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Die
Erfindung betrifft ein Kunststoffformteil, insbesondere ein Innenverkleidungsteil
für Kraftfahrzeuginnenräume, nach
dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie ein Verfahren zu dessen
Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
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Derartige
Kunststoffformteile finden bevorzugt Verwendung als Verkleidungsteile,
insbesondere zur Auskleidung von Innenräumen, beispielsweise an Kraftfahrzeugtüren oder
als Bestandteile von Instrumententafeln. Sie zeichnen sich aus durch
eine optisch und auch haptisch ansprechende Oberfläche und
eine einfache und preiswerte Herstellung mit einer geringen Zahl
von Arbeitsschritten.
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Aus
der Druckschrift
DE 201 00 506 ist
es bekannt, Aus der Druckschrift
DE
201 00 506 ist es bekannt, als Dekoroberfläche für solche
Kunststoffformteile Gießhäute zu verwenden,
an die rückseitig Dichtprofile
einstückig
mit angeformt sind. Bei der Herstellung von gattungsgemäßen Kunststoffformteilen
nach dem Stand der Technik haben diese Dichtungsprofile den Zweck,
ein seitliches Austreten von Schaum beim Hinterschäumen der
Gießhaut
zu verhindern. Eine Abdichtung wird dabei durch Andrücken des
in diesem Fall längs
einer Berandung der Gießhaut
verlaufenden Dichtungsprofils an den Träger erreicht.
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Durch
eine Verwendung von Schaum, üblicherweise
wie die Gießhaut
aus einem Polyurethanmaterial bestehend, zur Verbindung der Dekoroberfläche mit
dem Träger,
erhält
das Kunststoffformteil eine angenehm weiche Oberfläche. Gattungsgemäße Kunststoffformteile
nach dem Stand der Technik haben aber dabei den Nachteil, dass diese
haptische Eigenschaft an allen hinterschäumten Stellen der Oberfläche gleich
ist, auch wenn es in vielen Fällen wünschenswert
wäre, die
haptischen Eigenschaften an den Dekoroberflächen differenziert gestalten
zu können,
insbesondere durch eine bereichsweise härtere oder weichere Auslegung
dieser Oberfläche. Eine
gegenüber
benachbarten Bereichen weichere Haptik kann zum Beispiel zur Reduzierung
von Verletzungsrisiken an Freiflächen
oder exponierten Kanten gefordert sein.
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Der
Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Kunststoffformteil
sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zu entwickeln, dessen
Dekoroberfläche
bei einem homogenen optischen Erscheinungsbild bereichsweise unterschiedliche
haptische Eigenschaften hat, ohne dass auf die Vorteile einer einfachen
und preiswerten Herstellbarkeit verzichtet werden müsste.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Kunststoffformteil nach den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs
in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs
sowie durch ein Herstellungsverfahren mit dem Merkmalen des Anspruchs
9. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung ergeben
sich mit den Merkmalen der Unteransprüche.
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Das
rückseitig
an die Gießhaut
angeformte Dichtungsprofil kann beim Hinterschäumen an den Träger angedrückt werden
und erlaubt so eine gegenseitige Abdichtung der von dem Dichtungsprofil getrennten,
zwischen Gießhaut
und Träger
gebildeten Kammern. Bei einer Füllung
einer der Kammern mit einem Schaum oder einem schaumbildenden Polyurethan
wird dadurch dessen Eindringen in die andere Kammer verhindert.
Damit wird es möglich,
eine der Kammern unabhängig
von der anderen Kammer zu füllen.
Das ermöglicht
insbesondere eine Füllung benachbarter
Kammern mit unterschiedlichen Materialien, die eine in gewünschtem
Maß unterschiedliche
Härte aufweisen,
und dadurch eine Realisierung bereichsweise unterschiedlicher haptischer
Eigenschaften an der Dekoroberfläche
des Kunststoffformteils. Das Dichtungsprofil wirkt dabei als Abstandshalter
Gießhaut-Träger, das
Kunststoffformteil kann damit problemlos so ausgelegt werden, dass
ein Übergang
zwischen Oberflächenbereichen
unterschiedlicher Härte
der Oberfläche
nicht anzusehen ist.
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Die
Herstellung eines solchen Kunststoffformteils mit Bereichen unterschiedlicher
Haptik ist dabei nicht aufwendiger als die eines gattungsgemäßen Kunststoffformteils
nach dem Stand der Technik. Das Dichtungsprofil kann der Gießhaut bei
deren Herstellung durch die Verwendung eines entsprechend geformten
Gießwerkzeuges
ohne zusätzlichen
Aufwand mit der Gießhaut
in einem Stück
angegossen werden. Bei einer bevorzugten Ausführung des Herstellungsverfahrens
wird man die Gießhaut zum
Hinterschäumen
in ein Schäumwerkzeug
einlegen und dort durch Anlegen eines Unterdrucks an einer porösen, die
Gießhaut
aufnehmenden Oberfläche
des Schäumwerkzeugs
halten und gegen ein Verrutschen sichern. Nach einer anschließenden Positionierung
des Trägers
derart, dass das Dichtungsprofil am Träger anliegt, kann man die verschiedenen zwischen
Gießhaut
und Träger
entstehenden, durch das Dichtungsprofil voneinander getrennten Kammern
ohne Zeitverlust unabhängig
voneinander füllen.
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Selbstverständlich kann
man auch Gießhäute mit
mehreren oder sich verzweigenden Dichtungsprofilen verwenden, so
dass mehr als zwei voneinander getrennte Kammern zwischen Gießhaut und
Träger
entstehen, wodurch sich ein Kunststoffformteil mit einer größeren Zahl
von Bereichen unterschiedlicher Haptik realisieren lässt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden die Kammern mit verschiedenen Polyurethanschäumen unterschiedlicher
Härte gefüllt. Eine
Verwendung von Polyurethan sowohl als Material für die Gießhaut als auch als Füllstoff
bringt den Vorteil einer weitgehenden Einstoffigkeit und damit unkomplizierten
Recyclebarkeit mit sich.
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In
manchen Anwendungsfällen
kann es erwünscht
sein, dass sich die Oberfläche
des Kunststoffformteils nicht nur mit einer bereichsweise definierten
Elastizität
eindrücken,
sondern auch zumindest bereichsweise in erhöhtem Maß in Obexflächenrichtung verschieben lässt. Das
kann man erreichen durch eine rückseitige
Anordnung eines Kissens aus einem Schubweichgewirke an der Gießhaut in
der Kammer oder den Kammern, in deren Bereich eine derartig modifizierte
haptische Eigenschaft vorliegen soll. Als Schubweichgewirke ist
dabei ein Gewirke bezeichnet, das ein verglichen mit dem als Hinterschäummasse
verwendeten Polyurethanschaum geringeres Scherungsmodul hat, bei
dem sich benachbarte Materialschichten also leichter gegeneinander verschieben
lassen. Das Schubweichgewirke kann eine Kammer zwischen Gießhaut und
Träger
vollständig
ausfüllen
oder auch nur eine zusätzliche Schicht
zwischen Gießhaut
und Schaumfüllung
bilden. Insbesondere im letztgenannten Fall ist das eingelegte Kissen
vorzugsweise rückseitig
an der Gießhaut
anzukleben. Um ein Eindringen von hinterschäumten Polyurethan in der Schubweichgewirke zu
verhindern, kann dieses Kissen seinerseits mit einer beispielsweise
selbstklebenden Folie hinterlegt sein. Zur Abdichtung einer Berandung
des Kissens kann eine solche Folie die Berandung überlappen und
dort mit der Gießhaut
verklebt sein, möglich
ist auch eine Heißverklebung
des Schubweichgewirkes mit der Gießhaut oder eine Verklebung
durch eine Einwirkung mit Ultraschall.
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Es
ergeben sich insgesamt viele verschiedene Möglichkeiten von Ausführungen
benachbarter Bereiche des Kunststoffformteils und damit verschiedene
Kombinationen von bereichsweise unterschiedlichen haptischen Oberflächeneigenschaften.
So kann beispielsweise von zwei benachbarten, durch das Dichtungsprofil
voneinander getrennten Kammern eine ausschließlich mit einem Polyurethanschaum
gefüllt
sein, währen
die andere ein an der Gießhaut
anliegendes Schubweichgewirke enthält, ggf. hinterschäumt mit
einem anderen Polyurethanschaum. Der flächige Träger des Kunststoffform teils kann
ebenfalls aus Kunststoff sein, eine hinreichend stabile, preiswerte
und nicht zu schwere Ausführung erhält man bei
Verwendung eines Trägers
aus Lignoflex, vorzugsweise bei einer Trägerdicke von zwischen 2 mm
und 6 mm.
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Um
der Dekoroberfläche
auch angenehme optische Eigenschaften zu geben, ist die Gießhaut vorzugsweise
wie bei herkömmlichen
gattungsgemäßen Kunststoffformteilen
mit einer genarbten Oberfläche
auszuführen.
Falls auch eine optische Absetzung der Bereiche unterschiedlicher
Haptik gewünscht
ist, kann die Oberfläche
der Gießhaut
in durch das Dichtungsprofil voneinander getrennten Bereichen unterschiedliche
Narbungen und/oder Färbungen
aufweisen.
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Stellen
des Kunststoffformteils, an denen die Gießhaut durch das rückseitig
angeformte Dichtungsprofil direkt am Träger anliegt, können vorteilhafterweise
zur Befestigung zusätzlicher
Bauteile am Kunststoffformteil genutzt werden. Bei gattungsgemäßen Kunststoffformteilen
nach dem Stand der Technik mit einem aus Gießhaut, Schaum und Träger bestehenden
dreischichtigen Aufbau ist das nicht ohne weiteres möglich, ohne
das Kunststoffformteil an einer solchen Befestigungsstelle in unerwünschter
Weise einzudrücken.
Bei einem Kunststoffformteil der hier vorgestellten Art kann man
von einer Abstand haltenden Funktion des Dichtungsprofils, das – wie die
ganze Gießhaut – verglichen
mit einem typischen Hinterschäummaterial
härter
und weniger nachgiebig ist, profitieren und eine stabile Befestigung
zusätzlicher
Bauteile ohne eine unerwünschte Oberflächendeformation
des Kunststoffformteils erreichen.
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In
Frage kommt insbesondere die Befestigung von an der Oberfläche des
Kunststoffformteils angeordneten oder in dessen Oberflächen integrierten
Lichtquellen, wie zum Beispiel Leuchtdioden, von Schaltern oder
auch von Lüftungsschächten oder Lüftungsöffnungen
eines Klimatisierungs-, Heizungs- oder Lüftungssystems. Zu diesem Zweck
kann die Gießhaut
und das Dichtungsprofil an der entsprechenden Stelle eine Aussparung
oder Durchbohrung aufweisen, welche vorzugsweise schon bei der Herstellung
der Gießhaut
durch eine Verwendung eines entsprechend geformten Gießwerkzeugs
zu integrieren ist und in der das zusätzliche Bauteil oder eine Befestigungsvorrichtung
für das
zusätzliche
Bauteil, in einem einfachen Fall eine Schraube mit einer Mutter,
angeordnet sein kann. Eine Lüftungsöffnung kann
sogar, beispielsweise als durch mehrere Schlitze gebildetes Lüftungsgitter,
Bestandteil der Gießhaut
selbst sein.
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Die
hiermit beschriebene Funktion eines rückseitig an der Gießhaut angeformten
Profils als Abstandhalter an einer Stelle, an der ein zusätzliches Bauteil
an dem Kunststoffformteil befestigt oder in dessen Oberfläche integriert
werden soll, lässt
sich auch unabhängig
von der Verwendung des Profils als zwei Bereiche unterschiedlicher
Haptik trennende Dichtung nutzen. In dem Fall kann es genügen, wenn dieses
Profil keinen linearen Verlauf hat, sondern beispielsweise nur als
lokal am Träger
anliegendes, quasi punktförmiges,
pufferartiges Distanzstück
angeformt ist.
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Anhand
der 1 bis 6 werden Ausführungsbeispiele
erfindungsgemäßer Kunststoffformteile
beschrieben. Es zeigen:
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1 als
Querschnitt ein erfindungsgemäßes Kunststoffformteil,
bei dem eine hinter einer Gießhaut
gebildete Kammer mit einem Schubweichgewirke gefüllt ist;
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2 in
gleicher Darstellung einen Ausschnitt eines anderen, ähnlichen
Kunststoffformteils, bei dem ein solches, der Gießhaut hinterlegtes Schubweichgewirke
hinterschäumt
ist;
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3 als
Querschnitt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Kunststoffformteils, bei
dem in eine als Gießhaut
ausgebildete Dekoroberfläche
eine Leuchtdiode eingelassen ist;
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4 in
gleicher Darstellung eine dem in 3 gezeigten
Beispiel ähnliche
Ausführung,
bei der eine Leuchtdiode an einem Träger des Kunststoffformteils
befestigt ist, abgedeckt durch eine in die Gießhaut eingeklemmte transparente
Scheibe;
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5 einen
Querschnitt durch ein ähnliches Kunststoffformteil
mit einem in die Gießhaut
eingeformten Lüftungsgitter,
hinter dem ein Lüftungsschacht
einer Klimaanlage am Träger
des Kunststoffformteils befestigt ist und
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6 einen
vergleichbaren Ausschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels, bei dem eine
Befestigungsvorrichtung mit Schraube und Mutter in einem Bereich
eines an die Gießhaut angeformten
Dichtungsprofils in einer Aussparung des Dichtungsprofils Platz
findet.
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Das
in 1 gezeigte Kunststoffformteil weist einen Kunststoffträger 1 aus
Lignoflex, und eine als Oberflächendekor
dienende Gießhaut 2 aus
Polyurethan auf. Die Gießhaut 2 weist
rückseitig
ein die Abbildungsebene an zwei Stellen schneidendes, der Gießhaut bei
deren Herstellung durch ein entsprechend geformtes Gießwerkzeug
einstückig
angeformtes Dichtungsprofil 3 auf, welches längs einer
Linie am Kunststoffträger 1 anliegt
und dadurch einen zwischen Gießhaut 2 und
Kunststoffträger 1 entstehenden
Hohlraum in verschiedene Kammern trennt. Dieser Hohlraum ist bereichsweise
mit Polyurethanschaum 4 gefüllt, welcher eine Verbindung
zwischen den Kunststoffträger 1 und
der Gießhaut 2 herstellt. Das
abgebildete Kunststoffformteil, dessen flächiger Kunststoffträger 1 eine
Dicke von etwa 3 mm hat, währen
die Gießhaut 2 ungefähr 2 mm
dick ist und einen durchschnittlichen Abstand von etwa 4 mm von dem
Kunststoffträger 1 hat,
bildet eine Instrumententafel eines Kraftfahrzeug. Derart aufgebaute Kunststoffformteile
können
auch an anderen Stellen als Innenverkleidungsteile für Kraftfahrzeuginnenräume, beispielsweise
als Türinnenverkleidung,
bevorzugte Anwendung finden.
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Die
durch das Dichtungsprofil 3 begrenzte Kammer zwischen der
Gießhaut 2 und
dem Kunststoffträger 1 ist
nicht mit Schaum gefüllt,
sondern mit einem Schubweichgewirke 6. Infolgedessen lässt sich
die Oberfläche
des abgebildeten Kunststoffformteils durch entsprechende, eine Scherung
zulassende Eigenschaften dieses Schubweichgewirkes 6 in dem
entsprechenden Bereich nicht nur elastisch eindrücken, sondern auch in weiteren
Grenzen in Oberflächenrichtung
elastisch verschieben. Das verwendete Schubweichgewirke 6 hat
dazu verglichen mit dem die benachbarte Kammer füllenden Polyurethanschaum 4 ein
geringeres Schubmodul. Das Kunststoffformteil hat also innerhalb
des rückseitig der
Oberfläche
durch das Dichtungsprofil 3 umrandeten Bereichs eine andere
haptische Eigenschaft als außerhalb.
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Zur
Herstellung des Kunststoffformteils wird die zuvor mit dem Dichtungsprofil
aus einem Stück gegossene
Gießhaut 2 aus
Polyurethan, deren Oberfläche
eine optisch ansprechende Narbung aufweist, in ein Schäumwerkzeug
mit einer sie aufnehmenden Oberfläche eingelegt, an der anliegend
sie durch Unterdruck gehalten wird. Das Schubweichgewirke 6 wird
in Form eines Kissens an der entsprechenden Stelle rückseitig
an die Gießhaut
angeklebt. Dann wird der Kunststoffträger 1 aus Lignoflex
an dem Dichtungsprofil dicht anliegend positioniert und schließlich der
zwischen dem Kunststoffträger 1 und der
Gießhaut 2 verbleibende
Hohlraum mit Schaum bildenden Polyurethanmaterial gefüllt. Das
Dichtungsprofil 3 sorgt dafür, dass das Polyurethanmaterial
dabei nicht in die benachbarte, in diesem Fall mit dem Schubweichgewirke 6 gefüllte Kammer übertritt. Auf
ein Ankleben des Schubweichgewirkes 6 an der Gießhaut 2 kann
unter Umständen
auch verzichtet werden.
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Das
in 2 gezeigte Kunststoffformteil, bei dem die gleichen
Merkmale wieder mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind,
unterscheidet sich von dem Kunststoffformteil aus 1 lediglich
dadurch, dass das Schubweichgewirke 6 die entsprechende
Kammer zwischen der Gießhaut 2 und
dem Kunststoffträger 1 nicht
vollständig
ausfüllt,
sondern zwischen dem rückseitig
an der Gießhaut 2 anliegenden
und dort angeklebten Schubweichgewirke 6 und dem Kunststoffträger 1 ein
Abstand verbleibt, der wie die benachbarte Kammer mit einem Polyurethanschaum 5 gefüllt ist.
Um ein Eindringen des Polyurethanschaums 5 in das Schubweichgewirke 6 bei
der Herstellung zu verhindern, ist das Schubweichgewirke 6 rückseitig
mit einer in der Figur nicht erkennbaren Folie hinterlegt, die seitlich
zur Abdichtung mit dem Dichtungsprofil 3 verklebt ist.
Die abgebildete Ausführungsform
verbindet in dem durch das Dichtungsprofil 3 begrenzten
Bereich eine durch das Schubweichgewirke 6 ermöglichte
schubweiche Haptik mit einer durch entsprechende Wahl eines Ausgangsmaterials
für den
Polyurethanschaum 5 in ihrer Elastizität gezielt einstellbaren Eindrückbarkeit der
Dekoroberfläche.
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Bei
Abwandlungen der in den 1 und 2 gezeigten
Kunststoffformteile können
verschiedene sich in ihren haptischen Eigenschaften voneinander
unterscheidende Bereiche der Dekoroberfläche durch eine Auslegung der
Gießhaut 2 mit bereichsweise
unterschiedlichen Narbungen und/oder Färbungen auch optisch gegeneinander abgesetzt
werden, wenn das gewünscht
ist.
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Die
folgenden 3 bis 6 zeigen
beispielhaft, auf welche Weise ein Dichtungsprofil 3 der beschriebenen
Art außerdem
verwendet werden kann zur Befestigung zusätzlicher Bauteile an der Oberfläche des
entsprechenden Kunststoffformteils bzw. zur Abdichtung einer Stelle,
an dem ein solches zusätzliches
Bauteil befestigt ist.
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So
zeigt 3 einen entsprechenden Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Kunststoffformteils mit
einem Kunststoffträger 1,
einer Gießhaut 2 aus Polyurethan
und einer Füllung
eines zwischen dem Kunststoffträger 1 und
der Gießhaut 2 verbleibenden Hohlraum
mit einem Polyurethanschaum 4, bei dem ein rückseitig
an die Gießhaut 2 mit
angeformtes Dichtungsprofil 3 eine Aussparung 7 aufweist,
in welche eine Leuchtdiode 8 eingeklemmt ist. Dabei weist auch
der Kunststoffträger 1 eine
Bohrung zur Stromversorgung der Leuchtdiode 8 auf. Das
Dichtungsprofil 3 dient hier nicht nur einer gegenseitigen
Abdichtung verschiedener Kammern zwischen der Gießhaut 2 und
dem Kunststoffträger 1,
sondern auch zur Abdichtung der Aussparung 7 und der entsprechenden
Bohrung in dem Kunststoffträger 1,
um dort ein Austreten von Polyurethanschaum bei der Herstellung
zu verhindern.
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Die
in 4 abgebildete Ausführung unterscheidet sich von
der soeben Beschriebenen nur in wenigen Details, einander entsprechende
Merkmale sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Hier
ist die Leuchtdiode 8 im Bereich der Aussparung 7 des
Dichtungsprofils 3 am Kunststoffträger 1 befestigt, die
Aussparung 7 wird durch eine transparente Abdeckung 9 geschlossen,
welche bündig mit
der durch die Gießhaut 2 gebildeten
Dekoroberfläche
in die Aussparung 7 der Gießhaut 2 eingeklemmt
ist.
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Eine
alternative Ausführung
eines entsprechenden Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Kunststoffformteils
ist in 5 zu sehen. Bei dem dort gezeigten Beispiel ist
die Gießhaut 2 im
Bereich des Dichtungsprofils 3, welches wieder eine Aussparung 7 aufweist,
als Lüftungsgitter 10 ausgeführt. Das Lüftungsgitter 10 wird
gebildet durch einige Schlitze mit in der Figur zur Abbildungsebene
senkrechtem Verlauf. Hinter dem Lüftungsgitter 10 ist
ein in eine entsprechende Bohrung des Kunststoffträger eingefügter und
dort befestigter Luftschacht 11 einer Klimatisierungsanlage angeordnet.
Wieder erfüllt
das Dichtungsprofil 3 eine Funktion als Abstandshalter zwischen
Dekoroberfläche
und Kunststoffträger 1 und
als Dichtung zur Vermeidung überquillenden Schaums
bei der Herstellung des Kunststoffformteils.
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In ähnlicher
Weise wie bei dem in den 3 bis 5 gezeigten
Beispielen können
auch andere Bauteile im Bereich des Dichtungsprofils 3 angeordnet
sein, beispielsweise ein eingesetztes Lüftungsgitter als zusätzlicher,
also mit der Gießhaut 2 nicht
aus einem Stück
bestehendes Bauteil, ein Schalter, ein Überwachungsinstrument oder
eine Lichtquelle anderer Art.
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In 6 schließlich ist
ein entsprechender Abschnitt eines anderen erfindungsgemäßen Kunststoffformteils
zu sehen, bei dem eine Aussparung 7 des Dichtungsprofils 3 und
eine entsprechende Bohrung im Kunststoffträger 1 eine Schraube 12 aufnimmt,
welche zusammen mit einer Mutter 13 eine Befestigungsvorrichtung
bildet für
ein weiteres Bauteil 14, das an der Dekoroberfläche des
abgebildeten Kunststoffformteils befestigt ist. Wie in der 6 sind auch
hier wiederkehrende Merkmalen mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine
in den 3 bis 6 gezeigte Verwendung der Gießhaut mit
dem rückseitig
einstückig angeformten
Dichtungsprofil 3 als Distanzstück an einer Stelle, an der
ein zusätzliches
Bauteil oder eine Befestigungsvorrichtung für ein zusätzliches Bauteil angeordnet
ist, ist auch unabhängig
von einer Realisierung einer Doppelhaptik durch Füllung verschiedener
Kammern zwischen der Gießhaut
und dem Kunststoffträger 1 mit
unterschiedlichen Füllmaterialien
möglich.
In dem Fall kann das Dichtungsprofil 3 auch als ein im
Wesentlichen nur punktuell am Kunststoffträger anliegender Puffer ausgeführt sein.