DE102013002755A1

DE102013002755A1 - Luftleiteinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102013002755A1
Application number: DE201310002755
Authority: DE
Inventors: Rene Faulstich; Hartmut Groos
Original assignee: Tb & C Outsert Ct GmbH; TB&C OUTSERT CENTER GmbH
Current assignee: Tb & C Outsert Ct GmbH; TB&C OUTSERT CENTER GmbH
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2014-08-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bügelelement einer Luftleiteinrichtung eines Kraftfahrzeugs, eine Luftleiteinrichtung sowie ein hierfür vorgesehenes Herstellungsverfahren, wobei das Bügelelement mit einem strukturverstärkenden Formteil (20; 40; 50; 60; 70) versehen ist, welches zumindest abschnittsweise von einer zumindest zwei Spritzgusskomponenten (22, 24) aufweisenden Ummantelung (26) umschlossen ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftleiteinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Windabweiser oder ein Windschott, welche im Dachbereich, insbesondere im Bereich einer Dachöffnung einer Kraftfahrzeugkarosserie anordenbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Bügelelement einer Kraftfahrzeug-Luftleiteinrichtung sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Luftleiteinrichtungen finden im Kraftfahrzeugbereich insbesondere als Windabweiser oder als Windschott Verwendung. In Verbindung mit einem Schiebedachsystem erfüllen sie insbesondere bei geöffnetem Schiebedach die Funktion, etwaige, durch periodische Luftdruckänderungen hervorgerufene Störgeräusche, welche im Fahrzeuginneren als Wummern wahrnehmbar sind, zu unterdrücken bzw. deren Entstehung zu unterbinden. Ein Windabweiser ist hierzu üblicherweise im Bereich des in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vorn liegenden Rands einer Schiebedachöffnung angeordnet.
Ein beweglich gelagerter, etwa um eine sich in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckende Achse schwenkbar gelagerter Aussteller des Windabweisers geht bei geöffnetem Schiebedach in eine gegenüber einer Grundstellung angehobene Gebrauchsstellung über. Durch jenes Anheben des Ausstellers wird ein am Aussteller und an einem typischerweise fahrzeugfesten Basisteil befestigtes luftdurchlässiges flexibles Flächengebilde aufgespannt. Das Aufspannen des z. B. als Netz oder Gewirke ausgebildeten Flächengebildes führt bei einem sich in Fahrtrichtung bewegenden Fahrzeugs zu einer gezielten lokalen Luftverwirbelung, die der Entstehung akustisch wahrnehmbarer Luftdruckschwankungen effektiv entgegenwirken kann.
Zur Einsparung von Gewicht und Platzbedarf solcher Windabweiser sind Ausgestaltungen bekannt, bei welchen zumindest ein, etwa als Basisteil oder als Aussteller ausgebildetes Bügelelement des Windabweisers ein in Form eines Einlegers ausgebildetes strukturverstärkendes Formteil aufweist, welches mit einem Kunststoffmaterial umspritzt ist. Das strukturverstärkende Formteil ist dabei typischerweise als Metallbügel ausgebildet. Fertigungstechnisch kann zur Befestigung des Flächengebildes am jeweiligen Bügelelement eine unmittelbare Fixierung mittels einzelner Clipse oder Klammern erfolgen, die das Flächengebilde während eines Spritzgussprozesses am Formteil fixieren.
Derartige Clipse oder Klammern fungieren ferner als Positionierhilfe, bzw. als Abstandselement zur Fixierung des Formteils innerhalb einer Spritzgussform. Insoweit gelangen Clipse oder Klammern mit der Innenseite der Spritzgussform in Kontakt. Dies kann mitunter dazu führen, dass einzelne, etwa radial nach außen ragende Vorsprünge oder abstandshaltende Abschnitte solcher Clipse oder Klammern an der Oberfläche des mit Kunststoff umspritzten Formteils sichtbar sind.
Die Verwendung von Clipsen oder Klammern zur Fixierung des Flächengebildes ist zum einen recht arbeits- und zeitintensiv. Darüber hinaus können einzelne Clipse oder Klammern im Zuge des Spritzgussprozesses, insbesondere bei Einleitung des unter hohem Druck stehenden Spritzgussmaterials in die geschlossene Spritzgussform gewissen Positions- oder Lageveränderungen unterliegen. Als Folge hiervon würde auch das mit den entsprechenden Clipsen oder Klammern verbundene Flächengebilde eine lokale Deformation oder Positionsveränderung erfahren.
Entsprechende Massenfertigungsprozesse zur Herstellung von Bügelelementen, etwa für Windabweiser, die ein mit Kunststoff umspritztes strukturverstärkendes Formteil aufweisen, führen daher zu vergleichsweise hohen Ausschussraten. Ferner kann durch die Verwendung von das Flächengebilde fixierenden Klammern oder Clipsen die Oberflächengüte des mit Kunststoff umspritzten Bügelelements leiden. Zur Einhaltung vorgegebener Qualitätsanforderungen ist somit eine manuelle und optische Überprüfung der Oberflächenbeschaffenheit des umspritzten Bügelelements bislang stets erforderlich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Fertigungsprozess für Bügelelemente von Luftleiteinrichtungen von Fahrzeugen, insbesondere für Bügelelemente von Windabweisern, zu verbessern. Hierbei sollen insbesondere die Ausschussrate verringert und die Produktqualität verbessert werden. Das Produktions- und Herstellungsverfahren soll ferner kürzere Prozesszyklen ermöglichen sowie völlig neuartige geometrische Ausgestaltungen von Bügelelementen und Windabweisern ermöglichen. Schließlich soll durch das Herstellungsverfahren auch der Einsatz neuartiger Materialkomponenten und Materialpaarungen, insbesondere vor dem Hintergrund von Kosten- und Gewichtseinsparungen ermöglicht werden.
Erfindung und vorteilhafte Wirkungen
Diese Aufgabe wird mit einem Bügelelement einer Luftleiteinrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 sowie mit einer dementsprechenden Luftleiteinrichtung nach Patentanspruch 11, schließlich mit einem Herstellungsverfahren für ein derartiges Bügelelement gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind hierbei jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Bügelelement einer Luftleiteinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Bügelelement für einen Windabweiser oder für ein Windschott, vorgesehen. Das Bügelelement weist ein strukturverstärkendes Formteil auf, welches zumindest abschnittsweise von einer zumindest zwei Spritzgusskomponenten aufweisenden Ummantelung umschlossen ist. Das Formteil kann nach Art eines Bügels mit einem im Wesentlichen längserstreckten Mittelabschnitt und an gegenüberliegenden Enden hieran angrenzenden bzw. einstückig hiermit ausgebildeten Schenkeln ausgebildet sein. Die Schenkel und der dazwischen befindliche Mittelabschnitt können U-förmig ausgestaltet sein, sodass das Formteil bereits die Grundgeometrie eines etwa U-förmig ausgebildeten Bügelelements vorgibt.
Das strukturverstärkende Formteil kann zum Beispiel als strukturverstärkender Einleger des Bügelelements fungieren, welcher dem Bügelelement seine mechanische Festigkeit und Steifigkeit überwiegend verleiht. Die das strukturverstärkende Formteil zumindest abschnittsweise umschließende Ummantelung erfüllt einen dekorativen, aber auch einen funktionellen Zweck. Die beiden Spritzgusskomponenten der Ummantelung weisen insbesondere einen thermoplastischen Kunststoff auf, der etwa mit einer Schiebedachmechanik eines Kraftfahrzeugdachs besonders geräusch- und reibungsarm zusammenwirken kann. Zudem kann mittels der Ummantelung die Fixierung eines Flächengebildes am Bügelelement erfolgen.
Die Ummantelung, welche das Bügelelement in Umfangsrichtung zumindest in vorgegebenen Längsabschnitten des Bügelelements vollständig umschließt, ist in zwei Spritzgusskomponenten aufgeteilt, die im Herstellungsprozess des Bügelelements sequenziell, zeitlich nacheinander, jeweils gesondert und in einer mit dem Formteil in unmittelbaren Kontakt gelangenden Art und Weise an oder um das Formteil herum gespritzt werden. Der Spritzgussprozess wird somit in zwei Teilprozesse aufgeteilt, wobei in einem ersten Teilprozess eine erste Spritzgusskomponente an das Formteil angespritzt wird und wobei in einem zweiten Teilprozess die zweite Spritzgusskomponente an das Formteil als auch an die bereits vorhandene erste Spritzgusskomponente angespritzt wird.
Aufgrund der zumindest zweitteiligen Spritzgussummantelung kann insbesondere erreicht werden, dass das Formteil während des ersten Teilprozesses zumindest mit einer Seite vollständig in Kontakt mit einer Spritzgussform ist oder gelangt. Das unter Umständen biegsam ausgebildete und gewissen geometrischen Toleranzen unterliegende Formteil kann insoweit mittels des für den ersten Teilprozess vorgesehenen Spritzgusswerkzeugs in eine dem Spritzgusswerkzeug exakt folgende Form gebracht werden.
Ist das Formteil zum Beispiel als ein bereichsweise gebogenes Rohr oder Stab ausgebildet, so ist denkbar, dass zum Beispiel der Winkel zwischen einem umgebogenen seitlichen Schenkel und einem sich im Wesentlichen längs erstreckenden oder geradlinig ausgebildeten Mittelabschnitt des Formteils gewissen Toleranzen unterliegt. Durch Einlegen in eine auf ein genormtes Formteil abgestimmte Spritzgussform kann das Formteil während des ersten Teilspritzgussprozesses exakt in einer vorgegebenen Form fixiert und dementsprechend mit der ersten Spritzgusskomponente zumindest bereichsweise in Umfangsrichtung umspritzt werden.
Das auf diese Art und Weise erhältliche Zwischenprodukt kann dann in ein weiteres Spritzgusswerkzeug, insbesondere in eine auf das Zwischenprodukt abgestimmte Spritzgussform eingelegt werden, mittels welcher der verbleibende Bereich des Formteils mit der zweiten Spritzgusskomponente umspritzt wird.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bügelelements ist insoweit das Einlegen eines Formteils in eine Spritzgussform und ein abschnitts- oder bereichsweises Umspritzen des Außenumfangs des Formteils mit einer ersten Spritzgusskomponente vorgesehen. Hiernach erfolgt sodann das Einlegen des auf diese Art und Weise erhaltenen Zwischenprodukts, nämlich des bereichsweise mit der ersten Spritzgusskomponente umspritzten Formteils in eine weitere Spritzgussform, wobei in einem weiteren Spritzgussprozess der verbleibende Außenumfang des Formteils mit einer zweiten Spritzgusskomponente zur Vervollständigung und Bildung der Formteilummantelung umspritzt wird.
Da der gesamte, zur Bildung der Ummantelung vorgesehene Spritzgussprozess in zwei Teilprozesse unterteilt ist, kann eine Umspritzung des Formteils mit jeweils verringertem Spritzdruck erfolgen. Folglich können die Spritzgusswerkzeuge für einen dementsprechend verringerten Druck ausgelegt und demzufolge kostengünstiger hergestellt werden. Die seitens des Herstellers zu tätigende Investition für Spritzgusswerkzeuge kann somit in vorteilhafter Weise verringert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Bügelelements ist ferner vorgesehen, dass eine erste als auch eine zweite Spritzgusskomponente einen Außenumfang des Formteils jeweils nur partiell, das heißt bereichsweise, umschließen.
Beide Spritzgusskomponenten sind somit in unmittelbarem Kontakt mit dem Außenumfang des Formteils. Keine der beiden Spritzgusskomponenten umschließt den Außenumfang des Formteils vollständig. Eine vollständige Ummantelung des Formteils erfolgt lediglich durch die komplementäre und aufeinander abgestimmte Ausgestaltung der sich wechselseitig ergänzenden, die Ummantelung bildenden Spritzgusskomponenten.
In dem insbesondere die erste, im Zuge des ersten Teilspritzgussprozesses an das Formteil angespritzte Spritzgusskomponente den Umfang des Formteils nicht vollständig, sondern nur partiell umschließt, kann der verbleibende, von der ersten Spritzgusskomponente nicht umschlossene Bereich des Außenumfangs unmittelbar von der Spritzgussform gestützt und dementsprechend in ihrer vorgegebenen geometrischen Form gehalten werden. Etwaige Abweichungen von einer vorgegebenen geometrischen Form des Formteils können insoweit durch die unmittelbare Aufnahme im Spritzgusswerkzeug zumindest ansatzweise kompensiert bzw. egalisiert werden.
Eine geometrische Toleranzgrenze für das Formteil selbst kann somit zumindest geringfügig herabgesetzt werden. Das heißt, größere geometrische Abweichungen des Formteils von einer vorgegebenen geometrischen Form sind aufgrund des sequenziellen zweifachen Spritzgussprozesses in höherem Maße tolerierbar. An die Einhaltung vorgegebener geometrischer Formen des Formteils sind somit geringere Anforderungen zu stellen, sodass das Formteil selbst kostengünstiger herstellbar sein kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung sind die erste und die zweite Spritzgusskomponente über zwei miteinander korrespondierende Grenzflächen miteinander verbunden, die sich jeweils bis an den Außenumfang des Formteils erstrecken. Über die Grenzfläche sind die beiden Spritzgusskomponenten insbesondere stoffschlüssig miteinander verbunden. Indem sich die beiden Grenzflächen jeweils bis an den Außenumfang des Formteils erstrecken, reichen beide, die Grenzflächen bildenden Spritzgusskomponenten an den Außenumfang des Formteils heran.
Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass sich die Spritzgusskomponenten jeweils an einer Außenseite des Formteils entlang erstrecken, während sich die hiermit korrespondierend ausgebildete Spritzgusskomponente auf der hierzu gegenüberliegenden Seite des Formteils befindet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung erstrecken sich die Grenzflächen vom Außenumfang des Formteils bis zu einem Außenumfang der Ummantelung. Geht man zum Beispiel von einem im Querschnitt radialsymmetrischen Formteil und einer dementsprechend, in Umfangsrichtung etwa gleichbleibend dicken Ummantelung aus, so erstrecken sich die Grenzflächen insbesondere in Radialrichtung zwischen dem Außenumfang der Ummantelung und dem Außenumfang des Formteils.
Die zweikomponentige Ausgestaltung der Ummantelung ermöglicht ferner aber auch die Bildung weitreichend beliebiger Querschnittsgeometrien hinsichtlich des Formteils als auch hinsichtlich der Ummantelung. Da durch das sequenzielle, lediglich partielle Umspritzen des Formteils das Formteil selbst, bzw. das Formteil aufweisende Zwischenprodukt jeweils nahezu durchgängig in Längsrichtung des Formteils in einer Spritzgussform weitgehend über seine dem jeweiligen Spritzgusswerkzeug zugewandte Fläche vollständig gehalten und gestützt werden kann, ist die Verwendung von als Abstandshalter fungierenden Klammern oder Clipsen fortan nicht mehr erforderlich.
Die gesamte Ummantelung kann insoweit eine nahezu beliebige, in Umfangsrichtung um den Außenumfang des Formteils auch variierende Materialstärke und dementsprechend beliebige Querschnittsgeometrien aufweisen. Auf diese Art und Weise lässt sich das gesamte Bügelelement funktional, entsprechend seiner mechanischen Belastungen bauraum- als auch gewichtstechnisch optimieren.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist im Bereich zumindest einer Grenzfläche ein aus der Ummantelung herausragendes flexibles Flächengebilde zwischen der ersten und der zweiten, die jeweilige Grenzfläche bildenden Spritzgusskomponente eingebettet. Das sequenzielle Umspritzen des Formteils mit einer ersten und mit einer zweiten Spritzgusskomponente ermöglicht es insbesondere, ein in die Ummantelung einzubettendes Flächengebilde, etwa in Form eines Windabweisernetzes ohne Klammern oder Clipse an der ersten Spritzgusskomponente für den nachfolgenden Teilprozess zumindest provisorisch zu fixieren, bevor das Flächengebilde durch die stoffschlüssige Verbindung erster und zweiter Spritzgusskomponenten zwischen den Spritzgusskomponenten eingebettet und dementsprechend von diesen mechanisch fixiert wird.
Es kann hierbei insbesondere vorgesehen sein, dass die erste Spritzgusskomponente mit einzelnen Vertiefungen oder Vorsprüngen im Bereich der späteren Grenzfläche versehen ist, die ein passgenaues Fixieren des dementsprechend konfigurierten Flächengebildes ermöglichen. Beispielsweise kann das Flächengebilde mit einzelnen Löchern oder Ösen versehen sein, die positionsgenau zur Aufnahme von im Bereich der späteren Grenzfläche zu liegen kommenden Vorsprünge der ersten Spritzgusskomponente ausgebildet sind.
Alternativ hierzu ist denkbar, dass zum Beispiel die erste Spritzgusskomponente eine in Längsrichtung des Formteils verlaufende Vertiefung, etwa in Form einer Nut, aufweist, in welcher das Flächengebilde vor Durchführung des zweiten Teilspritzgussprozesses eingesetzt oder eingeklemmt werden kann. Durch eine, wenn auch nur provisorische Fixierung des Flächengebildes an der ersten Spritzgusskomponente kann in vorteilhafter Weise auf die Verwendung von Halteclipsen oder Halteklammern für das Flächengebilde verzichtet werden. Der Produktions- und Fertigungsaufwand kann insoweit reduziert werden.
Darüber hinaus ist auch nicht mehr zu befürchten, dass etwaige, mit dem Flächengebilde verbundene Halteclipse oder Halteklammern durch das in die Spritzgussform eingebrachte Spritzgussmaterial eine Positionsveränderung erfahren, der zu Folge das Flächengebilde zur Falten- oder Wellenbildung neigen würde. Folglich kann durch die unmittelbare Fixierung des Flächengebildes an der ersten Spritzgusskomponente auch der Produktionsausschuss bzw. die Ausschussrate des Herstellungsprozesses verringert werden, sodass Produktionskosten weiter gesenkt und die Qualität und Güte des Endprodukts weiter gesteigert werden können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung sind die erste und die zweite Spritzgusskomponente stoffschlüssig miteinander verbunden. Als erste und/oder zweite Spritzgusskomponente können ein und dasselbe, aber auch verschiedenartige Spritzgussmaterialien Verwendung finden. Da das die zweite Spritzgusskomponente bildende zweite Spritzgussmaterial unter vergleichsweise hohem Druck und bei vergleichsweise hoher Temperatur, bei welcher das Material zumindest fließfähig oder flüssig ist, in das Spritzgusswerkzeug eingespritzt wird, kann ein zumindest bereichsweises Aufschmelzen der mit der zweiten Spritzgusskomponente in Kontakt gelangenden Grenzfläche der ersten Spritzgusskomponente erfolgen, sodass sich die beiden Spritzgusskomponenten zur Bildung der Ummantelung stoff- und/oder materialschlüssig miteinander verbinden.
Gesonderte Verbindungsmittel oder Verbindungselemente sind hierfür nicht erforderlich. Nach einer weiteren Ausgestaltung weisen die erste und/oder die zweite Spritzgusskomponente einen thermoplastischen Kunststoff auf. Erste und zweite Spritzgusskomponente können hierbei unterschiedliche, aber auch identische Kunststoffmaterialien, wie zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen oder Polyamid sowie hieraus gebildete Kombinationen aufweisen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Formteil des Bügelelements als Metallprofilteil oder als Kunststoffprofilteil ausgebildet. Insbesondere der zweistufige Spritzgussprozess ermöglicht es nämlich, die während der beiden Spritzgussvorgänge vorherrschenden Temperaturen im Vergleich zu einem herkömmlichen einteiligen Spritzgussprozess zu reduzieren. Auf diese Art und Weise kann anstelle eines bisher üblichen Formteils aus Metall ein aus Kunststoff gefertigtes Formteil Verwendung finden.
So kann insbesondere während des ersten Teilprozesses über das mit dem Formteil in Kontakt stehende Spritzgusswerkzeug eine Art Kühlung des Kunststoffformteils erfolgen, sodass ein Aufschmelzen und eine dementsprechende Destabilisierung des Formteils während des ersten Spritzgussteilprozesses wirksam verhindert werden kann.
Durch Substitution eines Formteils aus Metall durch ein Kunststoffformteil können die Material-, Herstellungs- und Montagekosten sowie das Gewicht des Bügelelements weiter reduziert werden. Ferner kann ein aus Kunststoff gebildetes Formteil auch als Spritzgussbauteil ausgebildet sein, welches inhärent eine besonders hohe Maßhaltigkeit aufweist. Bei Verwendung eines Kunststoffformteils ist insbesondere vorgesehen, dass das Kunststoffformteil im Vergleich zu dem oder den die Ummantelung bildenden Kunststoffmaterial oder -materialien eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann ferner das Formteil von der ersten und/oder von der zweiten Spritzgusskomponente zumindest bereichsweise formschlüssig eingefasst sein. Es ist zum Beispiel denkbar, dass das Formteil als ein zumindest eine oder mehrere Hinterschneidungen aufweisendes Profilteil ausgebildet ist, welches bereits durch ein bereichsweises Umspritzen in Umfangsrichtung formschlüssig mit der ersten Spritzgusskomponente verbindbar ist. Auf diese Art und Weise kann trotz einer in Umfangsrichtung nur bereichsweise gebildeten Ummantelung eine verliersichere Befestigung der ersten Spritzgusskomponente am Formteil erfolgen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der Außenumfang des Formteils zumindest eine, bevorzugt mehrere Vertiefungen oder eine oder mehrere nach außen ragende Vorsprünge aufweisen, die der wechselseitigen Fixierung von Formteil und Ummantelung dienen können. Ist das Formteil beispielsweise als ein Profilteil mit einer in Profillängsrichtung unveränderlichen Querschnittsgeometrie ausgebildet, kann durch Ausbilden einzelner oder mehrerer Vorsprünge und Vertiefungen ein Formschluss mit der Ummantelung gebildet werden, welcher ein wechselseitiges Verschieben von Ummantelung und Formteil in Profillängsrichtung des Formteils effektiv verhindert.
Das Vorsehen einzelner oder mehrerer Vorsprünge, etwa in Form von Hinterschneidungen oder mit einer oder mehreren, sich etwa quer zum Profil erstreckender Nuten, kann eine wechselseitige Fixierung von Ummantelung und Formteil bezüglich der Profillängsrichtung des Formteils bewirken.
Nach einem weiteren Aspekt ist schließlich eine Luftleiteinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, welche ein Basisteil und einen Aussteller aufweist, wobei Basisteil und Aussteller, etwa mittels einer Feder schwenkbar zueinander gelagert sind. Eine Schenkelfeder, welche sich zwischen Basisteil und Aussteller erstreckt und welche ggf. Basisteil und Aussteller miteinander verbindet, kann hierbei zugleich als Scharnier zur schwenkbaren Lagerung des Ausstellers gegenüber dem Basisteil fungieren.
Des Weiteren weist die insbesondere als Windabweiser für ein Kraftfahrzeugschiebedach ausgestaltete Luftleiteinrichtung ein zwischen Aussteller und Basisteil spannbares flexibles Flächengebilde, etwa ein luftdurchlässiges Netz oder ein dementsprechendes Gewirke oder Gewebe auf. Das flexible Flächengebilde ist hierbei sowohl mit dem Aussteller als auch mit dem Basisteil verbunden. Geht zum Beispiel der Aussteller federbelastet in eine angehobene Gebrauchsstellung über, führt dies zu einem Aufspannen des Flächengebildes zur Beeinflussung der Luftströmung im Öffnungsbereich einer zum Beispiel ein Schiebedach bildenden Karosserieöffnung oder Karosserieaussparung.
Hierbei ist ferner vorgesehen, dass zumindest das Basisteil und/oder der Aussteller in Form eines zuvor beschriebenen Bügelelements ausgebildet ist. Zumindest das Basisteil oder der Aussteller ist hierbei als Bügelelement mit einem strukturverstärkenden Formteil und mit einer zumindest zwei Spritzgusskomponenten aufweisenden Ummantelung ausgebildet. Es ist aber auch denkbar und von Vorteil vorgesehen, dass beide, das Basisteil als auch der Aussteller, in Form eines zuvor beschriebenen Bügelelements ausgebildet sind.
Nach einem weiteren Aspekt ist die soeben beschriebene Luftleiteinrichtung als Windabweiser für eine Schiebedachanordnung eines Kraftfahrzeugs ausgebildet.
Daneben ist aber auch denkbar, dass die Luftleiteinrichtung zum Beispiel lediglich ein einziges Bügelelement aufweist, welches für sich genommen bereits ein luftdurchlässiges Flächengebilde aufspannt. Insoweit kann die zumindest ein zuvor beschriebenes Bügelelement und ein darin eingebettetes Flächengebilde aufweisende Luftleiteinrichtung auch in Form eines Windschotts ausgebildet sein. Das Bügelelement kann hierbei einen in Umfangsrichtung geschlossenen Rahmen aufweisen, welcher ein zum Beispiel als Netz ausgebildetes Flächengebilde dauerhaft aufspannt.
Verfahrenstechnisch ist nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass das Formteil durch einen zumindest bereichsweisen unmittelbaren Kontakt mit einer Spritzgussform zumindest zeitweise während eines ersten Spritzgussprozesses, in welchem die erste Spritzgusskomponente aufgebracht bzw. an das Formteil angespritzt wird, gekühlt wird. Auf diese Art und Weise wird insbesondere die Verwendung eines Kunststoffformteils anstelle eines Formteils aus Metall ermöglicht.
Es ist dabei insbesondere vorgesehen, dass die erste Spritzgusskomponente im Bereich einer ihrer an das Formteil heranragenden Grenzfläche mit zumindest einem von der jeweiligen Grenzfläche hervorstehenden Vorsprung oder mit zumindest einer in die Grenzfläche eingelassene Vertiefung versehen wird. Ein solcher Vorsprung und/oder eine solche Vertiefung können hierbei sowohl mehrfach und punktuell, aber auch in Form einer Leiste oder in Form einer Nut ausgebildet sein, welche sich in Längsrichtung des Formteils bzw. in Profillängsrichtung des Formteils erstrecken kann.
Derartige Erhöhungen oder Vertiefungen können insbesondere zur Fixierung des flexiblen Flächengebildes fungieren, welches nach erfolgtem ersten Spritzgussteilprozess an dem hierdurch gebildeten Zwischenprodukt bzw. Halbzeug für zumindest die Dauer des nachfolgenden zweiten Spritzgussprozesses zur Vervollständigung der Ummantelung fixierbar ist.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Merkmale, Ziele sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Hierbei bilden sämtliche im Text beschriebenen als auch in den Figuren lediglich bildlich dargestellten Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in jeglicher sinnvollen und technisch machbaren Kombination untereinander den Gegenstand der Erfindung. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer als Windabweiser ausgebildeten Luftleiteinrichtung mit angehobenem Aussteller,
2 einen Querschnitt durch den Aussteller entlang A-A gemäß 1,
3 eine perspektivische schematische Darstellung eines mit lediglich einer Spritzgusskomponente bereichsweise umspritzten Bügelelements,
4 das Bügelelement gemäß 3 nach erfolgtem zweiten Spritzgussteilprozess,
5 eine alternative Ausgestaltung eines Bügelelements mit einem Doppel-T-förmigen Formteil nach einem ersten Spritzgussteilprozess,
6 das Bügelelement gemäß 5 nach vollzogenem zweiten Spritzgussprozess,
7 eine Ausgestaltung eines Bügelelements mit einem Doppel-T-förmig ausgebildeten Formteil und einer zwei Spritzgusskomponenten aufweisenden Ummantelung,
8 einen Querschnitt durch ein Bügelelement mit einem Z-förmig im Querschnitt ausgebildeten Formteil,
9 ein Bügelelement mit einem im Querschnitt C-förmig ausgebildeten Formteil und
10 ein weiteres Bügelelement mit einem im Querschnitt T-förmig ausgebildeten Formteil,
11 einen Querschnitt durch ein weiteres Bügelelement mit Z-förmigen Formteil und einer asymmetrisch hierzu ausgebildeten Ummantelung,
12 ein Bügelelement mit einem C-förmigen Formteil und einer rechteckig ausgebildeten Ummantelung,
13 einen Querschnitt durch ein Bügelelement mit einem im Querschnitt T-förmig ausgebildeten Formteil und einer ovalen Ummantelung und
14 ein schematisches Flussdiagramm zur Skizzierung des zumindest zweistufigen Herstellungsverfahrens für das Bügelelement.
Detaillierte Beschreibung
Die 1 zeigt eine als Windabweiser ausgebildete Luftleiteinrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug, welche typischerweise in einem in Fahrtrichtung vorn liegenden Abschnitt einer karosserieseitig vorzusehenden Schiebedachöffnung anordenbar ist. Die Luftleiteinrichtung 10 weist ein Basisteil 12 und einen demgegenüber schwenkbar gelagerten Aussteller 14 auf. Aussteller 14 und Basisteil 12 sind ferner über ein sich zwischen Basisteil 12 und Aussteller 14 erstreckendes Flächengebilde 16 miteinander gekoppelt. Das Flächengebilde 16, welches typischerweise als flexibles luftdurchlässiges Netz, Vlies oder Gewirke ausgebildet sein kann, ist hierzu mit gegenüberliegenden Endabschnitten einerseits am Basisteil 12, andererseits am schwenkbar gelagerten Aussteller 14 befestigt.
Bei geschlossener Schiebedacheinrichtung des Kraftfahrzeugs geht der Aussteller 14 in eine abgesenkte Grundkonfiguration über, in welcher das flexible Flächengebilde 16 zusammengefaltet wird. Aussteller 14 und Basisteil 12 sind ferner über ein von einer Schenkelfeder gebildetes Gelenk 18 miteinander verbunden. Das Gelenk 18 erfüllt dabei eine Doppelfunktion. Zum einen verbindet es Basisteil 12 und Aussteller 14 miteinander. Zum anderen stellt es einen selbsttätig agierenden Aufstellmechanismus für den Aussteller 14 bereit.
Basisteil 12 und Aussteller 14 weisen nahezu identische Außengeometrien auf. Sowohl das Basisteil 12 als auch der Aussteller 14 weisen einen sich im Wesentlichen geradlinig oder längs erstreckenden, in Einbaulage in etwa mit der Fahrzeugquerrichtung (y) zusammenfallenden Mittelabschnitt 12a, 14a auf, der an seinen gegenüberliegenden Enden über einen nicht näher gekennzeichneten Krümmungsabschnitt in einen seitlichen Schenkelabschnitt 14b, 14c bzw. 12b, 12c übergeht. Die beiden Schenkelabschnitte 12b, 12c erstrecken sich in etwa rechtwinklig oder senkrecht zur Längserstreckung des dazwischen befindlichen Mittelabschnitts 12a. Selbiges trifft auch für die geometrische Ausgestaltung des Ausstellers 14, seines Mittelabschnitts 14a sowie seiner beiden gegenüberliegenden und zueinander parallel ausgerichteten Schenkelabschnitte 14b, 14c zu.
Basisteil 12 und Aussteller 14 bilden insoweit jeweils ein Bügelelement mit einer in etwa U-förmig ausgebildeten Grundgeometrie.
In 2 ist beispielhaft der Querschnitt durch den Mittelabschnitt 14a des als Aussteller ausgebildeten Bügelelements 14 skizziert. Das Bügelelement 14 weist ein strukturverstärkendes Formteil 20 auf, welches typischerweise in Form eines Metalldrahts oder Metallprofils ausgebildet sein kann. Das Formteil 20 verleiht dem Bügelelement 14 die für seine Funktion erforderliche Eigensteifigkeit und mechanische Stabilität. Das Formteil 20 ist ferner mit einer Ummantelung 26 versehen, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel in etwa quadratisch oder rechteckig mit abgerundeten Kanten ausgebildet ist.
Die Ummantelung 26 ist hierbei in zwei komplementär zueinander oder korrespondierend zueinander ausgebildete Spritzgusskomponenten 22, 24 unterteilt. Herstellungstechnisch ist hierbei vorgesehen, dass, wie in 3 dargestellt, das Formteil 20 in einem ersten Spritzgussteilprozess lediglich mit der ersten Spritzgusskomponente 22 versehen wird. Da die erste Spritzgusskomponente 22 den Außenumfang 21 des Formteils 20 in Umfangsrichtung betrachtet, nur partiell umschließt, kann jener freibleibende Außenumfangsabschnitt des Formteils 20 passgenau in einem Spritzgusswerkzeug fixiert werden.
In einem nachfolgenden Spritzgussteilprozess wird sodann das in 3 skizzierte Zwischenprodukt oder Halbzeug zur Vervollständigung der Ummantelung 26 mit einer zweiten Spritzgusskomponente 24 versehen, sodass die von erster und zweiter Spritzgusskomponente 22, 24 gebildete Ummantelung 26 den Außenumfang 21 des Formteils 20 vollständig umschließt und einfasst.
Durch diesen zweistufigen Herstellungsprozess kann die Maßhaltigkeit des Bügelelements verbessert werden. Ferner ist fortan eine provisorische Fixierung des Flächengebildes 16 am Formteil, etwa unter Zuhilfenahme von Clipsen oder Klammern, nicht mehr erforderlich. So kann nämlich insbesondere vorgesehen werden, eine an den Außenumfang 21 des Formteils 20 heranragende Grenzfläche 28, 30 der ersten Spritzgusskomponente 22 mit einer oder mit mehreren Vorsprüngen oder Vertiefungen zu versehen, die zur Fixierung eines korrespondierend hierzu ausgebildeten Flächengebildes 16 fungieren können.
Das in 3 exemplarisch dargestellte Zwischenprodukt kann zum Beispiel in eine zur Bildung der zweiten Spritzgusskomponente 24 vorgesehene Spritzgussform eingelegt werden. Die an zumindest einer Grenzfläche 28, 30 der ersten Spritzgusskomponente 22 vorgesehenen Vorsprünge oder Vertiefungen können alsdann zur positionsgenauen Fixierung des flexiblen Flächengebildes 16 am Zwischenprodukt Verwendung finden. Nach vollzogenem zweiten Spritzgussvorgang, im Zuge dessen die mit der ersten Spritzgusskomponente 22 komplementär ausgebildete Spritzgusskomponente 24 gebildet und stoff- oder materialschlüssig mit der ersten Spritzgusskomponente 22 verbunden wird, ist das im Bereich der Grenzfläche 28 oder 30 angeordnete Flächengebilde schließlich zwischen erster und zweiter Spritzgusskomponente 22, 24 positionsgenau eingebettet.
Zur wechselseitigen Lagefixierung von Ummantelung 26 und Formteil 20 in Längsrichtung des Formteils 20 kann vorgesehen werden, das Formteil 20 mit zumindest einer oder mit mehreren, in Längsrichtung des Formteils 20 voneinander beabstandeten Vorsprüngen oder Vertiefungen zu versehen, die mit der Ummantelung 26 eine Art Formschluss bildende Haltestruktur formen.
Die Darstellungen gemäß der 5 und 6 entsprechen im Wesentlichen dem anhand der 3 und 4 bereits erläuterten Herstellungsprozess. Hierbei ist jedoch ein zuvor etwa im Querschnitt kreisförmig ausgebildetes Formteil 20 von einem Doppel-T-förmig ausgebildeten Formteil 40 ersetzt, welches in gleicher Art und Weise von zwei komplementär bzw. korrespondierend miteinander ausgebildeten Spritzgusskomponenten 22, 24 umspritzt wird. Die Spritzgusskomponenten 22, 24 weisen hierbei eine im Querschnitt etwa dreieckige Gestalt auf, sodass auch die gesamte Ummantelung 26 eine im Querschnitt etwa dreieckige Form erhält.
In der Abfolge der 7 bis 10 sind weitere denkbare Querschnittsgeometrien unterschiedlicher Bügelelemente 12, 14 exemplarisch dargestellt. 7 zeigt zum Beispiel ein Doppel-T-förmig ausgebildetes Formteil 40, welches von zwei in etwa symmetrisch ausgebildeten Spritzgusskomponenten 22, 24 zur Bildung einer das Formteil 40 vollständig einfassenden Ummantelung 26 umschlossen ist.
Das Bügelelement gemäß der 8 weist ein im Querschnitt etwa Z-förmiges Formteil 50 auf, welches gleichermaßen von einer im vorliegenden Querschnitt linken Spritzgusskomponente 24 und einer rechten Spritzgusskomponente 22 unter Bildung einer das Formteil 50 vollständig umschließenden Ummantelung 26 jeweils teilweise umspritzt ist.
Die Ausgestaltung gemäß 9 zeigt im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß der 8 eine unsymmetrische Aufteilung der Spritzgusskomponenten 22, 24, welche ein im Querschnitt etwa C-förmiges Formteil 60 umschließen.
10 zeigt schließlich den Querschnitt eines Bügelelements mit einem T-förmigen Formteil 70, welches in gleicher Art und Weise wie auch bereits das Doppel-T-förmige Formteil 40 von zwei komplementär zueinander ausgebildeten Spritzgusskomponenten 22, 24 eingebettet bzw. umschlossen ist.
Die Ausführungsbeispiele gemäß der 7 bis 10 zeigen unterschiedlichste Ausgestaltungen diverser Formteile 40, 50, 60, 70, die jedoch durch entsprechende Anpassung der jeweiligen ersten und zweiten Spritzgusskomponente 22, 24 letztlich eine stets gleichbleibende Außenkontur aufweisen. Durch geeignete Wahl und Variation eines Formteils 40, 50, 60, 70 können die mechanischen und kinematischen Eigenschaften, insbesondere die Eigensteifigkeit des jeweiligen Bügelelements 12, 14 ohne wesentliche äußere Formänderung nahezu beliebig modifiziert werden.
Im Unterschied hierzu zeigen die Ausführungsbeispiele gemäß der 11 bis 13, dass unter Verwendung unterschiedlicher Formteile 50, 60, 70 auch unterschiedliche Außenkonturen des jeweiligen Bügelelements 12, 14 geschaffen werden können. So ist in 11 beispielsweise ein Z-förmig ausgebildetes Formteil 50 mit einer im Querschnitt annähernd tropfenförmigen Ummantelung 26 versehen, während in 12 ein im Querschnitt etwa C-förmig ausgebildetes Formteil mit einer von zwei Spritzgusskomponenten 22, 24 gebildeten in etwa rechteckigen Ummantelung 26 versehen ist. 13 zeigt schließlich ein Bügelelement 12, 14 mit einem T-förmigen Formteil 70, welches in zwei komplementäre Spritzgusskomponenten 22, 24 eingebettet ist, die zusammen eine ovale Ummantelung 26 bilden.
In 14 ist schließlich das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren anhand eines Flussdiagramms schematisch dargestellt. In einem ersten Schritt 100 ist demgemäß das Einlegen eines vorgefertigten Formteils in eine Spritzgussform vorgesehen. In einem nachfolgendem Verfahrensschritt 102 wird jenes in die Form eingelegte und ggf. durch die Form in eine vorgegebene geometrische Form gebrachtes Formteil mit einer ersten Spritzgusskomponente versehen, welche den Außenumfang des Formteils lediglich abschnittsweise bzw. bereichsweise umschließt.
Im nachfolgenden Schritt 104 wird das auf diese Art und Weise gebildete Zwischenprodukt in eine weitere, auf das Zwischenprodukt abgestimmte Spritzgussform eingelegt, bevor in einem abschließenden Verfahrensschritt 106 das Zwischenprodukt mit der zweiten Spritzgusskomponente versehen wird, sodass das Formteil in Umfangsrichtung vollständig von einer zumindest zwei Spritzgusskomponenten aufweisenden Ummantelung umschlossen ist.
Zwischen den beiden Verfahrensschritten 104, 106 kann ferner ein flexibles Flächengebilde in eine entsprechende Spritzgussform eingelegt werden, welches insbesondere an einer an den Außenumfang des Formteils angrenzenden Grenzfläche der ersten Spritzgusskomponente fixierbar und durch Bildung der zweiten Spritzgusskomponente in der hierdurch gebildeten Ummantelung eingebettet ist.
Bezugszeichenliste

10: Luftleiteinrichtung
12: Basisteil
14: Aussteller
16: Flächengebilde
18: Gelenk
20: Formteil
21: Außenumfang
22: Spritzgusskomponente
24: Spritzgusskomponente
26: Ummantelung
28: Grenzfläche
30: Grenzfläche
31: Außenumfang
40: Formteil
50: Formteil
60: Formteil
70: Formteil

Claims

Bügelelement einer Luftleiteinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem strukturverstärkenden Formteil (20; 40; 50; 60; 70), welches zumindest abschnittsweise von einer zumindest zwei Spritzgusskomponenten (22, 24) aufweisenden Ummantelung (26) umschlossen ist.
Bügelelement nach Anspruch 1, wobei eine erste als auch eine zweite Spritzgusskomponente (22, 24) einen Außenumfang (21) des Formteils (20; 40; 50; 60; 70) jeweils nur partiell umschließen.
Bügelelement nach Anspruch 2, wobei die erste und die zweite Spritzgusskomponente (22, 24) über zwei miteinander korrespondierende Grenzflächen (28, 30) miteinander verbunden sind, die sich jeweils bis an den Außenumfang (21) des Formteils (20; 40; 50; 60; 70) erstrecken.
Bügelelement nach einem Anspruch 3, wobei sich die Grenzflächen (28, 30) vom Außenumfang (21) des Formteils (20; 40; 50; 60; 70) bis zu einem Außenumfang (31) der Ummantelung (26) erstrecken.
Bügelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, wobei im Bereich zumindest einer Grenzfläche (28, 30), ein aus der Ummantelung (26) heraus ragendes flexibles Flächengebilde (16) zwischen der ersten und der zweiten Spritzgusskomponente (22, 24) eingebettet ist.
Bügelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, wobei die erste und die zweite Spritzgusskomponente (22, 24) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Bügelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, wobei die erste und/oder die zweite Spritzgusskomponente (22, 24) einen thermoplastischen Kunststoff aufweisen.
Bügelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Formteil (20; 40; 50; 60; 70) aus Metall oder aus Kunststoff ausgebildet ist.
Bügelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 8, wobei das Formteil (20; 40; 50; 60; 70) von der ersten oder zweiten Spritzgusskomponente (22, 24) zumindest bereichsweise formschlüssig eingefasst ist.
Bügelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Außenumfang (21) des Formteils (20; 40; 50; 60; 70) zumindest eine Vertiefung, eine Nut, einen nach außen ragenden Vorsprung oder eine Hinterschneidung zur wechselseitigen Fixierung von Formteil (20; 40; 50; 60; 70) und Ummantelung (26) aufweist.
Luftleiteinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Basisteil (12), mit einem gegenüber dem Basisteil (12) schwenkbar gelagerten Aussteller (14) und mit einem zwischen Aussteller (14) und Basisteil (12) spannbaren flexiblen Flächengebilde (16), wobei zumindest das Basisteil (12) und/oder der Aussteller (14) als Bügelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Luftleiteinrichtung nach Anspruch 11, welche als Windabweiser für eine Schiebedachanordnung eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Bügelelements nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, mit den Schritten: – Einlegen eines Formteils (20; 40; 50; 60; 70) in eine Spritzgussform und abschnitts- oder bereichsweises Umspritzen des Außenumfangs (21) des Formteils (20; 40; 50; 60; 70) mit einer ersten Spritzgusskomponente (22), – Einlegen des bereichsweise mit der ersten Spritzgusskomponente (20; 40; 50; 60; 70) umspritzten Formteils (20; 40; 50; 60; 70) in eine weitere Spritzgussform und Umspritzen des verbleibenden Außenumfangs (21) des Formteils (20) mit einer zweiten Spritzgusskomponente (24) zur Bildung einer Ummantelung (26) des Formteils (20; 40; 50; 60; 70).
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Formteil (20; 40; 50; 60; 70) durch unmittelbaren Kontakt mit der Spritzgussform zumindest zeitweise während eines ersten Spritzgussprozesses und während des Aufbringens der ersten Spritzgusskomponente (22) gekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 oder 14, wobei die erste Spritzgusskomponente (22) im Bereich einer an das Formteil (20; 40; 50; 60; 70) angrenzenden Grenzfläche (28, 30) mit zumindest einem Vorsprung und/oder mit zumindest einer Vertiefung zur Fixierung eines Flächengebildes (16) versehen wird.