DE102012105564A1

DE102012105564A1 - Spritzgussverfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen Verkleidungselements für ein Kraftfahrzeug, Verkleidungselement für ein Kraftfahrzeug und Anordnung mit einem eine elektromagnetische Strahlung aussendenden und / oder empfangenden Element und einem Verkleidungselement

Info

Publication number: DE102012105564A1
Application number: DE102012105564.5A
Authority: DE
Inventors: Holm Riepenhausen
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2014-01-02
Also published as: WO2014000863A3; EP2864095B1; EP2864095A2; WO2014000863A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Spritzgussverfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen Verkleidungselementes für ein Kraftfahrzeug, welches variantenbedingt eine lokale Beheizung aufweisen kann. Teil der Erfindung ist ferner ein Verkleidungselement mit einer Heizfolie, sowie eine Anordnung mit einem Verkleidungselement und einem eine elektromagnetische Strahlung aussendenden und / oder empfangenden Element.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzgussverfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen Verkleidungselementes für ein Kraftfahrzeug. Bei der Herstellung von spritzgegossenen Verkleidungselementen für ein Kraftfahrzeug einer Modellreihe müssen variantenbedingt bei einem Teil der Verkleidungselemente Heizfolien vorgesehen werden. Diese ermöglichen es das Verkleidungselement lokal beheizen zu können, um die Bildung von Eis, Schnee oder Wasserschichten auf diesem lokalen Bereich des Verkleidungselementes zu verhindern bzw. diese störenden Umwelteinflüsse von der Oberfläche des Verkleidungsteils lokal zu entfernen. Dies meist mit dem Zweck den lokalen Bereich für den störungsfreien Durchgang einer elektromagnetischen Strahlung frei zu halten. Die Heizfolie wird hierbei auf der der Sichtseite abgewandten Rückseite des Verkleidungselements (z.B. einer Stoßfängerverkleidung) mittels einer Klebstoffschicht angeordnet. Nachteilig ist hierbei, dass die Heizfolie selbst aufwendig (z.B. mittels zusätzlich umlaufender Kleberaupen) vor Umwelteinflüssen wie Wasser- oder Staubzutritt geschützt werden muss. Zudem können sich bei der Verklebung der Heizfolie innerhalb der Klebstoffschicht Luftgefüllte Hohlräume bilden, wobei diese Hohlräume zu einer ungleichmäßigen Aufheizung des Verkleidungselementes und gegebenenfalls zu störenden Reflektionen der elektromagnetische Strahlung führen.
Ansätze, die Heizfolie in die Wandstärke des Verkleidungselementes direkt zu integrieren führen dazu, dass diese zwar vor Umwelteinflüssen geschützt ist, durch die Herstellung des Verkleidungselementes im Spritzguss jedoch unweigerlich dazu kommt, dass die Heizfolie sich auf der Oberfläche des spritzgegossenen Verkleidungselementes abzeichnet. Dieser Effekt wird durch eine nachträgliche Lackierung, die üblicherweise an derartigen Verkleidungselementen für ein Kraftfahrzeug vorgenommen werden, noch verstärkt und führt zu einem seitens eines Kunden nicht akzeptablen Oberflächeneindrucks des Verkleidungselementes.
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe ein Spritzgussverfahren anzugeben, welches eine kostengünstige, einfache und qualitativ hochwertige Herstellung eines spritzgegossenen Verkleidungselementes für ein Kraftfahrzeug mit einer variantenbedingten lokalen Beheizung ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Spritzgussverfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen Verkleidungselementes für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend die folgenden Schritte:

– Bereitstellen eines Formwerkzeuges, das im geschlossenen Zustand zwischen mindestens zwei Formwerkzeugwandungen eine komplementär zu dem Verkleidungselement ausgebildete Kavität definiert, wobei in mindestens einer der Wandungen mindestens eine der Kavität zugewandte Ausnehmung vorgesehen ist,
– Abfragen einer bereitgestellten Information, ob variantenbedingt eine lokale Beheizung des Verkleidungselementes vorzusehen ist,
– Anordnen einer, mindestens eine erste Schicht aus einem ersten Kunststoffmaterial und mindestens eine Heizschicht aufweisenden Heizfolie in der Ausnehmung, für den Fall, dass variantenbedingt eine lokale Beheizung des Verkleidungselementes vorgesehen ist oder,
– Anordnen einer Kunststofffolie in der Ausnehmung oder Verschließen der Ausnehmung mittels eines verlagerbaren Formwerkzeugbereiches, für den Fall, dass variantenbedingt keine lokale Beheizung des Verkleidungselements vorgesehen ist,
– Schließen des Formwerkzeuges und Einspritzen eines plastifizierten thermoplastischen Kunststoffmaterials in die Kavität, welches nach dem Erstarren das Verkleidungselement bildet,
– Öffnen des Formwerkzeuges und Entnehmen des spritzgegossenen Verkleidungselements.

In vorteilhafter Weise kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren dasselbe Formwerkzeug für mehrere Varianten eines spritzgegossenen Verkleidungselementes eingesetzt werden, nämlich eine Variante mit einer lokalen Beheizung des Verkleidungselementes und gleichzeitig für eine Variante, bei der keine lokale Beheizung des Verkleidungselementes vorgesehen ist. Mittels der ersten Schicht aus einem ersten Kunststoffmaterial der Heizfolie wird ein Stoffschluss zwischen dem eingespritzten plastifizierten thermoplastischen Kunststoffmaterial und der Heizfolie ermöglicht, so dass in besonders vorteilhafter Weise eine vollständig dichte und blasenfreie Anbindung der Heizfolie mit dem Verkleidungselement bereits bei der Herstellung des Verkleidungselementes erzielt wird. Hierdurch lassen sich nachfolgende Applikations- und Abdichtungsmaßnahmen, wie sie bisher im Stand der Technik notwendig waren, einsparen und zudem eine kontinuierlich gleichbleibende Qualität der Verbindung der Heizfolie mit dem Verkleidungselement erreichen. Das mit Wärmeenergie versehene in die Kavität eingespritzte plastifizierte thermoplastische Kunststoffmaterial, welches nach dem Erstarren das Verkleidungselement bildet, führt durch den Eintrag selbiger thermischer Energie zum Anschmelzen des ersten Kunststoffmaterials der ersten Schicht der Heizfolie und zu einem stoffschlüssigen Verschweißen dieser ersten Schicht mit dem entstehenden Verkleidungselement. Die Heizfolie kann alternativ so angeordnet werden, dass die erste Schicht der Ausnehmung zugewandt ist. Das eingespritzte plastifizierte thermoplastische Material kann sich dann direkt mit der Heizschicht (gegebenenfalls mittels einer darauf aufgebrachten Haftvermittlerschicht) oder mit einem oder mehreren nicht von der Heizschicht überlappten Abschnitten der ersten Schicht verbinden.
Für den Fall, dass keine lokale Beheizung des Verkleidungselementes vorgesehen ist, wird in die entsprechende Ausnehmung in der Wandung des Formwerkzeuges keine Heizfolie sondern eine in den Abmessungen der Heizfolie vorzugsweise identische Kunststofffolie ohne eine Heizschicht eingelegt, welche sich analog mit dem entstehenden Verkleidungselement stoffschlüssig verbindet. Vorteilhaft ist hierbei, dass kein plastifiziertes thermoplastisches Material in den Bereich der Ausnehmung eingespritzt wird, da sich die dort bildende Materialanhäufung oder Aufdickung auf der Sichtseite des Verkleidungselementes abzeichnen würde. Dies resultiert aus der größeren Schwindung des dann größeren Materialvolumens der Aufdickung im Vergleich zu der Wanddicke des Verkleidungselementes im angrenzenden Bereich.
Das erste Kunststoffmaterial der Heizfolie oder das Kunststoffmaterial der Kunststofffolie ist vorzugsweise so gewählt, dass es mit dem thermoplastischen Kunststoffmaterial verträglich ist, so dass während des Spritzgießens des Verkleidungselementes eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Heizfolie und dem Verkleidungselement oder zwischen der Kunststofffolie und dem Verkleidungselement entsteht. Alternativ oder ergänzend kann mittels einer Haftvermittlerschicht, welche auf der entsprechenden Folie aufgetragen ist oder wird, die Haftung mit dem thermoplastischen Kunststoffmaterial erreicht oder verbessert werden. Die erste Schicht kann auch nur durch eine Haftvermittlerschicht gebildet sein, das erste Kunststoffmaterial also durch den Haftvermittler gebildet sein.
Besonders bevorzugt weist die Heizfolie eine Sandwichstruktur mit der ersten Schicht, einer zweiten Schicht aus einem zweiten Kunststoffmaterial und der dazwischen eingebetteten Heizschicht auf. Alternativ oder ergänzend kann mittels einer Haftvermittlerschicht, welche auf der entsprechenden Folie aufgetragen ist oder wird, die Haftung mit dem thermoplastischen Kunststoffmaterial erreicht oder verbessert werden. Die zweite Schicht kann auch nur durch eine Haftvermittlerschicht gebildet sein, das zweite Kunststoffmaterial also durch den Haftvermittler gebildet sein.
Vorzugsweise ist das erste Kunststoffmaterial der ersten Schicht, das zweite Kunststoffmaterial der zweiten Schicht sowie das eingespritzte Kunststoffmaterial identisch bzw. aus der gleichen Kunststoffmaterialgruppe gewählt.
Besonders vorteilhaft kann bei einem Sandwichaufbau die zweite Schicht eine poröse und / oder geschäumte Struktur aufweisen. In diesem Fall ist die Heizfolie vorzugsweise so angeordnet, dass die zweite Schicht der Ausnehmung zugewandt ist. Im hergestellten Verkleidungselement ist die Heizschicht bzw. die Heizfolie in Folge so thermisch isoliert, dass die in der Heizschicht bzw. der Heizfolie entstehende Wärme primär in Richtung des Verkleidungselementes abgestrahlt wird und somit die Effizienz der lokalen Beheizung erheblich gesteigert wird. Gegebenenfalls kann es notwendig sein, für diese Fälle im Bereich der Ausnehmung eine im Vergleich zu den angrenzenden Bereichen des Formwerkzeugs erhöhte Kühlung des Formwerkzeuges vorzusehen, um durch die thermische Isolierung der porösen und / oder geschäumten Struktur eine Überhitzung der Heizschicht durch die Wärmeenergie des eingespritzten plastifizierten thermoplastischen Kunststoffmaterials zu vermeiden.
Die zweite Schicht kann um das 1,1-fache bis 20-fache dicker sein als die erste Schicht. Vorzugsweise wird für diesen Fall die Heizfolie so angeordnet, dass die zweite Schicht der Ausnehmung zugewandt ist. Die größere Dicke der zweiten Schicht dient ebenfalls der thermischen Isolierung der Heizschicht bzw. der Heizfolie, so dass die in der Heizschicht bzw. der Heizfolie entstehende Wärme primär in Richtung des Verkleidungselementes abgestrahlt wird und somit die Effizienz der lokalen Beheizung erheblich gesteigert wird.
Als ein alternatives erfindungsgemäßes Spritzgussverfahren kann das Kunststoffmaterial der Kunststofffolie so gewählt werden, dass es mit dem thermoplastischen Kunststoffmaterial unverträglich ist, so dass nach dem Spritzgießen des Verkleidungselements die Kunststofffolie von dem Verkleidungselement abziehbar ist. In vorteilhafterweise kann die Kunststofffolie dann recycelt bzw. sogar erneut innerhalb des Verfahrens eingesetzt werden. Vorzugsweise ist das Kunststoffmaterial der Kunststofffolie aus der Gruppe der Silikone oder aus der Gruppe der Fluorpolymere gewählt.
Die Dicke der Heizfolie oder die Dicke der Kunststofffolie entspricht vorzugsweise dem 0,5-fachen bis 1,5-fachen der Tiefe der Ausnehmung. Besonders bevorzugt entspricht die Dicke der Heizfolie oder die Dicke der Kunststofffolie dem 0,9-fachen bis 1,1-fachen der Tiefe der Ausnehmung, so dass der Schmelzefluss des eingespritzten plastifizierten thermoplatischen Kunststoffmaterials nur unwesentlich beeinflusst wird. Vorteilhafterweise können in diesem bevorzugten Dickenbereich der entsprechenden Folien die Abzeichnungen von Fließströmungen auf dem erstarrten Verkleidungselement effektiv vermieden werden.
Im Bereich der Ausnehmung kann mindestens eine Haltevorrichtung für die Heizfolie oder die Kunststofffolie vorgesehen sein. Besonders bevorzugt kann im Bereich der Ausnehmung mindestens eine mit einer Ansaugvorrichtung verbundene Ansaugöffnung vorgesehen sein. Alternativ oder in Kombination zu Ansaugöffnungen kann die Haltevorrichtungen eine magnetisch basierte Haltevorrichtung (elektromagnetisch oder dauermagnetisch), eine Steckverbindung, eine Vorrichtung auf Basis von Klettverschlüssen, eine Nadelverbindung oder eine Kombinationen der vorgenannten Möglichkeiten sein. Bei Verwendung einer Haltevorrichtung auf Basis von Klettverschlüssen, kann die an der Heizfolie verbleibende Klettverschlussseite zudem als Befestigungspunkt für weitere Anbauteile dienen, z.B. eine Kabelführung oder Kabelklemme. Gleiches gilt bei Steckverbindungen, die vorteilhafterweise gleichzeitig als späterer Anschluss zur Stromversorgung der Heizschicht verwendbar ist.
Vorzugsweise ist das Verkleidungselement eine Stoßfängerverkleidung, eine Kotflügelverkleidung, eine Schwellerverkleidung, eine Kühlerverkleidung, eine Motorhaubenverkleidung, eine Dachverkleidung, eine Heckklappenverkleidung, eine Rahmenverkleidung oder eine Türaußenverkleidung.
Weiterhin Teil der Erfindung ist ein Verkleidungselement aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial für ein Kraftfahrzeug, auf dessen der Sichtseite des Verkleidungselements gegenüberliegenden Rückseite mindestens eine Heizfolie mit mindestens einer ersten Schicht aus einem ersten Kunststoffmaterial und mindestens einer Heizschicht angeordnet ist, wobei die Heizfolie mittels eines Spritzgussverfahrens, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, über die erste Schicht stoffschlüssig mit dem Verkleidungselement verbunden ist. Die Vorteile eines erfindungsgemäßen Verkleidungselementes und mögliche Ausgestaltungen sind in vorstehender Beschreibung des Verfahrens offenbart. Ein erfindungsgemäßes Verkleidungselement weist eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserte Abdichtung der Heizfolie vor Umwelteinflüssen auf und lässt sich zudem kostengünstig und in Großserie herstellen.
Teil der Erfindung ist zudem eine Anordnung mit einem eine elektromagnetische Strahlung aussendenden und / oder empfangenden Element und einem erfindungsgemäßen Verkleidungselement, wobei das Element so in Relation zu dem Verkleidungselement angeordnet ist, dass die Heizfolie im Betriebszustand den Durchstrahlungsbereich des Verkleidungselementes für die elektromagnetische Strahlung beheizt. Das eine elektromagnetische Strahlung aussendenden und / oder empfangenden Element kann eine Radareinheit sein, insbesondere eine Nahbereichsradareinheit (NBR), ein Short-Range-Radarsensor, ein Blind-Spot-Monitoring-Sensor, ein Multi-Mode-Sensor und/oder einen Forward-Collision-Warning-Sensor.
Ausführungsbeispiele
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen erläutert.
Es zeigen schematisch:
1 Querschnitte durch ein bereitgestelltes Formwerkzeug in verschiedenen Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 Querschnitte durch ein bereitgestelltes Formwerkzeug in verschiedenen Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem alternativen Verfahrensschritt,
3 einen Querschnitt durch ein bereitgestelltes Formwerkzeug mit einer alternativen Haltevorrichtung einer Heizfolie innerhalb der Ausnehmung,
4 einen Querschnitt durch ein bereitgestelltes Formwerkzeug mit einer weiteren alternativen Haltevorrichtung einer Heizfolie innerhalb der Ausnehmung,
5a–c Querschnitte durch ein bereitgestelltes Formwerkzeug mit einer alternativ ausgebildeten Heizfolie,
6 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Anordnung.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Ablauf des Spritzgussverfahrens zur Herstellung eines spritzgegossenen Verkleidungselementes 1 für ein Kraftfahrzeug. Dargestellt ist in den verschiedenen Schritten des Spritzgussverfahrens jeweils eine schematische Schnittdarstellung durch das bereitgestellte Formwerkzeug 2, welches aus zwei Formwerkzeugwandungen 3, 4 besteht, welche aufeinander zu und voneinander weg verlagerbar sind. Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Spritzgussverfahrens besteht im Bereitstellen des Formwerkzeuges 2, das im geschlossenen Zustand zwischen den zwei Formwerkzeugwandungen 3, 4 eine komplementär zu dem Verkleidungselement 1 ausgebildete Kavität 5 definiert. In der Formwerkzeugwandung 4 ist eine der Kavität 5 zugewandte Ausnehmung 6 vorgesehen. In einem nächsten Verfahrensschritt erfolgt die Abfrage einer bereitgestellten Information 7, ob eine lokale Beheizung des Verkleidungselements 1 vorzusehen ist. Infolge der abgefragten Information erfolgt als erste Alternative das Anordnen einer mindestens eine erste Schicht 10 aus einem ersten Kunststoffmaterial 10‘ und mindestens eine Heizschicht 14 aufweisenden Heizfolie 8 in der Ausnehmung 6 für den Fall, dass variantenbedingt eine lokale Beheizung des Verkleidungselements vorgesehen ist. Dies ist schematisch in dem linken Ast der 1 dargestellt. Alternativ erfolgt in Abhängigkeit der Abfrage der bereitgestellten Information 7 das Anordnen einer Kunststofffolie 11 in der Ausnehmung 6 für den Fall, dass variantenbedingt keine lokale Beheizung des Verkleidungselements 1 vorgesehen ist. Dies ist schematisch in dem rechten Ast der 1 dargestellt. In beiden Fällen wird durch das Schließen des Formwerkzeuges 2 und das Einspritzen eines plastifizierten thermoplastischen Kunststoffmaterials 13 in die Kavität 5, welches nach dem Erstarren das Verkleidungselement 1 bildet, selbiges im Spritzguss hergestellt. Zum Abschluss des Spritzgussverfahrens zur Herstellung eines spritzgegossenen Verkleidungselements 1 erfolgt das Öffnen des Formwerkzeugs 2 und das Entnehmen des spritzgegossenen Verkleidungselements 1 (dieser Schritt ist hier nicht näher dargestellt). Das erste Kunststoffmaterial 10‘ der Heizfolie 8 und das Kunststoffmaterial 11‘ der Kunststofffolie 11 sind so gewählt, dass es mit dem thermoplastischen Kunststoffmaterial 13 verträglich ist, so dass während des Spritzgießens des Verkleidungselements 1 eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Heizfolie 8 und dem Verkleidungselement 1 bzw. zwischen der Kunststofffolie 11 und dem Verkleidungselement 1 entsteht, je nachdem, ob variantenbedingt eine lokale Beheizung des Verkleidungselements 1 vorzusehen ist oder nicht. Als Alternative zu dem in 1 dargestellten Verfahrensablauf kann das Kunststoffmaterial 11‘ der Kunststofffolie 11 auch so gewählt werden, dass es mit dem thermoplastischen Kunststoffmaterial 13 unverträglich ist, so dass nach dem Spritzgießen des Verkleidungselements 1 die Kunststofffolie 11 von dem Verkleidungselement 1 abziehbar ist. Als unverträgliche Kunststoffmaterialgruppen haben sich insbesondere folgende Paarungen als vorteilhaft erwiesen: Polypropylen (PP) mit Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polypropylen (PP) mit Polyethylen hoher Dichte (PE-HD), Polypropylen (PP) mit Polyamid (PA), Polypropylen (PP) mit Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polypropylen (PP) mit Kunststoffmaterial auf Basis von Silikon. Das einspritzbare thermoplastische Kunststoffmaterial 13 ist hierbei vorzugsweise das Polypropylen (PP). Die Abziehbarkeit der so ausgebildeten Kunststofffolie 11 meint hierbei, dass zum Entfernen der Kunststofffolie 11 von dem Verkleidungselement 1 eine vergleichsweise geringe Kraft notwendig ist bzw. keine zusätzlichen Werkzeuge erforderlich sind, die Folie also per Hand abziehbar ist. Vorteilhafterweise kann in diesem Fall die Kunststofffolie 11 mehrfach eingesetzt bzw. einem Recyclingprozess zugeführt und wieder in das Verfahren eingebracht werden. Die Dicke d der Heizfolie 8 oder die Dicke d‘ der Kunststofffolie 11 entspricht dem 0,5-fachen bis 1,5-fachen der Tiefe t der Ausnehmung 6. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht die Dicke d der Heizfolie 8 und die Dicke d‘ der Kunststofffolie 11 dem Einfachen der Tiefe t der Ausnehmung 6, so dass die Heizfolie 8 bzw. die Kunststofffolie 11 nicht über die Formwerkzeugwandung 4 hervorsteht, sobald die entsprechende Folie in der Ausnehmung 6 angeordnet ist. Im Bereich der Ausnehmung 6 sind mehrere Haltevorrichtungen 15 vorgesehen, die in diesem Ausführungsbeispiel als mit einer Ansaugvorrichtung verbundene Ansaugöffnungen 15 für die Heizfolie 8 oder die Kunststofffolie 11 ausgebildet sind.
Die 2 zeigt eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Spritzgussverfahrens zur Herstellung eines spritzgegossenen Verkleidungselementes 1 für ein Kraftfahrzeug. In 2 sind ebenfalls verschiedene Verfahrensschritte schematisch mit einem im Querschnitt dargestellten Formwerkzeug 2 dargestellt. Analog zu 1 erfolgt nach dem Abfragen einer bereitgestellten Information 7, ob variantenbedingt eine lokale Beheizung des Verkleidungselementes 1 vorzusehen ist, als erste Alternative das vorstehend beschriebene Anordnen einer mindestens eine erste Schicht 10 aus einem ersten Kunststoffmaterial 10‘ und mindestens eine Heizschicht 14 aufweisenden Heizfolie 8 in der Ausnehmung 6 für den Fall, dass variantenbedingt eine lokale Beheizung des Verkleidungselementes vorgesehen ist (vgl. linker Ast der 2). In Abweichung zu 1 erfolgt nach der Abfrage einer bereitgestellten Information 7, ob variantenbedingt eine lokale Beheizung des Verkleidungselementes 1 vorzusehen ist für den Fall, dass diese Beheizung nicht vorzusehen ist, das Verschließen der Ausnehmung 6 mittels eines verlagerbaren Formwerkzeugbereiches 12. Das Verschließen der Ausnehmung 6 mittels eines verlagerbaren Formwerkzeugbereiches 12 kann über einen seitlich einfahrenden Formwerkzeugbereich 12 in Form eines Schiebers und / oder ein sich in Richtung der Kavität 5 verlagernden Formwerkzeugbereich 12 oder durch das Einlegen eines metallischen Formwerkzeugbereiches 12 mittels eines Handlingsystems (z. B. eines Roboters) oder per Hand erfolgen.
In 3 ist eine weitere Variante eines bereitzustellenden Formwerkzeuges 2 in einem schematischen Querschnitt dargestellt. Im Bereich der Ausnehmung 6 ist eine Haltevorrichtung 21 in Form einer Steckeraufnahme 21 vorgesehen. Der entsprechende Stecker 20 ist an der Heizfolie 8 angeformt, so dass beim Verbinden des Steckers 20 mit der Steckeraufnahme 21 die Heizfolie 8 innerhalb der Ausnehmung 6 gehalten wird. Die Heizfolie 8 weist eine Sandwich-Struktur mit der ersten Schicht 10 sowie einer zweiten Schicht 9 aus einem zweiten Kunststoffmaterial 9‘ und der dazwischen eingebetteten Heizschicht 14 auf. Die Heizfolie 8 wird so angeordnet, dass die zweite Schicht 9 der Ausnehmung 6 zugewandt ist. Neben der Steckverbindung 20, 21 sind im Bereich der Ausnehmung 6 ferner zwei mit einer Ansaugvorrichtung verbundene Ansaugöffnungen 15 für die Heizfolie 8 bzw. die hier nicht dargestellte Kunststofffolie 11 vorgesehen. Der Stecker 20 kann vorteilhafterweise nach der Herstellung des Verkleidungselementes 1 zur Kontaktierung bzw. Bestromung der Heizfolie 8 genutzt werden.
Als weitere Alternative zeigt 4 eine der 3 vergleichbare Querschnittsdarstellung, wobei jedoch als Haltevorrichtung im Bereich der Ausnehmung 6 eine Klettverbindung 23, 24 vorgesehen ist. Ein erster Teil 23 dieser Klettverbindung ist mit der Formwerkzeugwandung 4 verbunden, während der mit diesem ersten Teil 23 verbindbare zweite Teil 24 der Klettverbindung 23, 24 an der Heizfolie 8 angeformt ist. Vorteilhafterweise kann der zweite Teil 24 der Klettverbindung nach Abschluss des erfindungsgemäßen Spritzgussverfahrens zur Befestigung von z. B. Kabeln erneut verwendet werden. Beispiele für Klettverbindungen können 3M Dual Lock^TM oder 3M Scotchmate^TM sein. Die zweite Schicht 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel um das 1,1-fache bis 20-fache dicker als die erste Schicht 10, um eine thermische Isolierung der Heizschicht 14 der Heizfolie 8 zu erreichen, die eine Abstrahlung von Wärme in Richtung weg von dem Verkleidungsteil 1 verringert.
Die 5 zeigt eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Spritzgussverfahrens zur Herstellung eines spritzgegossenen Verkleidungselementes 1 für ein Kraftfahrzeug. In 5a bis 5c sind ebenfalls verschiedene Verfahrensschritte schematisch mit einem im Querschnitt dargestellten Formwerkzeug 2 dargestellt. Die 5a zeigte eine weitere Variante in einer schematischen Querschnittsdarstellung eines bereitgestellten Formwerkzeuges 2. Im Bereich der Ausnehmung 6 sind Haltevorrichtungen 30 vorgesehen, welche als vorstehende Nadeln 30 ausgebildet sind. Eine in der Ausnehmung 6 anzuordnende Heizfolie 8 weist eine Sandwich-Struktur mit der ersten Schicht 10 und einer zweiten Schicht 9 aus einem zweiten Kunststoffmaterial 9‘ und der dazwischen eingebetteten Heizschicht 14 auf. Die zweite Schicht 9 weist eine poröse und / oder geschäumte Struktur auf. In diese geschäumte Struktur können die innerhalb der Ausnehmung 6 vorstehenden Nadeln 30 eindringen und somit die Heizfolie 8 innerhalb der Ausnehmung 6 haltern (vgl. 5b). Zusätzlich ist mindestens eine mit einer Ansaugvorrichtung verbundene Ansaugöffnung 15 vorgesehen. Die Gesamtdicke d der Heizfolie 8 entspricht dem 1,1-fachen der Tiefe t der Ausnehmung 6. Dies vor dem Hintergrund, dass der entstehende Druck durch das in die Kavität eingespritzte plastifizierte thermoplastische Kunststoffmaterial 13 die poröse und / oder geschäumte zweite Schicht 9 komprimiert und in Folge sich die Dicke d während dieses Verfahrensschrittes verringert. Ziel ist es hierbei, dass die Heizfolie 8 in diesem Verfahrensschritt möglichst flächenbündig in der Formwerkzeugwandung 4 angeordnet ist und entsprechend vor der Druckaufbringung in die Kavität 5 vorsteht. Nach dem nicht näher dargestellten Öffnen des Formwerkzeugs 2 und dem Entnehmen des spritzgegossenen Verkleidungselements 1 hat sich die erste Schicht 10 stoffschlüssig mit dem Verkleidungselement 1 verbunden (vgl. 5c). Die poröse und / oder geschäumte zweite Schicht 9 ist so ausgebildet, dass die in der Heizschicht 14 entstehende Wärme verringert weg von dem Verkleidungselement 1 abgestrahlt wird, sondern die Wärmeabstrahlung der Heizfolie 8 bzw. der Heizschicht 14 auf die Sichtseite 16 des Verkleidungselementes 1 konzentriert wird.
Das in den vorstehenden Ausführungsbeispielen herstellbare Verkleidungselement 1 kann eine Stoßfängerverkleidung, eine Kotflügelverkleidung, eine Schwellerverkleidung, eine Kühlerverkleidung, eine Motorhaubenverkleidung, eine Dachverkleidung, eine Heckklappenverkleidung, eine Rahmenverkleidung oder eine Türaußenverkleidung sein. Erfindungsgemäß entsteht so ein Verkleidungselement 1 für ein Kraftfahrzeug, auf dessen der Sichtseite 16 des Verkleidungselements 1 gegenüberliegenden Rückseite 17 mindestens eine Heizfolie 8 mit mindestens einer ersten Schicht 10 aus einem ersten Kunststoffmaterial 10‘ und mindestens einer Heizschicht 14 angeordnet ist, wobei die Heizfolie 8 mittels eines Spritzgussverfahrens, insbesondere nach einem der vorstehend beschriebenen Spritzgussverfahren, über die erste Schicht 10 stoffschlüssig mit dem Verkleidungselement 1 verbunden ist.
Die 6 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem eine elektromagnetische Strahlung 18 aussendenden und / oder empfangenden Element 19 und einem erfindungsgemäßen Verkleidungselement 1. Das Element 19 ist so in Relation zu dem Verkleidungselement 1 angeordnet, dass die Heizfolie 8 im Betriebszustand den Durchstrahlungsbereich 40 des Verkleidungselements 1 für die elektromagnetische Strahlung 18 beheizt. Bei dem Element 19 handelt es sich um eine Radarsende- und Empfangseinheit, insbesondere eine Nahbereichsradareinheit (NBR), ein Short-Range-Radarsensor, ein Blind-Spot-Monitoring-Sensor, ein Multi-Mode-Sensor und/oder einen Forward-Collision-Warning-Sensor.

Claims

Spritzgussverfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen Verkleidungselementes (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines Formwerkzeuges (2), das im geschlossenen Zustand zwischen mindestens zwei Formwerkzeugwandungen (3, 4) eine komplementär zu dem Verkleidungselement (1) ausgebildete Kavität (5) definiert, wobei in mindestens einer der Wandungen (4) mindestens eine der Kavität (5) zugewandte Ausnehmung (6) vorgesehen ist, – Abfragen einer bereitgestellten Information (7), ob variantenbedingt eine lokale Beheizung des Verkleidungselementes (1) vorzusehen ist, – Anordnen einer, mindestens eine erste Schicht (10) aus einem ersten Kunststoffmaterial (10‘) und mindestens eine Heizschicht (14) aufweisenden Heizfolie (8) in der Ausnehmung (6), für den Fall, dass variantenbedingt eine lokale Beheizung des Verkleidungselementes (1) vorgesehen ist, oder – Anordnen einer Kunststofffolie (11) in der Ausnehmung (6) oder Verschließen der Ausnehmung (6) mittels eines verlagerbaren Formwerkzeugbereiches (12), für den Fall, dass variantenbedingt keine lokale Beheizung des Verkleidungselementes (1) vorgesehen ist, – Schließen des Formwerkzeuges (2) und Einspritzen eines plastifizierten thermoplastischen Kunststoffmaterials (13) in die Kavität (5), welches nach dem Erstarren das Verkleidungselement (1) bildet, – Öffnen des Formwerkzeuges (2) und entnehmen des spritzgegossenen Verkleidungselementes (1).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ersten Kunststoffmaterial (10‘) der Heizfolie (8) oder das Kunststoffmaterial (11‘) der Kunststofffolie (11) so gewählt wird, dass es mit dem thermoplastische Kunststoffmaterial (13) verträglich ist, so dass während des Spritzgießens des Verkleidungselementes (1) eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Heizfolie (8) und dem Verkleidungselement (1) oder zwischen der Kunststofffolie (11) und dem Verkleidungselement (1) entsteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizfolie (8) eine Sandwichstruktur mit der ersten Schicht (10), einer zweiten Schicht (9) aus einem zweiten Kunststoffmaterial (9‘) und der dazwischen eingebetteten Heizschicht (14) aufweist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (10) und / oder die zweite Schicht (9) eine poröse und / oder geschäumte Struktur aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (9) um das 1,1 fache bis 20 fache dicker ist als die erste Schicht (10).
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizfolie (8) so angeordnet wird, dass die zweite Schicht (9) der Ausnehmung (6) zugewandt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial (11‘) der Kunststofffolie (11) so gewählt wird, dass es mit dem thermoplastische Kunststoffmaterial (13) unverträglich ist, so dass nach dem Spritzgießen des Verkleidungselementes (1) die Kunststofffolie (11) von dem Verkleidungselement (1) abziehbar ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d) der Heizfolie (8) oder die Dicke (d‘) der Kunststofffolie (11) dem 0,5-fachen bis 1,5fachen der Tiefe (t) der Ausnehmung (6) entspricht.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Ausnehmung (6) mindestens eine Haltevorrichtung (15, 21, 23, 30), insbesondere eine mit einer Ansaugvorrichtung verbundene Ansaugöffnung (15), für die Heizfolie (8) oder die Kunststofffolie (11) vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungselement (1) eine Stoßfängerverkleidung, eine Kotflügelverkleidung, eine Schwellerverkleidung, eine Kühlerverkleidung, eine Motorhaubenverkleidung, eine Dachverkleidung, eine Heckklappenverkleidung, eine Rahmenverkleidung oder eine Türaußenverkleidung ist.
Verkleidungselement (1) aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial (13) für ein Kraftfahrzeug auf dessen, der Sichtseite (16) des Verkleidungselementes (1) gegenüberliegenden Rückseite (17), mindestens eine Heizfolie (8) mit mindestens einer ersten Schicht (10) aus einem ersten Kunststoffmaterial (10‘) und mindestens einer Heizschicht (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizfolie (8) mittels eines Spritzgussverfahrens, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10, über die erste Schicht (10) stoffschlüssig mit dem Verkleidungselement (1) verbunden ist.
Anordnung mit einem eine elektromagnetische Strahlung (18) aussendenden und / oder empfangenden Element (19) und einem Verkleidungselement (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (19) so in Relation zu dem Verkleidungselement (1) angeordnet ist, dass die Heizfolie (8) im Betriebszustand den Durchstrahlungsbereich (40) des Verkleidungselementes (1) für die elektromagnetische Strahlung (18) beheizt.