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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ölwannenanordnung mit einer strukturellen Verstärkungskomponente und ein Verfahren zum Fertigen derselben.
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HINTERGRUND
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Autos und Kraftfahrzeuge erfahren verschiedene Lärm-, Vibrations- und Rauigkeits(NVH, vom engl. noise, vibration and harshness)-Eigenschaften einschließlich, aber nicht beschränkt auf, das Biegen des Antriebsstrangs bzw. der Motor-Getriebeeinheit (engl. ”powertrain bending”). Eine Art und Weise, wie das Biegen der Motor-Getriebeeinheit verringert werden kann, ist die strukturelle Verstärkung des Fahrzeuges, insbesondere seiner Teile. Ein solcher Teil ist die Ölwanne, die an dem unteren Ende des Motorblocks und an dem Getriebegehäuse fixiert ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist eine verstärkte Ölwannenanordnung vorgesehen. Die Ölwannenanordnung umfasst zumindest eine Verstärkungskomponente und eine Überspritzungskomponente, die über ein Spritzgussverfahren unter Verwendung einer Standard-Ölwannenform kombiniert werden. Die zumindest eine Verstärkungskomponente umfasst zumindest eine Rückwand und zumindest zwei Seitenwände, welche ausgestaltet sind, um in die Ölwanne zu passen. In der einfachsten Form der Verstärkungskomponente können die Wände flache Flächen sein. In anderen Ausführungsformen kann zumindest ein Abschnitt zumindest einer der Wände gewellt sein, um Rippen zu bilden, und/oder Vorsprünge oder Buckel aufzuweisen, um die Bindung zwischen der Verstärkungskomponente und der Überspritzungskomponente zu verbessern. In ähnlicher Weise kann in anderen Ausführungsformen zumindest eine der Wände Durchbrechungen umfassen, durch die das Material während des Spritzgießprozesses fließen kann, um die Bindung zu verbessern. In anderen Ausführungsformen können die Wände sowohl Rippen als auch Durchbrechungen umfassen. Die Verstärkungskomponente stellt strukturelle Steifigkeit für die Ölwannen bereit, um solche NVH-Eigenschaften wie z. B. das Biegen der Motor-Getriebeeinheit zu verringern.
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Es ist auch ein Verfahren zum Fertigen einer verstärkten Ölwannenanordnung vorgesehen. Das Verfahren umfasst, dass zuerst eine Verstärkungskomponente gemäß einer beliebigen der oben beschriebenen Ausführungsformen gebildet wird. Dies kann beinhalten, dass die gesamte, ungeformte Form der Verstärkungskomponente aus einer Materialbahn geschnitten wird und diese entsprechend gebogen wird, um die Endausgestaltung zu bilden, die von der Form der Ölwanne abhängig sein kann. Danach wird die Verstärkungskomponente an einer geeigneten Stelle in der Form positioniert. Diese Schritte können so oft wiederholt werden, wie Verstärkungskomponenten für eine gegebene Ölwannenanordnung erwünscht sind. Zuletzt wird ein Material in die Form eingespritzt, um die Überspritzungskomponente zu bilden, wobei die Verstärkungskomponente zumindest teilweise in der Überspritzungskomponente eingebettet ist.
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Es ist auch ein struktureller Einsatz zum Verstärken einer Ölwanne vorgesehen. Der strukturelle Einsatz ist der Verstärkungskomponente der obigen Ausführungsformen ähnlich. Der strukturelle Einsatz wird in einem Spritzgießprozess mit einer Überspritzung der Ölwanne verbunden, sodass der strukturelle Einsatzzumindest teilweise in der Überspritzung eingebettet ist, um dadurch eine strukturelle Verstärkung für die Ölwanne bereitzustellen. Der strukturelle Einsatz umfasst zumindest eine Rückwand und zumindest zwei Seitenwände. Zumindest ein Abschnitt zumindest einer der Wände ist gewellt, um Rippen zu bilden, um die Bindung zwischen dem strukturellen Einsatz und der Überspritzung zu verbessern.
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Die oben stehenden Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einiger der besten Arten und anderer Ausführungsformen, die Erfindung auszuführen, wie allein durch die angefügten Ansprüchen definiert, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ohne weiteres verständlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische, fragmentarische, perspektivische Darstellung einer verstärkten Ölwannenanordnung, wobei Teilabschnitte aufgeschnitten sind, um eine Verstärkungskomponente, die in einer Überspritzungskomponente eingebettet ist, freizulegen;
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2 ist eine schematische, perspektivische Darstellung der Verstärkungskomponente der Ölwannenanordnung von 1;
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3 ist ein schematischer vertikaler Schnitt einer Wand der Verstärkungskomponente von 2;
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4 ist eine schematische Draufsicht der Verstärkungskomponente von 2 in einem nicht zusammengebauten Zustand;
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5 ist eine schematische, perspektivische Darstellung einer Verstärkungskomponente gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine schematische Draufsicht der Verstärkungskomponente von 5 in einem nicht zusammengebauten Zustand; und
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7 ist ein schematisches Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Fertigen der Ölwannenanordnung von 1 illustriert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Fachleute auf dem technischen Gebiet werden erkennen, dass Ausdrücke wie „oberhalb”, „unterhalb”, „nach oben”, „nach unten” etc. beschreibend für die Fig. verwendet werden und keine Einschränkungen des Schutzumfanges der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, darstellen. Jegliche numerische Bezeichnungen wie z. B. „erste/r/s” oder „zweite/r/s” sind rein illustrativ und sollen den Schutzumfang der Erfindung in keiner Weise einschränken.
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Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern wann immer möglich, in den verschiedenen Fig. durchweg gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, ist in 1 eine schematische, fragmentarische, perspektivische Darstellung einer verstärkten Ölwannenanordnung 10 gezeigt. Die Ölwannenanordnung 10 umfasst eine Überspritzungskomponente 12 und eine Verstärkungskomponente 14, die durch einen Spritzgießprozess unter Verwendung einer Standard-Ölwannenform kombiniert sind. Die Verstärkungskomponente 14 ist in 2 abgebildet und hierin nachfolgend im Detail beschrieben. Die Verstärkungskomponente 14 ist allgemein zumindest teilweise in der Überspritzungskomponente 12 eingebettet. Teilabschnitte der Überspritzungskomponente 12 sind in 1 aufgeschnitten, um Abschnitte der Verstärkungskomponente 14 freizulegen.
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Während 1 eine Ölwannenanordnung zeigt, sollte einzusehen sein, dass die vorliegende Erfindung auf jedes Spritzgussteil, insbesondere solche, die in Fahrzeugen anzutreffen sind, angewendet werden kann. Außerdem können Ölwannen in verschiedenen Formen, Größen und Ausgestaltungen zustandekommen, wie z. B., wenn sie für verschiedene Fahrzeugtypen verwendet werden. Deshalb kann die Form, Größe und Ausgestaltung der Überspritzungskomponente 12 und danach die Verstärkungskomponente 14 für verschiedene Ölwannen oder andere Spritzgussteile variieren.
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Bezug nehmend auf 2 weist die Verstärkungskomponente 14 zwei Seitenwände 16 und eine Rückwand 18 auf, wobei jede Wand eine innere Fläche, die dem Inneren der Ölwannenanordnung 10 zugewandt ist, und eine äußere Fläche aufweist, die dem Äußeren der Ölwannenanordnung 10 zugewandt ist. Während drei Wände gezeigt sind, sollte einzusehen sein, dass eine beliebige Anzahl von Wänden einschließlich nur einer oder mehr als für verschiedene Ölwannen oder andere Spritzgussteile, wie oben erklärt, geeignet in Erwägung gezogen werden. Die Seitenwände 16 sind unter im Wesentlichen rechten Winkeln mit der Rückwand 18 verbunden. Die Wände können jedoch unter jedem beliebigen Winkel gebildet sein, um für die/das spezielle Ölwanne oder andere Spritzgussteil passend zu sein. Die an dem Verbindungspunkt der Wände gebildeten Ecken können ausgerundet, nicht ausgerundet oder angefast sein. In einer anderen Ausführungsform können die Seitenwände 16 und die Rückwand 18 separate Komponenten sein, wobei diese nicht miteinander zusammenwirken, um Ecken zu bilden.
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Die Seitenwände 16 sind allgemein von dreieckiger Form, um Anschlussblechen zu ähneln und in einer ähnlichen Weise eine strukturelle Verstärkung an die Ölwannenanordnung 10 bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen können die Seitenwände 16 einer beliebigen anderen geometrischen Form, einschließlich einem Rechteck, einem Trapez und dergleichen, aber nicht darauf beschränkt, ähneln. Die Seitenwände 16 können alternativ gerundet sein oder eine unregelmäßige Form oder Kontur aufweisen.
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Die Seitenwände 16 und die Rückwand 18 können gewellt sein, wobei sie Rippen 20 auf sowohl den inneren als auch den äußeren Flächen in einer wellenartigen Ausgestaltung bilden, wie durch den vertikalen Schnitt der Rückwand 18 in 3 illustriert. Die Rippen 20 sind allgemein von einheitlicher Größe mit einer Höhe, die zwischen 2 mm und 25 mm betragen kann. Die Höhe und die Breite jeder Rippe 20 können voneinander variieren. Die Rippen 20 können im Wesentlichen parallel in Bezug aufeinander stehen. Wenn die Seitenwände 16 von dreieckiger Form sind, können die Rippen 20 im Wesentlichen parallel zu der geneigten Kante stehen. Es sollte einzusehen sein, dass jede Variante von Größe, Form und Wellungen der Rippen 20 ausreichend ist, um die Bindung zwischen der Überspritzungskomponente 12 und der Verstärkungskomponente 14 zu verbessern. In einer Ausführungsform können die Rippen 20 z. B. Rücken ähneln, um ein zieharmonikaartiges Muster anstelle eines wellenartigen Musters zu bilden. In einer anderen Ausführungsform können anstelle der oder zusätzlich zu den gewellten Flächen die Seitenwände 16 und die Rückwand 18 Vorsprünge oder Buckel aufweisen, welche über die gesamte innere Fläche und/oder die äußere Fläche verteilt sind. In einigen Ausführungsformen können die Rippen 20 nur auf der inneren Fläche oder nur auf der äußeren Fläche jeder Wand vorhanden sein. Auch können die Rippen 20 eine ganze Fläche jeder Wand oder nur Abschnitte einer Fläche jeder Wand bedecken.
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Die Seitenwände 16 können ferner Durchbrechungen 22 aufweisen. Während des Spritzgießprozesses fließt das Material der Überspritzungskomponente 12, welches in die Ölwannenform eingespritzt wird, durch die Durchbrechungen 22 hindurch, um die Bindung zwischen der Überspritzungskomponente 12 und der Verstärkungskomponente 14 weiter zu verbessern. Während in jeder Seitenwand 16 drei Durchbrechungen 22 gezeigt sind, sollte einzusehen sein, dass eine beliebige Anzahl von Durchbrechungen in den Seitenwänden 16 vorhanden sein kann. Außerdem kann auch die Rückwand 18 eine beliebige Anzahl von Durchbrechungen 22 aufweisen. Der Durchmesser der Durchbrechungen 22 kann zwischen 2 mm und 25 mm liegen. Fachleute auf dem Gebiet werden jedoch einsehen, dass die Größe, Menge und der Ort der Durchbrechungen 22 optimiert sein sollte, um die zusätzlichen Bindungsvorteile und den Verlust struktureller Steifigkeit der Verstärkungskomponente 14 infolge der Durchbrechungen 22 ausgewogen zu halten.
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Das Material der Verstärkungskomponente 14 kann ein Verbundstoff aus geschichteten Bahnen sein, z. B. eine Matrix einer geschichteten Faser einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Kohlefaser, Hanffaser und dergleichen, die in einem separaten Überspritzungsprozess separat von der vorliegenden Erfindung mit einem Grundpolymer überspritzt wird. In anderen Ausführungsformen kann das Material ein metallischer Stoff einschließlich, aber nicht beschränkt auf, ein Metallblech, ein Schaummetall und dergleichen sein.
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Bezug nehmend auf 4 ist die Verstärkungskomponente 14 in einem nicht zusammengebauten oder ungeformten Zustand gezeigt. Wie in 7 gezeigt und in dem Verfahren 200 hierin nachfolgend beschrieben, kann die Verstärkungskomponente 14 in ihrem nicht zusammengebauten oder ungeformten Zustand ein Schnitt von einer Materialbahn sein. Das resultierende Stück kann dann gebogen werden, um die Endausgestaltung der Verstärkungskomponente 14 zu bilden. Die Stellen, an denen das geschnittene Stück gebogen werden sollte, sind in 4 durch Strichlinien angezeigt.
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Bezug nehmend auf 5 ist eine Verstärkungskomponente 30 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Verstärkungskomponente 30 weist mehrere Seitenwände 32 und Rückwände 34 auf, die alle verbunden sind, wie in ihrem nicht zusammengebauten oder ungeformten Zustand in 6 gezeigt, wobei Strichlinien wieder für Stellen stehen, an denen die nicht zusammengebaute oder ungeformte Verstärkungskomponente 30 gebogen werden sollte, um ihre Endausgestaltung zu bilden. Zur einfacheren Bezugnahme ist die Verstärkungskomponente 30 ohne jegliche Rippen oder Durchbrechungen gezeigt. Es sollte jedoch einzusehen sein, dass die Verstärkungskomponente 30 die gleichen Merkmale umfassen kann, wie die oben beschriebene Verstärkungskomponente 14.
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Als eine Alternative zu der Verstärkungskomponente 30 kann die Ölwannenanordnung 10 stattdessen mehrere Verstärkungskomponenten 14 zur Anwendung bringen, die von dem Inneren der Ölwannenanordnung 10 zu dem Äußeren gestapelt sind. Die Abmessungen werden derart sein müssen, dass die Wände jeder der Verstärkungskomponenten 14 einander nicht stören und das Überspritzungsmaterial in der Lage sein wird, zwischen den Wänden der Verstärkungskomponenten 14 zu fließen. Die Ölwannenanordnung 10 kann so viele Verstärkungskomponenten 14 zur Anwendung bringen, die in die Überspritzungskomponente 12 passen können, ohne die Integrität der gesamten Ölwannenanordnung 10 zu beeinträchtigen.
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Bezug nehmend auf 7 ist ein Verfahren 200 zum Fertigen der verstärkten Ölwannenanordnung 10 in einem Flussdiagramm abgebildet. Wiederum sollte einzusehen sein, dass, während das Verfahren 200 angewendet wird, um eine Ölwanne zu fertigen, das Verfahren 200 auf verschiedene Spritzgussteile angewendet werden kann.
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Das Verfahren 200 beginnt mit Schritt 202, bei dem die Verstärkungskomponente 14 in ihrem ungeformten Zustand, wie in 4 gezeigt, aus einer Materialbahn geschnitten wird. Wie oben erklärt, kann das Material ein Verbundstoff aus geschichteten Bahnen sein, z. B. eine Matrix einer geschichteten Faser einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Kohlefaser, Hanffaser und dergleichen, die mit einem Grundpolymer überspritzt wird. In anderen Ausführungsformen kann das Material ein metallischer Stoff einschließlich, aber nicht beschränkt auf, ein Metallblech, ein Schaummetall und dergleichen sein. Des Weiteren kann die Materialbahn gewellt sein, um Rippen 20 auf der inneren Fläche und/oder der äußeren Fläche zu bilden.
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In Ausführungsformen, in denen die Verstärkungskomponente 14 Durchbrechungen 22 aufweist, können die Durchbrechungen 22 entweder bevor oder nachdem die Verstärkungskomponente 14 in Schritt 202 aus der Materialbahn geschnitten wurde, geschnitten oder gestanzt werden.
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Nach Schritt 202 schreitet das Verfahren 200 zu Schritt 204 weiter, bei dem die Verstärkungskomponente 14 in ihrem ungeformten Zustand gefaltet wird, um ihre Endausgestaltung zu bilden.
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Nach Schritt 204 schreitet das Verfahren 200 zu Schritt 206 weiter, bei dem die Verstärkungskomponente 14 in einer Form der Ölwanne für den Spritzgießprozess angeordnet wird. Die Schritte 202 bis Schritt 206 können so oft wiederholt werden, wie erwünschte Verstärkungskomponenten 14 vorhanden sind.
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Nach Schritt 206 schreitet das Verfahren 200 zu Schritt 208 weiter, bei dem das Material der Überspritzungskomponente 12 in die Ölwannenform eingespritzt wird. Durch diesen Prozess wird die Verstärkungskomponente 14 zumindest teilweise in der Überspritzungskomponente 12 eingebettet.
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Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Fig. stützen und beschreiben die Erfindung, aber der Schutzumfang der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Arten und andere Ausführungsformen, um die beanspruchte Erfindung auszuführen, im Detail beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen, um die in den beigefügten Ansprüchen definierte Erfindung praktisch anzuwenden.
