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Die Erfindung betrifft einen Rahmen eines Fahrzeugdachs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rahmens.
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Aus der Praxis sind Fahrzeugdachrahmen bekannt, die als Schiebedachrahmen eingesetzt werden und jeweils ein Rahmenvorderteil, das ein Rahmenquerteil darstellt, sowie zwei Führungsschienen aufweist, die bezogen auf eine vertikale Dachlängsmittelebene jeweils in einem seitlichen Randbereich des Fahrzeugdachs angeordnet sind und jeweils ein Rahmenlängsteil darstellen, an dem eine Kinematik zur Betätigung eines Deckelelements des Schiebedachs geführt ist. Insbesondere das Rahmenvorderteil ist als Kunststoffformteil ausgebildet und nach einem Spritzgießverfahren hergestellt. Die Kinematiken, die in den Führungsschienen geführt sind, sind in der Regel mit drucksteifen Antriebskabeln verbunden, welche über entsprechende Kabelkanäle zu einem Antriebsritzel geführt sind, das von einem an dem Rahmenvorderteil angeordneten Antriebsmotor angetrieben ist. Die Kabelkanäle, die in dem Rahmenvorderteil ausgebildet sind, haben herstellungsbedingt alternierend an einander gegenüberliegenden Seiten in Richtung der Erstreckung des jeweiligen Kabelkanals Ausnehmungen. Die Ausnehmungen der so realisierten alternierenden Kabelführung können aber zu einer Ausschlaufung des Antriebskabels führen, was die Funktion des betreffenden Schiebedachs beeinträchtigen würde. Des Weiteren bedingt die alternierende Kabelführung mit den Ausnehmungen aufgrund von resultierenden Trennkanten ein gegebenenfalls nicht gewünschtes Geräuschverhalten bei einer Betätigung des Schiebedachdeckels. Es liegt damit ein Kabelrattern vor. Zudem ist das Spritzgießwerkzeug zur Herstellung eines Rahmenvorderteils mit einer alternierenden Kabelführung aufgrund der komplexen Geometrie mit hohen Kosten verbunden. Die komplexe Geometrie verlängert auch die Entwicklungszeiten bei einer Neukonstruktion eines Schiebedachrahmens.
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Alternativ ist es bekannt, Kabelkanäle durch Rohre auszubilden, die an dem Rahmenvorderteil verrastet sind. Diese Lösung ist aber mit zusätzlichem Montageaufwand für die Rohre verbunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rahmen der einleitend genannten Gattung, der sich durch geringe Geräuschemissionen bei einer Betätigung eines Antriebskabels und durch geringe Herstellungskosten auszeichnet, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rahmens zu schaffen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch den Rahmen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst.
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Gemäß der Erfindung wird also ein Rahmen eines Fahrzeugdachs vorgeschlagen, der ein als Kunststoffformteil ausgebildetes Kabelführungselement aufweist, in dem ein Kabelkanal ausgebildet ist, der über seine Erstreckung einen zumindest weitgehend durchgängig konstanten Querschnitt hat, d. h. der zumindest im Wesentlichen „fensterfrei“ ausgebildet ist und der nach einem Projektil-Injektionsverfahren hergestellt ist. Bei Einsatz der Projektil-Injektionstechnik wird in dem Kunststoffformteil in dessen Kernbereich, der nach dem Spritzgießen oder Schäumen des Kunststoffformteils zuletzt aushärtet, der Kabelkanal durch ein Projektil ausgeformt, das mittels eines Treibmediums durch das Kunststoffformteil geführt bzw. getrieben wird. Der Querschnitt bzw. der Durchmesser des resultierenden Kanals korrespondiert mit dem Querschnitt bzw. dem Durchmesser des Projektils. Das Projektil formt also in dem nach der Herstellung des Kunststoffformteils noch plastisch verformbaren bzw. schmelzenförmigen Materialbereich, der von einem schon erstarrten Bereich an den Außenseiten des Kunststoffformteils umgeben ist, den Kabelkanal aus. Das Projektil folgt dabei dem Weg des geringsten Widerstands. Der resultierende Kabelkanal hat keine Ausnehmungen, über den das Antriebskabel ausschlaufen könnte.
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Da der gemäß der Erfindung hergestellte Kabelkanal durchgängig den gleichen Querschnitt hat, ist er auch frei von Trennkanten, was sich positiv auf das Geräuschverhalten des zu führenden Kabels bei dessen Betätigung auswirkt.
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Das Kabelführungselement ist beispielsweise ein Rahmenquerteil, ein Rahmenlängsteil, ein in den Rahmen integriertes Führungsrohr oder ein an eine Führungsschiene angebundenes Kulissenelement.
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Der Kabelkanal kann nur in einem Teilbereich des Kabelführungselements nach dem Projektil-Injektionsverfahren hergestellt sein. Vorzugsweise ist dies dann ein lastaufnehmender Kabelkanal. Kabelkanalabschnitte, in denen keine Last übertragen wird, können aus einem Kunststoffrohr, einem Metall- bzw. Stahlrohr oder auch in Form einer alternierenden Kabelführung ausgebildet sein.
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Das in den Rahmen integrierte Kabelführungselement umfasst beispielsweise eine Anhebekulisse für ein Schiebedachdeckelelement, die bugseitig an eine Führungsschiene angrenzt, in der das Schiebedachdeckelelement verfahrbar ist und die aus einem Strangpressprofil gebildet sein kann.
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Der Rahmen nach der Erfindung ist insbesondere ein Rahmen eines Dachöffnungssystems oder ein Rahmen eines Beschattungssystems des Fahrzeugdachs, kann aber auch ein Rahmen sein, der diesen beiden Systemen zugeordnet ist. Zudem kann der Rahmen offen ausgebildet sein, das heißt nur aus zwei Rahmenlängsteilen bestehen, die über ein Rahmenquerteil miteinander verbunden sind. Das Rahmenquerteil kann allein aus mindestens einem erfindungsgemäß ausgebildeten Führungsrohr bestehen, das also ein Kunststoffformteil darstellt, in dem der Kabelkanal ausgebildet ist.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des Rahmens nach der Erfindung ist das Kunststoffformteil nach einem Spritzgießverfahren hergestellt und der Kabelkanal vorzugsweise in einem Bereich vergrößerter Wandstärke ausgebildet. Der Bereich vergrößerter Wandstärke definiert bei der Herstellung des Kabelkanals vorzugsweise den Bewegungspfad des Projektils, das durch das Kunststoffformteil getrieben wird.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird zunächst das Kunststoffformteil zur Ausbildung des Kabelführungselements nach einem Spritzgießprozess oder einem Schäumprozess hergestellt. Anschließend wird in dem noch nicht komplett ausgehärteten Kunststoffformteil der Kabelkanal nach dem Projektil-Injektionsprozess ausgebildet, bei welchem ein Projektil durch das Kunststoffformteil geführt wird, so dass der Kabelkanal über seine Erstreckung einen durchgängig konstanten Querschnitt hat.
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Das Projektil wird insbesondere mittels eines flüssigen oder gasförmigen Treibmediums durch das Kunststoffformteil bewegt. Beispielsweise wird als Treibmedium Wasser eingesetzt, welches mit einem hinreichenden Druck auf das Projektil gelenkt wird, das Projektil durch das Kunststoffformteil treibt und dem Projektil in den bereits ausgebildeten Kanalabschnitten nachläuft. Die resultierenden Wandstärken des Kunststoffformteils werden durch das Projektil, d. h. dessen Querschnitt definiert. Der Kabelkanal hat über seine gesamte Länge einen konstanten Querschnitt, der mit dem Querschnitt des Projektils korrespondiert. Das erfindungsgemäß hergestellte Kunststoffformteil hat eine hohe Eigensteifigkeit, so dass insbesondere in einer Unfallsituation des betreffenden Fahrzeugs Belastungen, die von dem in dem Kabelkanal geführten Kabel, wie einem Schiebedachantriebskabel, abgefangen werden können.
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Das Projektil zur Ausbildung des Kabelkanals ist bei einer speziellen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung nach dem Ausformen des Kabelkanals von dem Kunststoff des Kunststoffformteils in einem Endabschnitt aufgenommen. Der Endabschnitt, in dem das ebenfalls insbesondere als Kunststoffformteil ausgebildete Projektil dann also stecken geblieben ist, kann von dem Kunststoffformteil abgetrennt, beispielsweise abgefräst werden, so dass der Kabelkanal an beiden Seiten offen ist und das betreffende Antriebskabel durch den Kabelkanal geführt werden kann.
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Zweckmäßigerweise wird beim Herstellen des Kunststoffformteils ein Bereich vergrößerter Wandstärke erzeugt, durch den das Projektil zur Ausformung des Kabelkanals geführt wird. Beispielsweise hat der Bereich verringerter Wandstärke, der an den Bereich vergrößerter Wandstärke grenzt, eine Dicke, die geringer ist als der Durchmesser des Projektils. Der Bereich vergrößerter Wandstärke härtet in seinem Kernbereich verzögert aus, so dass der Kernbereich durch das Projektil zur Ausformung des Kabelkanals plastisch verformbar ist.
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Um den Materialeinsatz und die Kosten niedrig zu halten, kann das Kunststoffmaterial, das von dem Projektil bei der Ausbildung des Kabelkanals verdrängt und in Bug- und Treibrichtung ausgetrieben wird, gesammelt und zusammen mit dem Kunststoffprojektil wiederverwertet werden.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Ausführungsbeispiele eines Rahmens nach der Erfindung und ein Verfahren zu dessen Herstellung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
- 1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeugdach mit einem Dachöffnungssystem und einem Rahmen desselben;
- 2 eine perspektivische Ansicht eines Rahmenvorderteils des Rahmens;
- 3 eine Draufsicht auf das Rahmenvorderteil;
- 4 einen Schnitt durch das Rahmenvorderteil entlang der Linie IV-IV in 3;
- 5 in stark schematisierter Weise die Ausbildung eines Kabelkanals in dem Rahmenvorderteil;
- 6 eine perspektivische Ansicht eines Eckbereichs einer zweiten Ausführungsform eines Rahmens nach der Erfindung;
- 7 eine perspektivische Ansicht einer Anhebekulisse des Rahmens nach 6;
- 8 eine zweite perspektivische Ansicht der Anhebekulisse;
- 9 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Rahmens nach der Erfindung; und
- 10 Führungsrohre des Rahmens nach 9 in getrenntem Zustand.
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In 1 ist ein Dach 10 eines als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeugs dargestellt. Das Dach 10 umfasst einen Festdachabschnitt 12, in welchem eine Dachöffnung 14 ausgebildet ist, welche mittels eines Schiebedachdeckels 16 eines Dachöffnungssystems 18 wahlweise geschlossen oder zumindest teilweise freigegeben werden kann.
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Der Schiebedachdeckel 16 des Dachöffnungssystems 18 ist bezogen auf eine vertikale Dachlängsmittelebene beidseits jeweils mit einer Verstellkinematik 20A bzw. 20B versehen, die in einer jeweiligen Führungsschiene 22A bzw. 22B geführt ist, die sich in Dach- bzw. Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und entlang des jeweiligen seitlichen Randes der Dachöffnung 14 angeordnet ist.
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Die Führungsschienen 22A und 22B sind Bestandteil eines Schiebedachrahmens bzw. Dachrahmens 24 und an ihren bugseitigen Enden mit einem Rahmenvorderteil 26 verbunden, der ein sich in Dachquerrichtung erstreckendes Rahmenquerteil des Dachrahmens 24 bildet.
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Das Rahmenvorderteil 26 dient auch zur Lagerung eines nicht näher dargestellten Antriebsmotors des Dachöffnungssystems 18. Der Antriebsmotor treibt ein Antriebsritzel 28 an, welches mit zwei Antriebskabeln 30A und 30B in Eingriff steht, die als drucksteife Steigungskabel ausgebildet sind und zu den Verstellkinematiken 20A und 20B geführt sind, welche in den Führungsschienen 22A und 22B angeordnet sind.
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Zur Führung der Antriebskabel 30A und 30B umfasst das damit ein Kabelführungselement darstellende Rahmenvorderteil 26 zwei Kabelkanäle 32A und 32B, die über ihre Erstreckung zumindest weitgehend jeweils einen durchgängig konstanten Querschnitt haben und jeweils zu der betreffenden Führungsschiene 22A bzw. 22B führen. Die Kabelkanäle 32A und 32B, die jeweils an ihrem Umfang abgesehen von einer Eingriffsöffnung im Bereich einer Lageraufnahme für das Antriebsritzel 28 keine Ausnehmungen aufweisen, sind jeweils nach einem Projektil-Injektionsverfahren in einem Bereich vergrößerter Wandstärke ausgebildet.
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Das Rahmenvorderteil 26 ist ein Kunststoffformteil, das nach einem Spritzgießprozess hergestellt ist. Zur Ausbildung der Kabelkanäle 32A und 32B werden unmittelbar nach dem Ausformen des Kunststoffformteils Projektile mit einem Treibmedium, das vorliegend aus Wasser gebildet ist, durch die Bereiche 36A und 36B vergrößerter Wandstärke getrieben. In den Kernbereichen, die dann noch nicht ausgehärtet und damit plastisch verformbar sind, bilden die Projektile so die Kabelkanäle 32A und 32B aus. Die Kabelkanäle 32A und 32B haben jeweils einen Durchmesser, der größer ist als die Dicke des Rahmenvorderteils in den Abschnitten, die an die Bereiche 36A und 36B vergrößerter Wandstärke angrenzen.
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5 zeigt exemplarisch, wie ein Projektil 38 mittels eines Drucks P, der von dem Treibmedium ausgeübt wird, durch das Kunststoffformteil getrieben wird. Die Führung des Projektils 38 erfolgt dabei durch die schon ausgehärtete und nicht mehr plastisch verformbare äußere Kunststoffschale der Bereiche 36A und 36B vergrößerter Wandstäre. In einem Endbereich 40 bleibt das Projektil 38 stecken, so dass es von dem Kunststoff des Kunststoffformteils 42 aufgenommen ist. Der Endabschnitt 40 kann dann zusammen mit dem ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Projektil 38 von dem Kunststoffformteil 42 abgetrennt und wiederverwertet werden.
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In den 6 bis 8 ist eine alternative Ausführungsform eines Dachrahmens 24' dargestellt, der ebenfalls ein Schiebedachrahmen ist und damit Bestandteil eines Dachöffnungssystems der in 1 dargestellten Art ist.
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Der Dachrahmen 24' umfasst entsprechend der Ausführungsform nach 1 bezogen auf eine vertikale Dachlängsmittelebene beidseits jeweils eine Führungsschiene, von denen die bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des betreffenden Fahrzeugs links angeordnete Führungsschiene 22B näher dargestellt ist. Zudem umfasst der Dachrahmen 24' ein Rahmenvorderteil 26', der ein sich in Dachquerrichtung erstreckendes Rahmenquerteil bildet und zur Lagerung eines nicht näher dargestellten Antriebsmotors des Dachöffnungssystems dient. In dem Rahmenvorderteil 26' sind Kabelführungen 44 für Antriebskabel ausgebildet, die entsprechend dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel mittels eines Antriebsritzels angetrieben werden, das wiederum von einem an dem Rahmenvorderteil 26' gelagerten Antriebsmotor angetrieben ist, und die zu den Verstellkinematiken 20A und 20B geführt sind, welche in den Führungsschienen angeordnet sind.
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Bezogen auf die vertikale Dachlängsmittelebene ist zwischen dem Rahmenvorderteil 26' und den beidseits angeordneten Führungsschienen jeweils ein Kulissenelement 46 angeordnet, das über Positionier- und Fixiermittel 48, die aus Rastlaschen, Zapfen und Positionierlaschen bestehen, an die betreffende Führungsschiene 22A und 22B angebunden ist, und über Schrauben 50 im jeweiligen Eckbereich des Rahmens 24' an dem Rahmenvorderteil 26' befestigt ist.
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In den Kulissenelementen 46 ist jeweils eine Kulissenbahn 52 ausgebildet, welche in eine nicht näher dargestellte Führungsbahn der betreffenden Führungsschiene 22A bzw. 22B mündet und in der ein Gleiter des Schiebedachdeckels 16 geführt ist.
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Zudem stellen die Kulissenelemente 46 jeweils ein Kabelführungselement dar, in welchem Kabelkanäle 56 ausgebildet sind, über welche die in den Kabelführungen 44 des Rahmenvorderteils 26' geführten Antriebskabel zu entsprechenden Führungskanälen der Führungsschienen 22A und 22B geführt sind.
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Die beiden Kulissenelemente 46 sind jeweils als Kunststoffformteil ausgebildet und nach einem Spritzgießprozess hergestellt. Zum Ausbilden der Kabelkanäle 56 an den Kulissenelementen 46 werden unmittelbar nach dem Ausformen des Kunststoffformteils Projektile mit einem Treibmedium, das vorliegend aus Wasser gebildet ist, durch die gewünschten Bereiche 54 der Kunststoffformteile 46 getrieben. Die Bereiche 54 haben eine vergrößerte Wandstärke und Kernbereiche, die zu diesem Zeitpunkt noch nicht ausgehärtet und damit plastisch verformbar sind. Somit können die Projektile in den Kernbereichen die Kabelkanäle 56, die von der vorderen Stirnseite bis zur hinteren Stirnseite der Kulissenelemente 46 führen, ausbilden. Die Kabelkanäle 56 haben jeweils über ihre Länge einen konstanten Durchmesser, der mit dem Durchmesser des eingesetzten Projektils korrespondiert. Die Projektile verdrängen jeweils den noch nicht ausgehärteten und damit plastisch verformbaren Kunststoff, so dass sich die Kabelkanäle 56 ausbilden. Die Kabelkanäle 56 werden also auf die gleiche Weise hergestellt wie die Kabelkanäle 32A und 32B der in den 2 bis 5 dargestellten Ausführungsform, das heißt nach einem Projektil-Injektionsverfahren.
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In den 9 und 10 ist eine weitere Ausführungsform eines Rahmens 24" eines Fahrzeugdachs dargestellt, der ebenfalls einem Dachöffnungssystem der in 1 dargestellten Art zugeordnet ist. Dieser Rahmen 24" umfasst entsprechend den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zwei Führungsschienen 22A und 22B, die sich in Dachlängsrichtung erstrecken und die entlang der seitlichen Ränder einer Dachöffnung angeordnet sind. Die Führungsschienen 22A und 22B dienen zur Führung einer Verstellkinematik, mittels der ein Schiebedachdeckel des Dachöffnungssystems verstellt werden kann.
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An ihren bugseitigen Enden sind die Führungsschienen 22A und 22B jeweils mit Kabelführungen 62 und 64 verbunden, die in einen jeweiligen Führungskanal der betreffenden Führungsschiene 22A bzw. 22B münden. Die Kabelführungen bzw. Kabelführungselemente 62 und 64 dienen zur Führung von drucksteifen Antriebskabeln, welche mittels eines Antriebsmotors angetrieben sind und jeweils mit der in der entsprechenden Führungsschiene 22A bzw. 22B geführten Verstellkinematik verbunden sind.
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Die als Führungsrohre ausgebildeten Kabelführungen 62 und 64 sind Kunststoffformteile, in denen jeweils ein Kabelkanal zur Führung des betreffenden Antriebskabels ausgebildet ist. Der Kabelkanal ist entsprechend den Kabelkanälen der oben beschriebenen Ausführungsformen nach einem Projektil-Injektionsverfahren hergestellt und hat über seine Erstreckung einen durchgängig konstanten Querschnitt.
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Die Kabelführungen 62 und 64 weisen jeweils einen Lagersockel 66 bzw. 68 auf. Über die Lagersockel 66 und 68 können die beiden Kabelführungen 62 und 64 miteinander verbunden, insbesondere miteinander verrastet werden. Die Lagersockel 66 und 68 sind ebenfalls jeweils Bestandteil des Kunststoffformteils und dienen zur Lagerung des Antriebsmotors. Ein Antriebsritzel des Antriebsmotors ist im montierten Zustand im Bereich einer Ritzelausnehmung 70 angeordnet, in deren Bereich die Kabelkanäle der Kabelführungen 62 und 64 jeweils ausgenommen sind, damit das Antriebsritzel mit den in den Kabelkanälen geführten Antriebskabeln in Eingriff stehen kann.
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Des Weiteren umfassen die die Kabelführungen 62 und 64 bildenden Kunststoffformteile jeweils in einstückiger Weise Fixierlaschen 72, über die die Einheit aus den Kabelführungen 62 und 64 am Fahrzeugaufbau oder auch den Führungsschienen 22A und 22B fixiert werden kann.
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Im weitesten Sinne erinnern die zu einer Einheit verfügten und ein Rahmenquerteil bildenden Kabelführungen 62 und 64 an ein Hirschgeweih, welches ein formstabiles Bauteil bildet und welches mittels des entsprechenden Kunststoffspritzgießverfahrens mit einer präzisen Form versehen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Dach
- 12
- Festdachabschnitt
- 14
- Dachöffnung
- 16
- Schiebedachdeckel
- 18
- Dachöffnungsystem
- 20A, B
- Verstellkinematik
- 22A, B
- Führungsschiene
- 24, 24', 24"
- Dachrahmen
- 26, 26'
- Rahmenvorderteil
- 28
- Antriebsritzel
- 30A, B
- Antriebskabel
- 32A, B
- Kabelkanal
- 34
- Lageraufnahme
- 36A, B
- Bereich vergrößerter Wandstärke
- 38
- Projektil
- 40
- Endbereich
- 42
- Kunststoffformteil
- 44
- Kabelführungen
- 46
- Kulissenelement
- 48
- Positionier- und Fixiermittel
- 50
- Schrauben
- 52
- Kulissenbahn
- 54
- Bereich
- 56
- Kabelkanäle
- 62
- Kabelführungen
- 64
- Kabelführungen
- 66
- Lagersockel
- 68
- Lagersockel
- 70
- Ritzelausnehmung
