DE102012023655A1

DE102012023655A1 - Kraftfahrzeug-Muldenmodul mit Dichtung

Info

Publication number: DE102012023655A1
Application number: DE102012023655.7A
Authority: DE
Inventors: Heiko BETZEN; Markus Frommann
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2014-05-28
Also published as: GB201319860D0; GB2510456A; US20140183898A1; US8926004B2; CN103847813B; CN103847813A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Muldenmodul zur Befestigung an einer Karosserie (4) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, welches durch einen Deckel (8) verschließbar ist, der durch einen Riegel (2) verriegelbar ist, wobei das Muldenmodul eine Wandung (1) mit einer von dem Riegel durchgreifbaren Durchgangsöffnung (1.1) aufweist, wobei in der Durchgangsöffnung (1.1) eine Dichtung (3) angeordnet ist, welche mit der Wandung (1) urgeformt, insbesondere spritzgegossen, ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Muldenmodul mit Dichtung, welches zur Befestigung an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und durch einen Deckel verschließbar ist, der durch einen Riegel verriegelbar ist, eine Muldenmodulanordnung mit einem solchen Muldenmodul, ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Muldenmodulanordnung sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Muldenmoduls.
Aus der DE 196 12 098 A1 ist eine Vorrichtung zum Verriegeln eines Deckels, durch den eine Mulde in einem Karosseriekörper abdeckbar ist, mit einem Verriegelungselement bekannt, das in einer Rohrhülse eines Führungskörpers hin- und herbewegbar ist.
Eindringender Staub kann die Funktion eines solchen Verriegelungselements beeinträchtigen.
Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Muldenmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 8 stellt eine Muldenmodulanordnung mit einem solchen Muldenmodul, Anspruch 11 ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Muldenmodulanordnung und Anspruch 12 ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Muldenmoduls unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Karosserie und eine Muldenmodulanordnung nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auf, welche lösbar, insbesondere durch Verrasten und/oder Verschrauben, oder unlösbar, insbesondere durch Kleben, Schweißen und/oder Verstemmen, an der Karosserie befestigt sein kann. Eine lösbare Befestigung kann insbesondere die Demontage erleichtern, eine unlösbare die Festigkeit verbessern.
Die Muldenmodulanordnung weist in einer Ausführung einen gegenüber der Karosserie beweglich gelagerten, insbesondere verschwenkbaren, Deckel, ein Muldenmodul nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung und einen Riegel zum Verriegeln des Deckels auf.
In dem Muldenmodul kann in einer Ausführung eine Tanköffnung, insbesondere ein Einfüllstutzen, zum Betanken des Kraftfahrzeugs mit Kraft- und/oder Schmierstoff, angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann in dem Muldenmodul in einer Ausführung ein elektrischer Stecker zum Aufladen eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Entsprechend kann der Deckel insbesondere ein Tankdeckel des Kraftfahrzeugs zum Verschließen des Muldenmoduls bzw. einer durch dieses definierten Mulde sein.
Ein Muldenmodul nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist entsprechend zur, insbesondere lösbaren oder unlösbaren, Befestigung an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs vorgesehen bzw. eingerichtet und durch einen Deckel verschließbar, der durch einen Riegel verriegelbar ist. Das Muldenmodul weist eine Wandung auf, die in einer Ausführung muldenartig ausgebildet ist bzw. eine Mulde aufweist bzw. definiert. Eine Tanköffnung und/oder ein elektrischer Stecker können an der Wandung angeordnet sein.
Die Wandung weist eine Durchgangsöffnung auf, die von dem Riegel durchgreifbar ist. In einem verriegelten Zustand kann der die Durchgangsöffnung durchgreifende Riegel in einer Ausführung formschlüssig eine Hinterschneidung, insbesondere einen Haken oder eine Aussparung, des Deckels hintergreifen, um diesen zu verriegeln. In einem entriegelten Zustand kann der Riegel die Durchgangsöffnung ebenfalls durchgreifen, jedoch von dem Deckel beabstandet sein. Gleichermaßen kann der Riegel im entriegelten Zustand vollständig aus der Durchgangsöffnung zurückgezogen sein bzw. diese nicht durchgreifen. Die Durchgangsöffnung kann einen, insbesondere ringförmigen, Flansch aufweisen, insbesondere, um den Riegel zu schützen.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in der Durchgangsöffnung eine Dichtung angeordnet, die den Riegel wenigstens im verriegelten Zustand abdichtend kontaktiert. Die Dichtung kann der Riegel wenigstens im verriegelten Zustand in einer Ausführung, wenigstens im Wesentlichen, längs seines gesamten Umfangs kontaktieren bzw. eine Durchgangsöffnung mit einem Innenrand aufweisen, der dichtend an dem Riegel anliegt, um einen Transfer von, insbesondere staubartigem, Feststoff und/oder Flüssigkeit zu vermindern. Gleichermaßen kann der Innenrand den Riegel im verriegelten Zustand auch nur abschnittsweise dichtend kontaktieren. In einer Weiterbildung ist der Innenrand der Dichtung durch den diese durchgreifenden Riegel elastisch aufgeweitet und so gegen den Riegel vorgespannt. Insbesondere dadurch kann in einer Ausführung die Dichtung eine Abstreiffunktion auf den Riegel ausüben, vorzugsweise Staub und/oder Flüssigkeit von diesem abstreifen, wenn sich der Riegel relativ zu der Dichtung bewegt.
Durch die Dichtung kann in einer Ausführung vorteilhaft ein Eindringen von Staub und/oder Flüssigkeit zwischen dem Riegel und einer Führung verhindert oder wenigstens reduziert und so dessen Funktionalität verbessert werden.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Dichtung zusammen mit der Wandung urgeformt, insbesondere spritzgegossen. Auf diese Weise kann die Dichtung in einer Ausführung vorteilhaft, insbesondere fest, dicht, klapperfrei und/oder unverlierbar an der Wandung festgelegt werden.
Wandung und Dichtung können in einer Ausführung mittels Mehrkomponenten-Urformen, insbesondere in einem sogenannten Zweischussverfahren hergestellt werden, bei dem zunächst die Wandung und anschließend die Dichtung oder zunächst die Dichtung und anschließend die Wandung urgeformt, insbesondere spritzgegossen werden. In einer Weiterbildung können Wandung und Dichtung mittels Umsetz-, Dreh- und/oder Verschiebetechnik urgeformt, insbesondere spritzgegossen werden, wobei ein oder mehrere Werkzeug- bzw. Formteile und/oder Bauteile bzw. Halbzeuge zwischen dem Urformen der Wandung und dem anschließenden oder vorhergehenden Urformen der Dichtung in eine neue Lage um- bzw. ersetzt (Umsetztechnik), verdreht (Drehtechnik) und/oder verschoben (Schiebetechnik) werden. Gleichermaßen können Wandung und Dichtung mittels Kernrückzugtechnik urgeformt, insbesondere spritzgegossen werden, wobei ein Werkzeug- bzw. Formteil (Kern) nach einem Urformen der Wandung bzw. Dichtung zurückgezogen wird, um Platz für die anschließend urgeformte Dichtung bzw. Wandung zu schaffen. Mittels dieser Verfahren kann in einer Ausführung vorteilhaft das Muldenmodul effizient hergestellt werden.
In einer Ausführung kann das Muldenmodul eine Umfangsdichtung zum Abdichten des Muldenmoduls gegen die Karosserie des Kraftfahrzeugs aufweisen. Diese Umfangsdichtung kann in einer Weiterbildung zusammen mit der Dichtung, die in der Durchgangsöffnung angeordnet ist, urgeformt, insbesondere spritzgegossen werden. In einer Ausführung werden die Dichtung, die in der Durchgangsöffnung angeordnet ist, und die Umfangsdichtung zum Abdichten des Muldenmoduls gegen die Karosserie zusammen über einen Überlaufkanal urgeformt, insbesondere spritzgegossen. Ein durch diesen Überlaufkanal urgeformter Überlaufsteg kann in einer Weiterbildung auf einer dem Deckel abgewandten Außenseite der Wandung angeordnet, insbesondere mit dieser stoffschlüssig verbunden, werden bzw. sein. In einer Ausführung weist die Wandung einen Kunststoff, insbesondere ein Thermoplast und/oder ein Duroplast, auf, in einer Weiterbildung besteht sie hieraus. In einer Weiterbildung weist die Wandung Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamid (PA), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS) und/oder Polyetheretherketon (PEEK) auf, insbesondere PP GF20. Solche, insbesondere harten bzw. steifen, Kunststoffe können in einer Ausführung vorteilhaft eine formstabile Mulde definieren.
In einer Ausführung weist die Dichtung einen Elastizitätsmodul auf, der höchstens die Hälfte, insbesondere höchstens 10% des Elastizitätsmoduls der Wandung aufweist. Insbesondere kann die Dichtung eine angespritzte Weichdichtung sein. In einer Ausführung weist die Dichtung einen Kunststoff, insbesondere ein Elastomer und/oder Polyethylen (PE), insbesondere TPE auf, in einer Weiterbildung besteht sie hieraus. Gleichermaßen kann der Kunststoff ein Thermoplast und/oder ein Duroplast aufweisen, insbesondere sein. Solche Dichtungen können in einer Ausführung eine gute Abdichtungs- und/oder Abstreiffunktionalität darstellen, ohne die Bewegung des Riegels übermäßig zu beeinträchtigen.
In einer Ausführung weist die Dichtung einen anderen Kunststoff als die Wandung auf, insbesondere kann die Dichtung aus einem anderen Kunststoff als die Wandung bestehen bzw. hergestellt sein bzw. werden. Auf diese Weise können beide Komponenten optimal auf ihre jeweilige Funktion abgestimmt werden.
In einer Ausführung sind Wandung und Dichtung, in einer Weiterbildung auch Wandung und Umfangsdichtung und/oder Überlaufsteg, durch das gemeinsame Urformen stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verklebt und/oder verschweißt. In einer Weiterbildung kann hierzu beim Urformen ein Klebmittel bzw. -stoff zwischen Wandung und Dichtung angeordnet werden bzw. sein. Zusätzlich oder alternativ können Wandung und Dichtung, in einer Weiterbildung auch Wandung und Umfangsdichtung und/oder Überlaufsteg, durch das gemeinsame Urformen formschlüssig miteinander verbunden werden bzw. sein. Hierzu kann eine von der Wandung und der Dichtung eine oder mehrere Aussparungen, insbesondere Hinterschneidungen aufweisen, in die entsprechende Vorsprünge der anderen von der Wandung und der Dichtung formschlüssig ein-, insbesondere hintergreifen.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Riegel durch die Dichtung, insbesondere eindimensional verschiebbar, gelagert. Unter einer Lagerung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere eine formschlüssige Führung des Riegels, insbesondere eine Reduzierung seiner Freiheitsgrade, vorzugsweise auf einen translatorischen Freiheitsgrad, verstanden, wobei der Riegel in einer Ausführung benachbart zu der Dichtung frei beweglich sein kann, insbesondere, um vorteilhaft Toleranzen oder kinematische Ausgleichsbewegungen kompensieren zu können. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine Abdicht- bzw. Abstreiffunktionalität und eine Lagerungs- bzw. Führungsfunktionalität durch dasselbe Bauteil dargestellt werden.
In einer Ausführung weist der Riegel einen hakenartigen Armausleger auf, welcher sich auf einer dem Deckel abgewandten Außenseite der Wandung erstreckt und auf einer der Durchgangsöffnung gegenüberliegenden Seite aktuierbar ist. Auf diese Weise kann eine Aktuierung, beispielsweise mittels eines hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Aktuators, insbesondere Stellmotors, eines Seilzugs, eines Gestänges oder dergleichen an einer von der Durchgangsöffnung verschiedenen Stelle erfolgen, die für die Aktuierung günstiger ist.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
1 eine Muldenmodulanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einem Muldenmodul nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem Schnitt; und
2A, 2B ein Verfahren nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zum Herstellen des Muldenmoduls der 1.
1 zeigt eine Muldenmodulanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einem Muldenmodul nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem Schnitt.
Das Muldenmodul weist eine Wandung 1 auf, die aus einem Kunststoff, insbesondere PP GF20 besteht und eine Mulde mit einer Tanköffnung definiert, wobei von der Mulde im Schnitt der 1 nur ein linker oberer Teil zu erkennen ist. Die Wandung 1 ist an einer Karosserie 4 des Kraftfahrzeugs befestigt und gegen diese mit einer Umfangsdichtung 5 abgedichtet.
Die Mulde ist durch einen Deckel 8 verschließbar, der durch einen Riegel 2 verriegelbar ist. Hierzu durchgreift der Riegel 2 eine Durchgangsöffnung 1.1 der Wandung 1 mit einem ringförmigen Flansch und eine Aussparung 8.1 des Deckels 8. Zum Entriegeln wird der Riegel 2 in 1 nach links verschoben, wie dort durch einen Bewegungspfeil angedeutet, zum Verriegeln nach rechts. Anstelle der Aussparung 8.1 kann der Riegel in einer nicht dargestellten Abwandlung auch formschlüssig mit einer anderen Hinterschneidung, insbesondere einem Haken, des Deckels 8 zusammenwirken.
In der Durchgangsöffnung 1.1 ist eine Dichtung 3 angeordnet, welche aus einem anderen Kunststoff als die Wandung 1, insbesondere aus TPE besteht und zusammen mit der Umfangsdichtung 5 über einen Überlaufsteg 6 mit der Wandung 1 urgeformt, insbesondere spritzgegossen, ist bzw. wird.
Die Dichtung 3 ist als elastische bzw. weiche Ringdichtung ausgebildet und kontaktiert mit ihrem Innenrand den Riegel 2 längs dessen gesamtem Umfang abdichtend, wobei sie ihn zusätzlich eindimensional verschiebbar (horizontal in 1) lagert bzw. führt. Der Innenrand wird durch den ihn durchgreifenden Riegel 2 elastisch leicht aufgeweitet.
2A, 2B zeigen ein Verfahren nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zum Herstellen des Muldenmoduls der 1.
In einem ersten, in 2A dargestellten Verfahrensschritt wird die Wandung 1 mittels einer mehrteiligen Spritzgussform 7.1, 7.2 spritzgegossen. Anschließend wird durch Ersetzen des Spritzgussformteils 7.2 durch das Spritzgussformteil 7.3 ein ringförmiger Hohlraum, ein damit kommunizierender Überlaufkanal sowie ein damit kommunizierender weiterer Hohlraum am Umlaufrand der Wandung 1 geschaffen, in dem in einem zweiten, in 2B dargestellten Schuss die Umlaufdichtung 5 sowie über den Umlaufkanal der Umlaufsteg 6 und die Dichtung 3 urgeformt und dabei mit der Wandung 1 verbunden werden.
Dabei werden Dichtung 3, Umlaufdichtung 5, Umlaufsteg 6 und Wandung 1 stoffschlüssig miteinander verbunden. In einer nicht dargestellten Abwandlung können sie zusätzlich oder alternativ auch formschlüssig miteinander verbunden werden bzw. sein, insbesondere, indem beim Urformen Vorsprünge ausgebildet werden, welche Hinterschneidungen der Wandung 1 hintergreifen (nicht dargestellt).
Der Riegel 2 weist einen hakenartigen Armausleger 2.1 auf, welcher in 1 geschnitten ist, sich auf einer dem Deckel 8 abgewandten Außenseite der Wandung (links in 1) erstreckt und auf einer der Durchgangsöffnung 1.1 gegenüberliegenden Seite (rechts in 1) aktuierbar ist (nicht dargestellt). Auf diese Weise kann ein Aktuator, ein Seilzug oder ein Gestänge auch von dem Riegel 2 entfernt platziert werden.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. Bezugszeichenliste

1	Wandung
1.1	Durchgangsöffnung
2	Riegel
2.1	hakenartiger Armausleger
3	(Ring) Dichtung
4	Karosserie
5	Umfangsdichtung
6	Überlaufsteg
7.1–7.3	Spritzgussformteil
8	Deckel
8.1	Aussparung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19612098 A1 [0002]

Claims

Muldenmodul zur Befestigung an einer Karosserie (4) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, welches durch einen Deckel (8) verschließbar ist, der durch einen Riegel (2) verriegelbar ist, wobei das Muldenmodul eine Wandung (1) mit einer von dem Riegel durchgreifbaren Durchgangsöffnung (1.1) aufweist, wobei in der Durchgangsöffnung (1.1) eine Dichtung (3) angeordnet ist, welche mit der Wandung (1) urgeformt, insbesondere spritzgegossen, ist.
Muldenmodul nach Anspruch 1, wobei die Wandung (1) einen Kunststoff, insbesondere ein Thermoplast und/oder ein Duroplast, aufweist, insbesondere hieraus besteht.
Muldenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtung (3) einen Kunststoff, insbesondere ein Elastomer und/oder Polyethylen, aufweist, insbesondere hieraus besteht.
Muldenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtung (3) einen anderen Kunststoff als die Wandung (1) aufweist, insbesondere hieraus besteht.
Muldenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wandung (1) und die Dichtung (3) stoffschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind.
Muldenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Umfangsdichtung (5) zum Abdichten des Muldenmoduls gegen die Karosserie (4), die, insbesondere über einen Überlaufkanal, mit der Dichtung (3) urgeformt, insbesondere spritzgegossen, ist, die in der Durchgangsöffnung (1.1) angeordnet ist.
Muldenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Muldenmodul gemäß einem Verfahren nach Anspruch 12 oder einem darauf rückbezogenen Anspruch hergestellt ist.
Muldenmodulanordnung mit einem Muldenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Riegel (2) zum Verriegeln eines Deckels (8) zum Verschließen des Muldenmoduls, wobei die Dichtung (3) des Muldenmoduls den Riegel (2) abdichtend kontaktiert.
Muldenmodulanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Riegel (2) durch die Dichtung (3), insbesondere eindimensional verschiebbar, gelagert ist.
Muldenmodulanordnung nach Anspruch 8 oder einem darauf rückbezogenen Anspruch, wobei der Riegel (2) einen hakenartigen Armausleger (2.1) aufweist, welcher sich auf einer dem Deckel (8) abgewandten Außenseite der Wandung (1) erstreckt und auf einer der Durchgangsöffnung (1.1) gegenüberliegenden Seite aktuierbar ist.
Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Muldenmodulanordnung nach Anspruch 8 oder einem darauf rückbezogenen Anspruch, welche an einer Karosserie (4) des Kraftfahrzeugs befestigt ist.
Verfahren zum Herstellen eines Muldenmoduls nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wandung (1) und die Dichtung (3) miteinander urgeformt, insbesondere spritzgegossen, werden.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Wandung (1) und die Dichtung (3) mittels Mehrkomponenten-Spritzgießen, insbesondere Dreh-/Verschiebetechnik oder Kernrückzugtechnik hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Dichtung (3), die in der Durchgangsöffnung (1.1) angeordnet ist, zusammen mit einer Umfangsdichtung (5) zum Abdichten des Muldenmoduls gegen die Karosserie (4), insbesondere über einen Überlaufkanal, urgeformt, insbesondere spritzgegossen, wird.