumfangs angesetzt werden, hat sich erwiesen, dass mit den erfindungsgemäßen Schnittvorgaben wesentlich passgenauere und faltenfreie Verkleidungen erhalten werden. Dabei tragen die bevorzugten Maßangaben insbesondere den Materialeigenschaften von Leder und seinem Verhalten bei seiner Verarbeitung Rechnung. Im Falle der Anwendung eines Reißverschlusses zum Verbinden der Längsränder der Verkleidung kommt es zu einer genaueren gegenüberliegenden Zuordnung der Reißverschlusshälften, wobei keine Verschiebungen oder Stauchungen der Längsränder auftreten oder notwendig werden. Somit kann auch eine Faltenbildung an den aufeinanderstoßenden Materialkanten vermieden werden. Auch ein nachträgliches Bügeln, das herkömmlich zum Glätten notwendig ist, ist erfindungsgemäß verzichtbar. Durch Verwendung der optimierten Schnittvorgabe wird somit die Fertigungszeit insbesondere bei Belederung erheblich reduziert.
Bezugszeichenliste

100: Lenkrad
10: Lenkradskelett
11: Lenkradnabe
12: Lenkradspeiche
13: Lenkradkranz
14: Matrix / Matrixmaterial
15: Klebstoff / Klebstoffmaterial
20: Verkleidung / Verkleidungsmaterial
20.1: erstes Verkleidungssegment
20.2: zweites Verkleidungssegment
20.3: drittes Verkleidungssegment
21: Quernaht
22: Längsnaht
23: Querrand
24: Längsrand
30: Schnittvorgabe
30.1: erstes Schnittvorgabensegment
30.2: zweites Schnittvorgabensegment
30.3: drittes Schnittvorgabensegment
31: Querkante
32: Längskante
B: Zuschnittsbreite
L: Zuschnittslänge
Q: zu verkleidender Querschnittsumfang
Ua: zu verkleidende äußere Umlauflänge
Ui: zu verkleidende innere Umlauflänge
Um: mittlere Umlauflänge
Z: Nahtzugabe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015218 A1 [0004]
WO 2006/013029 A1 [0006]
DE 102015218424 A1 [0021, 0022]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines verkleideten Lenkrads (100) für ein Fahrzeug, mit den Schritten: - Bereitstellen eines zu verkleidenden Lenkrads, das einen zu verkleidenden Lenkradkranz (13) mit einer zu verkleidenden äußeren Umlauflänge (Ua) und einer zu verkleidenden inneren Umlauflänge (Ui) und mit einem zu verkleidenden Querschnittsumfang (Q) aufweist, - Zuschneiden eines Verkleidungsmaterials (20) gemäß einer Schnittvorgabe (30), - Aufbringen des zugeschnittenen Verkleidungsmaterials (20) auf den zu verkleidenden Lenkradkranz (13), sodass seine Nichtsichtseite dem Lenkradkranz (13) zugewandt ist, und - Verbinden von Längsrändern (24) des Verkleidungsmaterials (20) miteinander; dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittvorgabe (30) eine Zuschnittslänge (L) aufweist, welche 80 bis 98 % einer zu verkleidenden mittleren Umlauflänge (Um) des Lenkradkranzes (13) entspricht, wobei die mittlere Umlauflänge (Um) der Mittelwert der zu verkleidenden äußeren und inneren Umlauflänge (Ua, Ui) ist, und/oder die Schnittvorgabe (30) eine Zuschnittsbreite (B) aufweist, welche 102 bis 112 % des Querschnittsumfangs (Q) des zu verkleidenden Lenkradkranzes (13) entspricht.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Zuschnittslänge (L) der Schnittvorgabe (30) 85 bis 95 %, insbesondere 88 bis 94 %, bevorzugt 90 bis 93 %, der zu verkleidenden mittleren Umlauflänge (Um) des Lenkradkranzes (13) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zuschnittsbreite (B) der Schnittvorgabe (30) 104 bis 110 %, insbesondere 105 bis 109 %, bevorzugt 106 bis 108 % des Querschnittsumfangs (Q) des zu verkleidenden Lenkradkranzes (13) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schnittvorgabe (30) eine Mehrzahl von Zuschnittsbreiten (B1, B2) aufweist, welche verschiedenen Querschnittsumfängen (Q) an verschiedenen Positionen des zu verkleidenden Lenkradkranzes (13) zugeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zugeschnittene Verkleidungsmaterial (20) aus mehreren Verkleidungssegmenten (20.1, 20.2, 20.3) zusammengesetzt ist, wobei die Verkleidungssegmente (20.1, 20.2, 20.3) vor oder nach dem Zuschneiden miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Schnittvorgabe (30) für jedes Verkleidungssegment (20.1, 20.2, 20.3) ein entsprechendes Schnittvorgabensegment (20.1, 20.2, 20.3) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zu verkleidende Lenkradkranz (13) ein Lenkradskelett (10) und ein um das Lenkradskelett (10) umspritztes Matrixmaterial (14) umfasst, wobei das Matrixmaterial (14) ein elastisches und/oder geschäumtes Kunststoffmaterial ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verkleidungsmaterial (20) vor seinem Aufbringen und/oder vor seinem Zuschneiden auf seiner Nichtsichtseite mit einem direkt klebenden oder aktivierbarem Klebstoff (15) beschichtet wird, um eine stoffschlüssige Verbindung mit dem zu verkleidenden Lenkradkranz (13) auszubilden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbinden der Längsränder (24) des Verkleidungsmaterials (20) das Schließen von Reißverschlusshälften umfasst, welche vor dem Aufbringen des Verkleidungsmaterials (20) an den Längsrändern (24) des Verkleidungsmaterials (20) angebracht werden, oder das Verbinden ein Vernähen umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verkleidungsmaterial (20) Naturleder oder Kunstleder ist.