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Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugbauteils, insbesondere eines aerodynamisch wirksamen und/oder beweglichen Fahrzeugbauteils.
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Derartige Fahrzeugbauteile und Verfahren zur Herstellung solcher Fahrzeugbauteile sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die Druckschrift
US 2011 0163572 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Spoilers für ein Fahrzeug, wobei eine Strebe mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellt wird und anschließend ein Hohlkörper mittels eines Blasformverfahrens hergestellt wird, wobei der Hohlkörper den Stützpfeiler fixiert.
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Aus der Druckschrift
US 2002 0011742 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugspoilers bekannt, wobei mehrere Verstärkungselemente in einer Form positioniert werden und anschließend der Spoiler durch ein Blasformverfahren hergestellt wird, wobei das Rohmaterial für den Spoiler in die Hohlräume der Verstärkungselemente gespritzt wird.
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Aus der Druckschrift
US 7252324 B1 ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugspoilers bekannt, wobei ein Verstärkungselement mit Löchern in eine Form gelegt wird und aus einem Vorformling mittels eines Blasformverfahrens ein Spoiler hergestellt wird.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren sind aufwendig, teuer und schränken die Formgebung des Fahrzeugbauteils ein. Zudem erfüllen die derart hergestellten Fahrzeugbauteile nicht immer die hohen Anforderungen an die Festigkeit bzw. Steifigkeit, die gerade an aerodynamisch wirksame und/oder bewegliche Fahrzeugbauteile gestellt werden.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugbauteils, insbesondere eines aerodynamisch wirksamen und/oder beweglichen Fahrzeugbauteils, gemäß der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem ein Fahrzeugbauteil mit einer Vielzahl von möglichen Geometrien mit geringeren Kosten und gleichzeitig hoher Steifigkeit bzw. Festigkeit in einfacher Weise hergestellt werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugbauteils, insbesondere eines aerodynamisch wirksamen und/oder beweglichen Fahrzeugbauteils, wobei in einem ersten Verfahrensschritt ein im Wesentlichen flächiges erstes Element mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellt wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt ein zweites Element mittels eines Blasformverfahrens hergestellt wird, wobei das erste Element und das zweite Element während des zweiten Verfahrensschrittes miteinander verbunden werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass ein Fahrzeugbauteil mit einer Vielzahl möglicher Geometrien in einfacher Weise mittels zweier bekannter Herstellungsverfahren in wenigen Schritten herstellbar ist. Zudem zeichnet sich ein gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Fahrzeugbauteil durch eine besonders hohe Steifigkeit bzw. Festigkeit aus. Da bereits vorhandene Maschinen bzw. Anlagen und/oder Werkzeuge verwendet werden können, sind die Investitionskosten für ein gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitendes System gering.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
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Als Spritzgießverfahren für den ersten Verfahrensschritt kommt jedes bekannte Spritzgießverfahren in Frage, vorzugsweise jedoch ein Mehrkomponenten-Spritzgießen und/oder ein Pulverspritzgießen. Insbesondere umfassen die möglichen Spritzgießverfahren jedoch nicht ein Blasformverfahren wie es in dem zweiten Verfahrensschritt Verwendung findet.
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Als Blasformverfahren für den zweiten Verfahrensschritt kommt jedes bekannte Blasformverfahren in Frage, vorzugsweise jedoch ein Extrusionsblasformen und/oder ein Spritzstreckblasen.
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In dem ersten Verfahrensschritt wird nun erfindungsgemäß zunächst ein erstes flächiges Element hergestellt. Dabei meint ein flächiges Element insbesondere, dass das Element eine Haupterstreckungsebene aufweist. Diese Haupterstreckungsebene kann geradlinig oder gekrümmt verlaufen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Element wenigstens eine Grundplatte und/oder eine Schale ist. Der Fachmann versteht, dass eine Grundplatte und/oder eine Schale insbesondere eine geringe Dicke im Verhältnis zur Erstreckung entlang der Haupterstreckungsrichtung aufweist. Das erste Element weist insbesondere auf einer dem zweiten Element abgewandten Seite Befestigungsmittel zur Befestigung an einem Fahrzeug auf. Besonders bevorzug wird das erste Element aus einem festeren bzw. steiferen Material gefertigt als das zweite Element. Ganz besonders bevorzugt ist das erste Element ununterbrochen vorgesehen. Hierdurch ist das erste Element vorteilhafterweise besonders stabil. Alternativ kann das erste Element Durchbrechungen oder Aushöhlungen aufweisen, wodurch in vorteilhafter Weise das Gewicht des ersten Elements verringert werden kann.
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Eine Schale ist vorzugsweise konvex gebogen, wodurch eine möglichst aerodynamische Form des Fahrzeugbauteils erzielt wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Element und das zweite Element stoff- und/oder kraftschlüssig, insbesondere unlösbar, miteinander verbunden werden. Hierdurch wird ein besonders festes und stabiles Fahrzeugbauteil erzielt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Verfahrensschritt und der zweite Verfahrensschritt in einem (identischen) Werkzeug durchgeführt werden. Das Werkzeug bildet dabei insbesondere eine Negativform des Fahrzeugbauteils. Hierdurch ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, das Fahrzeugbauteil in einem einzigen Werkzeug herzustellen. Besonders bevorzugt ist wenigstens ein Teil des Werkzeugs in dem ersten und zweiten Verfahrensschritt gleich. So ist es beispielsweise denkbar, dass eine Unterhälfte eines Werkzeugs sowohl für den ersten Verfahrensschritt als auch für den zweiten Verfahrensschritt verwendet wird und nur eine Oberhälfte des Werkzeugs ausgetauscht wird, um das erste Element und anschließend das zweite Element zu formen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in dem ersten Verfahrensschritt an dem ersten Element ein erster Verbindungsbereich ausgebildet wird, wobei in dem zweiten Verfahrensschritt das zweite Element in dem ersten Verbindungsbereich mit dem ersten Element formschlüssig verbunden wird. Hierdurch ist es vorteilhafterweise möglich eine besonders feste und stabile Verbindung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element zu erzeugen. Besonders bevorzugt wird der erste Verbindungsbereich an dem ersten Element als Vorsprung ausgeformt, wobei das zweite Element insbesondere diesen Vorsprung hintergreift. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise zusätzlich zu der stoff- und/oder kraftschlüssigen Verbindung eine formschlüssige Verbindung geschaffen. Ganz besonders bevorzugt werden mehrere erste Verbindungsbereiche vorgesehen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Element und das zweite Element derart vorgesehen werden, dass sie jeweils eine Unterseite und eine Oberseite aufweisen, wobei die Unterseite des zweiten Elements mit der Oberseite des ersten Elements verbunden wird, insbesondere großflächig. Der Fachmann versteht, dass Ober- und Unterseite sich insbesondere auf eine übliche Einbausituation an einem Fahrzeug beziehen und auch einer Vorder- bzw. Rückseite entsprechen können. Weiterhin es für den Fachmann sofort ersichtlich, dass eine großflächige Verbindung meint, dass ein erheblicher Teil der Oberseite des ersten Elements mit dem zweiten Element, insbesondere der Unterseite des zweiten Elements, verbunden wird. Besonders bevorzugt wird die gesamte Oberseite des ersten Elements mit dem zweiten Element verbunden. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine optimale und feste Verbindung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element erzielt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Element aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, und/oder aus einem Metall hergestellt wird. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das zweite Element aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, hergestellt wird. Ganz besonders bevorzugt wird das erste Element und/oder das zweite Element aus einem Thermoplast, insbesondere einem Polyolefin, beispielsweise Polypropylen, aus Plexiglas (PMMA), Polycarbonat (PC), Polystyurol (PS), Polyamid (PA), und/oder Polyoxymethylen (POM) hergestellt. Alternativ oder zusätzlich werden das erste und/oder zweite Element aus einem Duroplast und/oder einem Elastomer hergestellt.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugbauteil, hergestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Fahrzeugbauteil ein Spoiler und/oder ein Flügel ist, insbesondere ein beweglicher Spoiler und/oder Flügel. Dabei ist ein Spoiler ein aerodynamisch wirksames Bauteil, das an einer Seite von Luft umströmt wird, wohingegen ein Flügel auf zwei Seiten, üblicherweise einer Oberseite und einer Unterseite, von Luft umströmt wird. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, ein Fahrzeugbauteil mit einer hohen Festigkeit bzw. Steifigkeit in einfacher Weise herzustellen, wobei für die Herstellung lediglich geringe Investitionskosten erforderlich sind, da vorhandene Maschinen und Werkzeuge verwendet werden können. Zudem kann das erfindungsgemäße Fahrzeugbauteil eine Vielzahl verschiedener Geometrien, insbesondere Außengeometrien aufweisen.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
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1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines ersten Elements gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Fahrzeugbauteils gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist ein schematischer Querschnitt eines ersten Elements 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt wird ein solches erstes Element 2, hier eine konvex gebogene Grundplatte 2, mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellt. Das erste Element 2 wird beispielsweise in einem hohlen Werkzeug geformt, wobei insbesondere ein Thermoplast verflüssigt und in das Werkzeug gespritzt wird, wobei es dort erstarrt.
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Das erste Element 2 ist flächig vorgesehen, d.h. in der Zeichenebene weist das erste Element 2 eine Anlagefläche auf. Sowohl links als auch rechts im Bild ist jeweils am oberen Ende des ersten Elements 2 ein erster Verbindungsbereich vorgesehen 4, der hier in Form eines nach innen weisenden Vorsprungs vorgesehen ist.
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Das erste Element 2 kann an seiner Unterseite Befestigungsmittel und/oder zweite Verbindungsbereiche aufweisen, an denen das erste Element 2 beispielsweise an einem Fahrzeug befestigbar ist.
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In 2 ist ein schematischer Querschnitt eines Fahrzeugbauteils 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird ein zweites Element 3 mittels eines Blasformverfahrens hergestellt und mit dem ersten Element 2 verbunden. Auf Grund des Blasformverfahrens ist das zweite Element 3 hohlförmig. Das zweite Element 3 wird beispielsweise ebenfalls aus einem Thermoplast hergestellt. Das zweite Element 3 schmiegt sich dabei während des zweiten Verfahrensschrittes an das erste Element 2 an und verbindet sich mit diesem.
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Eine solche Verbindung kann, wie hier dargestellt, sowohl eine stoff- und/oder kraftschlüssige Verbindung sein als auch eine formschlüssige Verbindung. Die formschlüssige Verbindung wird hier an den ersten Verbindungsbereichen 4 realisiert, da dort das zweite Element 3 das erste Element 2 hintergreift.
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Durch das hier als Grundplatte ausgeformte erste Element 2 wird ein stabiles Fahrzeugbauteil 1 bereitgestellt, da das erste Element 2 das zweite Element 3 lokal verstärkt.
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Gemäß der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem Fahrzeugbauteil 1 um einen Spoiler für ein Fahrzeug.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 20110163572 A1 [0002]
- US 20020011742 A1 [0003]
- US 7252324 B1 [0004]
