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Die
Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von Karosserieteilen,
insbesondere Fahrzeugtüren
oder Fahrzeugklappen, mit einem Grundkörper, an welchem Kunststoff
mittels der sogenannten Hybridtechnologie befestigt wird, und wobei
durch den Kunststoff Funktionsstrukturen integral ausgebildet werden,
welche herkömmlich
durch Verschrauben, Anschweißen
oder dergleichen von getrennten Elementen an den Grundkörper ausgebildet
wurden.
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Gemäß eines
ersten Aspekts betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Befestigung
von Funktionsbauteilen wie Lautsprecher, Griffe, Bedienschalter-Einheiten,
Schlösser
und dergleichen, an einem Fahrzeugkarosserieteil.
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Gemäß eines
zweiten Aspekts betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines Luftführungskanals
in einem Fahrzeugkarosserieteil.
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Gemäß eines
dritten Aspekts betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
einer Kabelübergabe
an einer Fahrzeugtüre
oder Fahrzeugklappe.
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In
den letzten Jahren sind Fahrzeugtüren entwickelt worden, zu deren
Herstellung die sogenannte Hybridtechnologie angewendet wird. Beispielsweise
wird auf die
DE 100
18 186 A1 verwiesen, welche eine Fahrzeugtüre und ein
Verfahren zu ihrer Herstellung beschreibt. Gemäß dieser Offenlegungsschrift
wird das Türinnenblech
von seiner der Außenhaut
zugewandten Seite mit einem Kunststoffträgerteil verbunden, welches
mit Befestigungselementen versehen ist, wodurch sämtliche
in den Fahrzeuginnenraum ragende Strukturelemente an dem Türinnenblech
statt an einer zusätzlich
vorzusehenden Türinnenverkleidung
fixiert werden können.
Das Kunststoffträgerteil
wird dabei derart auf das Türinnenblech
angespritzt, dass an Durchbrüchen
im Türinnenblech
diskrete Verbindungsstellen dadurch entstehen, dass der Kunststoff
durch diese Durchbrüche
hindurchragt und auf deren Rückseite über die Fläche der
Durchbrüche
hinausragt. Das Kunststoffträgerteil
wird mittels einer Spritzgießmaschine
derart in das schalenförmige
Türinnenblech
gespritzt, dass sich Befestigungselemente zum Beispiel in der Form
von Schraubdomen ergeben, an die zum Beispiel Seitenaufpralldämpfer angeschraubt
werden können.
Auch andere Türkomponenten,
wie Seitenaufprallschutzträger,
Schachtleisten, Fensterführungsschienen
und elektrische Leitungen können
an speziell vorgesehenen Befestigungselementen des Kunststoffträgerteils
befestigt werden.
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DE 100 22 360 A1 beschreibt
allgemein ein Profilverbundbauteil und ein Verfahren zu seiner Herstellung,
wobei das Verbundbauteil aus zwei oder mehreren Profilen hergestellt
wird. Dabei wird im Bereich der Anschlussstelle der Profile ein
Verstärkungselement
eingebracht, das einen Formschluss mit den Profilen bildet. Zusätzlich werden
die Profile im Bereich der Anschlussstelle mit angespritztem oder
aufgeschrumpftem thermoplastischen Kunststoff miteinander verbunden.
Hierdurch werden belastbare Fügebereiche
ebenfalls durch Verwendung der sogenannten Hybridbauweise beziehungsweise Hybridtechnologie
geschaffen. In diesem Dokument wird als möglicher Einsatzzweck das Herstellen
einer Türstruktur
für ein
Nutzfahrzeug angegeben, bei welcher eine Vielzahl von Profilen derart
zusammengesteckt werden, dass sich ein Formschluss ergibt und anschließend die
zusammengesteckten Profile mit einer thermoplastischen Überspritzung
verbunden werden.
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Ferner
wird in dem Dokument
DE
100 22 360 A1 vorgeschlagen, innerhalb der Profile eine
Rippenstruktur durch Einspritzen des thermoplastischen Kunststoffes
auszuführen.
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EP 0 370 342 B1 beschreibt
allgemein die Hybridtechnologie zur Herstellung eines Leichtbauteils,
bei welchem an einen Grundkörper
aus Metall, der beispielsweise aus Stahlblech oder Aluminiumblech
tiefgezogen ist und einzelne Durchbrüche aufweist, ein Kunststoff
angespritzt wird, dessen Verbindung mit dem Grundkörper an
diskreten Verbindungsstellen dadurch erfolgt, dass der Kunststoff durch
die Durchbrüche
im Grundkörper
hindurchdringt und über
die Flächen
der Durchbrüche
hinausreicht. Als Beispiel für
derartige Leichtbauteile werden Kraftfahrzeugtüren, Stoßfängerträger, Front- und Heckschalen
für PKW,
Türschweller,
Tragrahmen für Büromaschinen
sowie Dekorationselemente angegeben.
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DE 198 33 185 A1 beschreibt
die Herstellung eines einstückigen
Türmoduls
für Kraftfahrzeuge, umfassend
eine selbsttragende Trägerplatte
aus Metall, wobei zusätzlich
als integrale Bestandteile eine Vielzahl von Funktionselementen
aus Kunststoff vorgesehen sind, die in einem Arbeitsschritt festhaftend und
unlösbar
mit der metallischen Trägerplatte
verbunden werden. Die Verbindung erfolgt wiederum durch eine mechanische
Verankerung des Kunststoffes beim Anspritzen an die Trägerplatte
nach der sogenannten „Outsert-Technik".
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Ein
Karosserieteil eines Fahrzeugs, bei dem getrennt hergestellte Verstärkungselemente
mit Versteifungen angeklebt oder angeschraubt werden, wird in der
Offenlegungsschrift
DE
197 13 760 A1 beschrieben.
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In
der WO 03/086795 A1 wird eine Fahrzeugtüre mit einem Tragrahmen beschrieben,
wobei der Tragrahmen mit einer Karosseriestruktur des Fahrzeugs
beweglich verbunden ist. Der Tragrahmen weist eine Öffnung auf,
welche durch Ausformung mit einer aushärtbaren Masse unter Bildung
einer Tragplatte zur Aufnahme von Elementen wie Fensterhebern, Lautsprechern
oder dergleichen im wesentlichen feuchtigkeitsdicht verschlossen
wird, wobei mindestens eine Führungsschiene
zur Führung
einer gegenüber
dem Tragrahmen verschiebbaren Fensterscheibe zur Aufnahme einer
Seitenkante der Fensterscheibe in der Tragplatte vorgesehen ist.
Die Elemente werden in Öffnungen
in der Tragplatte eingesetzt und nach dem Einsetzen an der Tragplatte befestigt,
beispielsweise durch Verschrauben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, basierend auf der dargestellten
Hybridtechnologie die Herstellung von Karosserieteilen beziehungsweise
von Fahrzeugtüren
oder -klappen derart weiterzuentwickeln, dass sie noch wirtschaftlicher
erfolgen kann, die Anzahl der Einzelteile reduziert wird und die Montage
vereinfacht wird.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird durch die Verfahren gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche
beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
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Gemäß des oben
dargestellten ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein
Verfahren zur Befestigung von Funktionsbauteilen an einem Fahrzeugkarosserieteil,
insbesondere an einer Fahrzeugtüre,
dargestellt. Unter Funktionsbauteilen sind dabei solche Bauteile,
die in einem Fahrzeug angeordnet werden und eine vorbestimmte Funktion
aufweisen, zu verstehen, wie Lautsprecher, Schlösser, Griffe (beispielsweise
Türaußengriffe
oder Türinnengriffe),
Aschenbecher und elektrische Komponenten, wie Bedienschalter-Einheiten und Fensterhebevorrichtungen
(beispielsweise Fensterhebermotor-Getriebe-Einheiten).
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Gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
zunächst
ein Grundkörper
des Karosserieteils, insbesondere der Fahrzeugtüre hergestellt, welcher beispielsweise
aus Metall gefertigt wird, insbesondere durch Stanzen, Pressen und/oder
Tiefziehen.
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Kunststoff
wird derart an den Grundkörper angespritzt,
dass der Kunststoff durch Durchdringen von Ausbrüchen in dem Grundkörper und/oder
durch Umschließen
von Teilen des Grundkörpers
formschlüssig
an dem Grundkörper
verankert wird und zugleich eine Tragstruktur ausbildet. Erfindungsgemäß wird die
Tragstruktur aus Kunststoff derart ausgebildet, dass die Tragstruktur
wenigstens einen Aufnahmeraum zum Einsetzen eines Funktionsbauteils aufweist.
Vorteilhaft wird die Tragstruktur eine Vielzahl solcher Aufnahmeräume für verschiedene
Funktionsbauteile aufweisen.
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Wenigstens
ein Funktionsbauteil wird in einen oder in mehrere Aufnahmeräume eingesetzt
und dadurch an der Tragstruktur befestigt, dass das Funktionsbauteil
insbesondere auschließlich
durch Hereindrücken
in seinen entsprechenden Aufnahmeraum oder in die entsprechenden
Aufnahmeräume
in einer Schnappverbindung an der Tragstruktur befestigt wird.
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Vorteilhaft
erfolgt die Befestigung des oder der Funktionsbauteile ausschließlich durch
eine Schnappverbindung, das heißt
das Funktionsbauteil ist frei von einer sonstigen formschlüssigen Verbindung
wie Verschrauben, Vernieten, Verschweißen oder dergleichen. Alternativ
kann jedoch nach dem Herstellen der Schnappverbindung das Funktionsbauteil
zusätzlich
durch eine formschlüssige
Verbindung, beispielsweise durch eine Verschraubung an der Tragstruktur
gesichert werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Kunststoff derart
am Grundkörper angespritzt,
dass er zusätzlich
zu der Tragstruktur wenigstens ein Deckelelement ausbildet. Das
Deckelelement wird dabei derart angespritzt, dass es gelenkig, verschiebbar,
verdrehbar oder abbrechbar an der Tragstruktur angeschlossen ist.
Somit ist es möglich,
das Funktionsbauteil dadurch in einer Schnappverbindung an der Tragstruktur
zu befestigen, dass das Funktionsbauteil zunächst in einen entsprechenden
Aufnahmeraum in der Tragstruktur eingesetzt wird und anschließend mit
Hilfe des Deckelelements befestigt wird, welches das Funktionsbauteil
wenigstens teilweise formschlüssig
umschließt
und in einer Schnappverbindung an der Tragstruktur befestigt wird.
Das Befestigen des Deckelelements in einer Schnappverbindung an
der Tragstruktur kann durch Verschieben, Verdrehen oder Umklappen
aus seiner Position, welches es nach dem Anspritzen an die Tragstruktur
einnimmt, erfolgen. Alternativ ist es möglich, das Deckelelement abbrechbar
an der Tragstruktur anzuspritzen und nach seiner Herstellung von
der Tragstruktur abzubrechen, um es anschließend in die gewünschte Position
zum Befestigen des Funktionsbauteils in der Tragstruktur einzusetzen.
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Besonders
vorteilhaft ist der Aufnahmeraum in der Tragstruktur derart komplementär zu der äußeren Form
des Funktionsbauteils, welches in den Aufnahmeraum eingesetzt werden
soll, ausgebildet, dass das Funktionsbauteil nur in einer einzigen
vorgegebenen, zur Tragstruktur ausgerichteten Position eingesetzt
werden kann. Hierdurch wird eine Fehlpositionierung des Funktionsbauteils
in der Tragstruktur vermieden.
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Um
die auf den Kunststoff beim Einsetzen des Funktionsbauteils wirkenden
Kräfte,
zum Beispiel durch Andrücken
des Funktionsbauteils an den Kunststoff, um es in der Schnappverbindung
zu verriegeln, gleichmäßig verteilt
auf den Grundkörper übertragen
zu können,
um einen ungewollten Bruch der Tragstruktur zu vermeiden, wird die
Tragstruktur vorteilhaft in dem Bereich, welcher an den Aufnahmeraum
angrenzt, derart ausgeführt,
dass sie flächig am
Grundkörper
anliegt. Zusätzlich
kann der entsprechende Bereich durch eine Kunststoffrippenstruktur
verstärkt
werden. Der Bereich der flächigen Anlage
beim Hereindrücken
eines Funktionsbauteils in seinen zugehörigen Aufnahmeraum in der Tragstruktur
beträgt
vorteilhaft wenigstens das dreifache der Fläche des Aufnahmeraums.
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Jedes
Funktionsbauteil kann in einem separaten Gehäuse, in welchem es aufgenommen
ist, in den entsprechenden Aufnahmeraum der Tragstruktur eingesetzt
werden und an dieser befestigt werden, beispielsweise dadurch, dass
das separate Gehäuse
des Funktionsbauteils in einer Schnappverbindung mit der Tragstruktur
befestigt wird. Alternativ ist es möglich, das Gehäuse beziehungsweise
einen Gehäuseteil
des Funktionsbauteils unmittelbar in die Tragstruktur zu integrieren,
beispielsweise ein Lautsprechergehäuse, in welches der Lautsprecherkörper einschnappend
eingesetzt wird. Insbesondere, wenn aus dem Kunststoff zusätzlich bei
der Herstellung der Tragstruktur zugleich ein Deckelelement durch
Anspritzen ausgebildet wird, kann das Gehäuse eines Funktionsbauteils
vollständig
dadurch ausgebildet werden, dass ein Teil des Gehäuses durch die
Tragstruktur ausgebildet wird und der verbleibende Teil durch das
Deckelelement, welches in einer Schnappverbindung entsprechend auf
die Tragstruktur aufgesetzt wird, beispielsweise durch Zuklappen, insbesondere über ein
durch den Kunststoff ausgebildetes Filmscharnier oder mittels der
beschriebenen Abbrechlösung,
bei der das Deckelelement zunächst von
der Tragstruktur abgebrochen wird und anschließend an die gewünschte Position
wieder auf die Tragstruktur aufgesetzt wird.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren werden
die Funktionsbauteile in ihre optimale Position innerhalb der Türe bei einer
genauen Einhaltung von vorgegebenen Toleranzen eingesetzt, und eine aufwendige
und platzbenötigende
Anbindung durch Flansche, Schraubpunkte und dergleichen kann entfallen.
Wie weiter unten mit Bezug auf die Figuren dargestellt werden wird,
kann beispielsweise ein erster Bereich beziehungsweise eine erste
Komponente eines Funktionsbauteils in dem Trockenbereich einer Fahrzeugtüre, also
auf der Türeninnenseite,
eingesetzt werden, und ein anderer Bereich, beispielsweise eine
zweite Komponente, auf der Nassseite, das heißt auf der nach außen gewandten
Seite der Türe, wobei
der Trockenbereich beziehungsweise die Trockenseite und der Nassbereich
beziehungsweise die Nassseite insbesondere durch ein Türinnenblech voneinander
getrennt sind, wie es beispielsweise in der Offenlegungsschrift
DE 100 18 186 A1 beschrieben
wird. Ein solches Funktionsbauteil kann beispielsweise eine Fensterhebermotor-Getriebe-Einheit
sein, deren Elektromotor (erste Komponente) sowie die zugehörige elektrische
Kontaktierung (Steckeranschluss) in dem Trockenbereich der Türe und nur
die verbleibende Getriebeeinheit in dem Nassbereich der Türe positioniert
wird.
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Bei
einer integralen Ausbildung von Funktionsbauteilen, wie zum Beispiel
Türaußengriffen,
in der Tragstruktur können
sichtbare Oberflächen
der Tragstruktur, wenn gewünscht,
in Wagenfarbe lackiert werden.
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Das
Anspritzen von Kunststoff an den Grundkörper kann bei allen erfindungsgemäßen Verfahren
dadurch erfolgen, dass der Grundkörper vollständig oder teilweise in ein
Spritzgusswerkzeug eingelegt und mit Kunststoff umspritzt wird,
wie bereits bei der Darstellung des Standes der Technik zum Hybridverfahren
dargelegt worden ist.
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Da
die Geometrie eines Funktionsbauteilgehäuses somit unmittelbar im Kunststoff-Spritzgusswerkzeug
abgebildet werden kann, werden die Toleranzen für die Positionierung des entsprechenden Gehäuses sehr
genau eingehalten. Das Vorsehen von Anschlägen beziehungsweise das Ausrichten oder
Einstellen der Position eines Funktionsbauteils, wie es beispielsweise
bei einer angeschraubten Befestigung erforderlich war, kann entfallen.
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Gemäß des oben
beschriebenen zweiten Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren zur
Herstellung eines Luftführungskanals
in einem Fahrzeugkarosserieteil, insbesondere einer Fahrzeugtüre, dargestellt.
Dabei wird zunächst
ein Grundkörper
des Karosserieteils hergestellt und Kunststoff derart an dem Grundkörper angespritzt,
dass der Kunststoff durch Durchdringen von Ausbrüchen in dem Grundkörper und/oder
Umschließend
von Teilen des Grundkörpers
formschlüssig
an dem Grundkörper verankert
wird. Der Grundkörper
kann wiederum aus Blech, so wie bereits mit Bezug auf den ersten
Aspekt der Erfindung beschrieben worden ist, hergestellt werden.
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Der
Kunststoff wird derart am Grundkörper angespritzt,
dass er wenigstens einen Teilbereich der Umfangsfläche eines
Luftführungskanals
ausbildet, das heißt,
dass er in Umfangsrichtung gesehen, wenigstens eine Teilstrecke
des Außenumfangs
des Luftführungskanals
ausbildet.
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Zur
Herstellung des Luftführungskanals
wird der ausgebildete Teilbereich der Umfangsfläche mit einem weiteren Teilbereich,
der entweder ebenfalls beim Anspritzen des Kunststoffes an den Grundkörper durch
den Kunststoff ausgebildet werden kann oder durch eine Fahrzeuginnenverkleidung
ausgebildet wird, derart zusammengefügt, dass sich eine vollständige Umfangsfläche, das
heißt
eine den Umfang des Luftführungskanals
vollständig
umschließende Fläche ergibt
und ein geschlossener Luftführungskanal
mit vorgegebenen Ein- und Auslassöffnungen ausgebildet wird.
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Die
Teilbereiche können
wiederum insbesondere durch eine Schnappverbindung aneinander befestigt
werden, und mittels des angespritzten Kunststoffes können gleichzeitig
zwei Teilbereiche der Umfangsfläche
eines Luftführungskanals
ausgebildet werden, welche derart gegeneinander beweglich sind,
dass sie zusammengefügt
werden können,
um den geschlossenen Luftführungskanal
auszubilden. Die beiden Bereiche können dabei wiederum gelenkig,
verschiebbar, verdrehbar oder abbrechbar miteinander verbunden sein.
Beispielsweise kommt eine Verbindung mittels eines Filmscharniers
in Betracht, so dass der eine Bereich des Kunststoffes gegenüber dem
anderen umgeklappt wird, um den Luftführungskanal auszubilden.
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Beim
Ausbilden von Luftführungskanälen durch
mehrere Karosserieteile hindurch, beispielsweise von einer A-Säule über eine
Fahrzeugtüre
in eine B-Säule
und insbesondere wenigstens in eine weitere Fahrzeugtüre, werden
die Luftführungskanäle der einzelnen
Karosserieteile mit definierten Ein- und Auslassöffnungen versehen, die sich
gegenüberstehen,
um einen durch die Luftführungskanäle geleiteten
Luftstrom von einem Karosserieteil an das andere zu übergeben.
Somit können
Luftströme
von einem Fahrzeugteil zu einem weiteren oder zu bestimmten Ausströmöffnungen
innerhalb eines Fahrzeugteils, beispielsweise zur Scheibenenteisung, übergeben
werden.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
wird die Anzahl der zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums
benötigten
Komponenten reduziert und der Montageumfang für Bauteile zur Klimatisierung, wie
zum Beispiel nachträglich
eingebaute Luftleitkanäle,
reduziert. Hierdurch werden auch Montagehilfen, wie zum Beispiel
Klebstoffe oder Clipse, eingespart.
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Dadurch,
dass ein oder mehrere Luftkanäle als
Bestandteil der Gesamtstruktur beispielsweise einer Fahrzeugtüre ausgeführt werden,
ist es möglich, den
Luftstrom auf besonders einfache Art und Weise an Stellen im Fahrzeug
oder in der Türe
zu leiten, die bei konventionellem Aufbau der Türe nur mit einem erhöhten Montage-
und Komponentenaufwand erreichbar sind.
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Eine
mögliche
reduzierte Anzahl von Fügevorgängen beim
Zusammenbau beispielsweise einer Fahrzeugtüre führen zu einer genaueren Einhaltung von
vorgegebenen Toleranzen. Gleichzeitig wird die Anzahl der benötigten Werkzeuge
vermindert.
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Durch
die integrale Ausbildung des Luftführungskanals im angespritzten
Kunststoff in der Fahrzeugtüre
beziehungsweise der ZB-Fahrzeugtüre
(Zusammenbau-Fahrzeugtüre) wird
eine sogenannte Wandstärkendoppelung
vermieden, das heißt,
bei Betrachtung einer Fahrzeugtüre
im Querschnitt, das Umschließen
eines Luftführungskanals
mit mehreren umschließenden
Wänden.
Dadurch wird Bauraum gewonnen, der zum Beispiel zur Vergrößerung des Strömungsquerschnitts
des Luftführungskanals
verwendet werden kann. Zudem wird das Gesamtgewicht des Karosserieteils,
insbesondere der Fahrzeugtüre,
reduziert.
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Aufgrund
dessen, dass der Luftführungskanal
einen Teil der Gesamtstruktur, beispielsweise einer Fahrzeugtüre darstellt,
kann die Ableitung von auf die Gesamtstruktur einwirkenden Kräften positiv beeinflusst
werden.
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Es
kann eine breitgefächerte
Luftführung beispielsweise
in dem Bereich einer Fahrzeugtürbrüstungslinie
beziehungsweise in dem Bereich unmittelbar unterhalb einer Fahrzeugscheibe
(im geschlossenen Zustand) ausgebildet werden, welche zu einer gezielten
und optimierten Klimatisierung der Scheibe, beispielsweise zum Enteisen,
beiträgt.
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Der
Luftführungskanal
kann sowohl im Nass- als auch im Trockenbereich der Fahrzeugkarosserie, beispielsweise
innerhalb einer Fahrzeugtüre,
integriert werden.
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Gemäß des oben
beschriebenen dritten Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren zur
Herstellung einer Kabelübergabe
an einer Fahrzeugtüre oder
einer Fahrzeugklappe dargestellt. Wiederum wird zunächst ein
Grundkörper,
wie bereits mit Bezug auf den ersten und den zweiten Aspekt der
Erfindung beschrieben worden ist, hergestellt und Kunststoff entsprechend
an den Grundkörper
angespritzt. Dabei wird der Kunststoff derart angespritzt, dass
er wenigstens einen Vorsprung an wenigstens einem seitlichen Rand
der Fahrzeugtüre
oder der Fahrzeugklappe ausbildet, welcher einen Kabelführungskanal ausbildet.
Der Kabelführungskanal
kann einseitig geöffnet
oder vollständig
vom Kunststoff umschlossen ausgeführt sein. Dabei ist es wiederum
möglich,
einen ersten Teil und einen zweiten Teil aus Kunststoff auszubilden,
welche gemeinsam den Umfang eines entsprechenden Kanals ausbilden
und insbesondere durch Umklappen, Verschieben, Verdrehen oder Abbrechen
und Aufsetzen miteinander kombiniert werden können, um nach Einlegen eines
Kabels beziehungsweise eines Kabelbaums den Kabelführungskanal
in Umfangsrichtung zu schließen.
Wiederum kann eine Schnappverbindung zum Befestigen der beiden Teilbereiche
verwendet werden. Selbstverständlich
ist es möglich,
mehr als zwei Teilbereiche zum Ausbilden des Kabelführungskanals
vorzusehen, welche entsprechend aneinander befestigt werden.
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Auch
unter diesem Aspekt der Erfindung werden die Montageumfänge reduziert,
und Montagehilfen wie Klebstoffe und Clipse können eingespart werden. Wiederum
führt eine
reduzierte Anzahl von Fügevorgängen von
einzelnen Bauteilen zu einer besseren Einhaltung von geforderten
Toleranzen. Zugleich wird die Anzahl der notwendigen Werkzeuge zur
Montage beziehungsweise Herstellung vermindert, wie zum Beispiel
für zusätzliche
Komponenten zur Kabelübergabe,
wie zum Beispiel Kabeltüllen oder
Führungsschläuche.
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Durch
das direkte Herstellen der Kabelübergabe
mittels des angespritzten Kunststoffes können zur Verfügung stehende
Bauräume
optimal ausgenutzt werden, und wiederum können doppelt übereinander
liegende Wandstärken
vermieden werden, was zur Gewichtsersparnis und Freisetzung von
zusätzlichem
Bauraum führt.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beigefügten Figuren erläutert werden.
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Es
zeigen:
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1 die
Befestigung einer Funktionsbaueinheit in einem Aufnahmeraum an einer
an einem Grundkörper
einer Fahrzeugtür
angegossenen Tragstruktur aus Kunststoff;
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2 ein
zweiteiliges Funktionsbauteil, welches erfindungsgemäß angeschlossen
worden ist;
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3 die
herkömmliche
Befestigung gemäß des Standes
der Technik des zweiteiligen Funktionsbauteils aus der 2;
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4 einen
erfindungsgemäß integrierten Luftführungskanal;
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5 einen
Querschnitt durch einen Teilbereich der 4;
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6 die
Ausbildung eines Luftführungskanals
aus zwei zueinanderklappbaren Bereichen des aufgespritzten Kunststoffes;
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7 eine
erfindungsgemäß integrierte
Kabelübergabe
an einer Fahrzeugtüre;
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8 eine
erste Ausführungsform
eines Kabelführungskanals;
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9 eine
zweite Ausführungsform
eines Kabelführungskanals;
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10 zwei
angespritzte Kunststoffteile zum Ausbilden eines Kabelführungskanals;
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11 eine
weitere Ausführungsform
von zwei angespritzten Kunststoffteilen zur Ausbildung eines Kabelführungskanals.
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In
der 1 erkennt man eine Funktionsbaueinheit 14,
welche in Form eines Lautsprechers ausgeführt ist. Die Funktionsbaueinheit 14 wird
in einen Aufnahmeraum 13 eingesetzt, welcher durch Aufspritzen
eines Kunststoffes 11 auf einen Grundkörper 10 in Form einer
Tragstruktur 12 ausgebildet wird. An die Tragstruktur 12 ist über ein
Filmscharnier beziehungsweise eine Gelenkstelle ein Deckelelement 17 angeschlossen,
welches gleichzeitig mit der Tragstruktur 12 durch Aufspritzen
des Kunststoffes 11 auf den Grundkörper 10 ausgebildet
wird. Nachdem das Funktionsbauteil 14 in den Aufnahmeraum 13 eingesetzt
worden ist, wird das Deckelement 17 aus seiner anfänglichen
Position, welche es nach dem Aufspritzen des Kunststoffes 11 einnimmt,
derart umgeklappt, dass es das eingesetzte Funktionselement 14 teilweise
umschließt
und den Aufnahmeraum 13 außerhalb des Funktionselementes 14 teilweise
abdeckt. Das Funktionsbauteil 14 wird somit in einem Gehäuse aufgenommen,
welches einerseits durch die Tragstruktur 12 und andererseits
durch das Deckelelement 17 ausgebildet wird.
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Der
Deckel 17 kann beispielsweise, wie dargestellt, mittels
eines aus Kunststoff 11 ausgebildeten Filmscharniers oder
mittels einer vorgeformten Abbruchstelle an der Tragstruktur 12 angeschlossen werden.
Bei Ausbilden einer Abbruchstelle wird das Deckelelement 17,
nachdem es durch Aufspritzen des Kunststoffes 11 ausgebildet
worden ist, von der Tragstruktur 12 abgebrochen und nach
dem Einsetzen des Funktionselementes 14 in den Aufnahmeraum 13 wiederum
an der Tragstruktur 12 befestigt.
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Erfindungsgemäß erfolgt
das Befestigen in allen Ausführungsformen
durch eine Schnappverbindung, das heißt durch eine formschlüssige Verbindung
mittels ineinander eingreifenden Vorsprüngen und Aussparungen der zu
verbindenden Teile, wobei die Vorsprünge durch Aufsetzen bzw. Hereindrücken, Schieben
und/oder Drehen des Funktionselementes auf die bzw. in die Tragstruktur „schnappend" in die Aussparungen
eingreifen.
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Die
Tragstruktur
12 kann beispielsweise dadurch am Grundkörper
10 ausgebildet
werden, dass der Grundkörper
10 in
eine Spritzgussform eingelegt wird, wie beispielsweise in der Offenlegungsschrift
DE 100 18 186 A1 oder
in der internationalen Veröffentlichung
WO 03/086795 A1 beschrieben wird.
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In
der 2 erkennt man ein zweiteiliges Funktionsbauteil 14,
welches eine erste Komponente 14.1 und eine zweite Komponente 14.2 aufweist.
Der Grundkörper 10 umfasst
ein Flächenelement,
vorliegend ein Türinnenblech 15,
auf welches der Kunststoff 11 beidseitig aufgespritzt ist,
um eine Tragstruktur 12 auszubilden. Auf beiden Seiten
des Türinnenbleches 15 weist
die Tragstruktur 12 jeweils einen Aufnahmeraum 13 auf.
In den Aufnahmeraum 13 der ersten Seite ist die ersten
Komponente 14.1 des Funktionsbauteils 14 und in
den Aufnahmeraum 13 der zweiten Seite die zweite Komponente 14.2 der Funktionsbaueinheit 14 in
einer Schnappverbindung eingesetzt. Beide Aufnahmeräume 13 sind
durch einen Durchbruch 16 in dem Türinnenblech und entsprechend
in dem Kunststoff 11 der Tragstruktur 12 miteinander
verbunden. Durch diesen Durchbruch 16 hindurch ist die
erste Komponente 14.1 an der zweiten Komponente 14.2 in
einer Triebverbindung angeschlossen. Neben einer mechanischen Verbindung der
beiden Komponenten 14.1, 14.2 kommt alternativ oder
zusätzlich
eine elektrische Verbindung in Betracht.
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Vorliegend
umfasst die erste Komponente 14.1 einen Fensterhebermotor 18.1 und
eine zugehörige
elektrische Schnittstelle 18.2, wie zum Beispiel seine
elektrische Kontaktierung in Form eines Steckeranschlusses. Die
zweite Komponente 14.2 umfasst ein Fensterhebergetriebe 19,
welches durch den Fensterhebermotor 18.1 angetrieben wird,
um eine Fensterscheibe (nicht gezeigt) anzuheben und abzusenken.
Das Türinnenblech 15 trennt
zusammen mit der Tragstruktur 12 einen Trockenbereich auf
der Türinnenseite,
in welchem die erste Komponente 14.1 angeordnet ist, von
einem Nassbereich auf der Türaußenseite,
in welchem die Komponente 14.2 angeordnet ist. Durch die
erfindungsgemäße Befestigung
der Komponenten 14.1 und 14.2 wird eine besonders
einfache und zuverlässige
Abdichtung der Trockenseite gegenüber der Nassseite erreicht.
Insbesondere ist zwischen der ersten Komponente 14.1 und/oder
der zweiten Komponente 14.2 und jeweils dem angrenzenden
Kunststoff 11 ein Dichtelement (nicht gezeigt) eingebracht,
um eine vollständige
Abdichtung der Trockenseite von der Nassseite zu erreichen.
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In
der 3 ist zum Vergleich mit der 2 eine
entsprechende Fensterhebermotor-Getriebe-Einheit gemäß des Standes
der Technik dargestellt. Wie man sieht, ist hier eine Trennung der
Einheit in eine Trockenseite und eine Nassseite durch Vorsehen entsprechender
Dichtungen wesentlich komplizierter.
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In
der 4 erkennt man gemäß des zweiten Aspekts der vorliegenden
Erfindung die Integration eines Luftführungskanals 1 in
eine Fahrzeugtüre beziehungsweise
eine ZB-Fahrzeugtüre
(Zusammenbaufahrzeugtüre)
durch Kunststoffaufspritzung auf einen Grundkörper 10.
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Gemäß der 4 wird
ein Teil des Umfangs des Luftführungskanals 1,
beispielsweise die Hälfte oder
im wesentlichen die Hälfte
der Umfangsoberfläche
des Luftführungskanals 1,
durch Aufspritzen von Kunststoff 11 auf den Grundkörper 10 ausgebildet. Durch
Aufsetzen einer Türinnenverkleidung 6 (siehe 5)
oder eines weiteren Bereiches des Kunststoffes (siehe 6)
wird die verbleibende Umfangsfläche,
beispielsweise die zweite Hälfte
der Oberfläche, des
Luftführungskanals 1 ausgebildet,
so dass ein geschlossener Luftführungskanal
mit einer Einlassöffnung 2,
einer Auslassöffnung 3 und
einer Abzweigung ausgebildet wird, wobei die Abzweigung Luft in Richtung
einer breitgefächerten
Luftdüse 4 zur Überströmung einer
Fahrzeugscheibe (nicht gezeigt) leitet.
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Wie
in der 5 gezeigt ist, kann der Umfang des Luftführungskanals 1 dadurch
ausgebildet werden, dass der auf den Grundkörper aufgespritzte Kunststoff 11 und
eine Rückseite
einer Türinnenverkleidung 6 jeweils
eine Halbschale 7 ausbilden, welche derart aufeinandergefügt werden,
dass sie den vollen Umfang des Luftführungskanals 1 ausbilden.
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Alternativ
kann, wie in der 6 dargestellt ist, auf den Grundkörper 10 Kunststoff
gleichzeitig in einem ersten Bereich 11.1 und einem zweiten
Bereich 11.2 aufgespritzt werden, wobei die beiden Bereiche
beispielsweise durch ein Filmscharnier 8 beziehungsweise
eine Abbruchkante aneinander befestigt werden. Gleichzeitig im Sinne
der Erfindung bedeutet dabei während
desselben Spritzgießvorgangs,
das heißt,
der Grundkörper
bzw. der entsprechende Bereich des Grundkörpers braucht nur einmal in
die Spritzgussform eingelegt und umspritzt zu werden.
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Jeder
Bereich 11.1 und 11.2 bildet einen Teil des Umfangs,
insbesondere jeweils die Hälfte,
des Luftführungskanals 1 aus,
wobei der Luftführungskanal 1 durch
Aufeinanderfügen
der beiden Bereiche 11.1 und 11.2 in Umfangsrichtung
geschlossen wird. Wie man aus der 6 leicht
erkennen kann, erfolgt dieses Aufeinanderfügen der Bereiche 11.1 und 11.2 durch
Umklappen beziehungsweise durch Abbrechen des zweiten Bereichs 11.2 und
Aufsetzen auf den Bereich 11.1.
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Der
Luftführungskanal 1 kann
insbesondere eine Einlassöffnung 2 und
eine Auslassöffnung 3 (siehe 4)
aufweisen, welche jeweils am Rand des Karosserieteils, insbesondere
der Fahrzeugtüre, angeordnet
sind, in welches/welche der Luftführungskanal 1 integriert
ist. Durch Vorsehen von entsprechenden Öffnungen in den angrenzenden
Karosserieteilen, beispielsweise in der A-Säule und der B-Säule, ist
es möglich,
den Luftführungskanal 1 über mehrere
Karosserieteile hinweg beziehungsweise durch diese hindurch auszubilden,
so dass zum Beispiel ein Luftstrom aus dem Bereich der A-Säule durch
die Vordertüre
in den Bereich der B-Säule
geleitet und dadurch eine Klimatisierung der hinteren Sitzplätze erreicht
wird. Die Einlass- beziehungsweise Auslassöffnungen 2, 3 von
aneinander angrenzenden Karosserieteilen werden dementsprechend in
einem unmittelbaren Kontakt zueinander, zumindest bei geschlossener
Fahrzeugtüre,
angeordnet.
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In
der 7 ist gemäß des dritten
Aspekts der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugtüre mit einem
Grundkörper 10 dargestellt,
an welchen durch Fügen
in einem Kunststoffspritzgussverfahren, wie bereits bei den zuvor
beschriebenen Ausführungen, ein
Kabelführungskanal 21 in
einem Vorsprung 20 an einem seitlichen Rand der Fahrzeugtüre ausgebildet ist,
um eine Kabelübergabe
herzustellen.
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Die
Kabelübergabe
beziehungsweise der Vorsprung 20 weist eine bogenförmige Form
auf, die in eine geeignete Öffnung
im Bereich der A-Säule (nicht
gezeigt) eingreift. Die Kabelübergabe
ist dabei derart ausgebildet, dass sie bei jedem Öffnungswinkel
der Fahrzeugtüre
in die entsprechende Öffnung im
Bereich der A-Säule eingreift
und dadurch das Kabel, welches innerhalb des Kabelführungskanals 21 geführt wird,
jederzeit schützt.
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In
den 8 bis 11 sind mögliche Ausführungsbeispiele zum Ausbilden
des Kabelführungskanals 21 dargestellt.
Gemäß der 8 ist
der Vorsprung 20 in Form eines Rohres ausgeführt, welches
entlang eines axial ausgestreckten Schlitzes 22 geöffnet werden
kann, um ein Kabel in den Kabelführungskanal 21 einzulegen.
Nach dem Einlegen des Kabels kann der Schlitz 22 wieder
geschlossen werden, beispielsweise durch eine Schnappverbindung. Der
röhrenförmige Vorsprung 20 kann
alternativ oder zusätzlich
derart unter Vorspannung stehen, dass der Schlitz 22 durch
diese geschlossen wird, so dass er zum Einlegen des Kabels nur entgegen
der Vorspannung geöffnet
werden muss. Ein Schließen
des Schlitzes 22 durch Überlappen
der angrenzenden Endbereiche des Rohres ist möglich.
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Gemäß der 9 weist
der Vorsprung 20 einen einseitig geöffneten Kabelkanal 21 auf,
welcher zur Verlegung und Fixierung des Kabels mit angespritzten
Haltenasen 23 versehen ist.
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Die
Kabelübergaben
gemäß der 10 und 11 werden
dadurch hergestellt, dass Kunststoff 11 in zwei Bereichen 20.1 und 20.2 des
Vorsprungs 20 angespritzt wird, wobei gemäß der 10 die
beiden Bereiche 20.1 und 20.2 mittels einer Sollbruchstelle 24 miteinander
verbunden sind. Somit kann der zweite Bereich 20.2 durch
Abbrechen vom ersten Bereich 20.1 gelöst werden und die beiden Bereiche 20.1 und 20.2 anschließend derart
aufeinandergefügt werden,
beispielsweise in einer Schnappverbindung, dass sie gemeinsam den
Kabelführungskanal
ausbilden.
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Gemäß der 11 sind
die beiden Bereiche 20.1 und 20.2 über ein
Filmscharnier 25 gelenkig miteinander verbunden, so dass
der zweite Bereich 20.2 auf den ersten Bereich 20.1 geklappt
werden kann, derart, dass beide Bereiche 20.1 und 20.2 den
Kabelführungskanal
ausbilden. Auch hier können
die beiden Bereiche nach dem Umklappen beispielsweise wiederum durch
eine Schnappverbindung miteinander verbunden werden.
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Sowohl
in der 10 als auch in der 11 sind,
wie man sieht, beide Bereiche 20.1 und 20.2 des
Vorsprungs 20 in Form von Halbschalen ausgebildet.