DE102017125291A1

DE102017125291A1 - Profilleistenanordnung

Info

Publication number: DE102017125291A1
Application number: DE102017125291.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schoch
Original assignee: Elkamet Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: Elkamet Kunststofftechnik GmbH
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2019-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Profilleistenanordnung, mit einer Profilleiste (26), die einen ersten Verbindungsabschnitt (36) zur Verbindung mit einer Berandung einer Windschutzscheibe und einen zweiten Verbindungsabschnitt (40) zur Verbindung mit einer zu der Windschutzscheibe benachbarten Wasserkastenabdeckung aufweist, wobei eine Außenseite der Windschutzscheibe und eine Außenseite der Wasserkastenabdeckung vorzugsweise miteinander bündig sind, wobei die Profilleiste einen zwischen den beiden Verbindungsabschnitten angeordneten Funktionsbereich (44) aufweist, der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist und mit einer Verstärkungseinlage verstärkt ist, wobei sich die Verstärkungseinlage in den ersten Verbindungsabschnitt und/oder in den zweiten Verbindungsabschnitt hinein erstreckt und in Längsrichtung der Profilleiste zueinander versetzte Materialaussparungen aufweist, die sich in dem ersten Verbindungsabschnitt und/oder in dem zweiten Verbindungsabschnitt von einer dem Funktionsbereich abgewandten Berandung in Richtung auf den Funktionsbereich erstrecken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Profilleistenanordnung, mit einer Profilleiste, die einen ersten Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit einer Berandung einer Windschutzscheibe und einen zweiten Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit einer zu der Windschutzscheibe benachbarten Wasserkastenabdeckung aufweist, wobei eine Außenseite der Windschutzscheibe und eine Außenseite der Wasserkastenabdeckung vorzugsweise miteinander bündig sind, wobei die Profilleiste einen zwischen den beiden Verbindungsabschnitten angeordneten Funktionsbereich aufweist, der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist und mit einer Verstärkungseinlage verstärkt ist.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 200 08 555 U1 und der EP 3 037 292 A1 bekannte Profilleistenanordnungen dienen dazu, einen unteren Randbereich einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs mit einer sogenannten Wasserkastenabdeckung zu verbinden. Diese wird üblicherweise mit einem Verbindungsabschnitt der Profilleiste verrastet, indem ein Rastabschnitt in Form eines Befestigungsstegs der Wasserkastenabdeckung in einen Aufnahmebereich des Verbindungsabschnitts der Profilleiste eingeführt und dort verrastet wird.
Eine Wasserkastenabdeckung dient zur Abdeckung eines Wasserkastens, der von der Windschutzscheibe abfließendes Wasser aufnimmt und kontrolliert in den Motorraum (oder - bei Abwesenheit eines Motors - in den Vorderwagen des Kraftfahrzeugs) und unter das Kraftfahrzeug ableitet. Der Wasserkasten kann Bestandteil der Fahrzeugkarosserie sein.
Die aus der DE 200 08 555 U1 und der WO 2006/002891 A1 bekannten Profilleistenanordnungen ermöglichen einen im Bereich der unteren Berandung der Windschutzscheibe flächigen und aerodynamisch günstigen Übergang zu der angrenzenden Wasserkastenabdeckung. Daher haben sich diese Profilleistenanordnungen zur Verwendung in einem Übergangsbereich zwischen der unteren Berandung einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs und einer zur Windschutzscheibe benachbarten Wasserkastenabdeckung prinzipiell gut bewährt. Es besteht aber dennoch Bedarf, die bekannten Profilleistenanordnungen weiter zu verbessern, insbesondere hinsichtlich einer vereinfachten Herstellung und Montierbarkeit.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfach herstell- und montierbare Profilleistenanordnung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bei einer Profilleistenanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sich die Verstärkungseinlage in den ersten Verbindungsabschnitt und/oder in den zweiten Verbindungsabschnitt hinein erstreckt und in Längsrichtung der Profilleiste zueinander versetzte Materialaussparungen aufweist, die sich in dem ersten Verbindungsabschnitt und/oder in dem zweiten Verbindungsabschnitt von einer dem Funktionsbereich abgewandten Berandung der Verstärkungseinlage in Richtung auf den Funktionsbereich erstrecken.
Die erfindungsgemäße Profilleistenanordnung ermöglicht eine gezielte Schwächung der Profilleiste in zu dem Funktionsbereich beabstandeten Bereichen. Diese Bereiche sind bei einer der Kontur der unteren Berandung einer Windschutzscheibe entsprechenden Krümmung der Profilleiste einer Dehnung beziehungsweise einer Stauchung ausgesetzt. Die in Längsrichtung der Profilleiste zueinander versetzten Materialaussparungen ermöglichen es, die Profilleiste in mindestens einem der Verbindungsabschnitte leichter stauchen oder dehnen zu können. Dies vereinfacht die Anpassung der Profilleiste an den durch die Krümmung der unteren Berandung der Windschutzscheibe vorgegebenen Biegeradius, der in Längsrichtung der Profilleiste gesehen auch variieren kann.
Die Profilleiste wird bevorzugt in einem Extrusionsverfahren hergestellt. Dabei wird die Verstärkungseinlage während der Extrusion des Kunststoffmaterials der Profilleiste in Form eines insbesondere profilierten Endlosstrangs zugeführt und durchläuft zusammen mit dem Kunststoffmaterial die Extrusionsdüse.
Die erfindungsgemäße Geometrie der Profilleiste ermöglicht es gegebenenfalls, auf eine Mehrzahl von Biegevorgängen zur Einstellung einer Krümmung der Profilleisten verzichten zu können.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass die Profilleiste biegeschlaff ist und sich daher im Rahmen der Montage und der Verbindung mit einer Berandung einer Windschutzscheibe besonders leicht an die Krümmung der unteren Berandung der Windschutzscheibe anpassen kann. Es ist auch möglich, dass die Profilleiste unmittelbar bei der Herstellung, beispielsweise im Wege des Extrusionsverfahrens, einem Biegeprozess unterzogen wird, sodass sich die Profilleiste plastisch verformt und auf diese Weise der Krümmung der unteren Berandung der Windschutzscheibe zumindest im Wesentlich angepasst ist, sodass bei der Montage an die Windschutzscheibe nur noch eine geringe Restanpassung erforderlich ist.
Im Rahmen der Erfindung ist es bevorzugt, wenn der Funktionsbereich bezogen auf den Querschnitt der Profilleiste (also quer zur Längsrichtung der Profilleiste gesehen) in einem mittleren Bereich angeordnet ist, sodass eine um eine zu der Außenseite der Windschutzscheibe senkrechte Achse vorhandene Krümmung der Profilleiste in dem Funktionsbereich der Profilleiste weder eine Stauchung noch eine Dehnung bewirkt, mit anderen Worten: dass der Funktionsbereich eine bezogen auf die Krümmung neutrale Materiallage einschließt, die häufig auch als neutrale Faser bezeichnet wird.
Im Rahmen der Erfindung ist bevorzugt, wenn der erste Verbindungsabschnitt einen geradlinigen Querschnitt aufweist. Dieser baut flach und ermöglicht eine einfache Verbindung mit einer Innenseite der Windschutzscheibe, vorzugsweise im Wege einer Verklebung.
Es ist ferner bevorzugt, wenn der zweite Verbindungsabschnitt einen U- oder V-förmigen Querschnitt aufweist. Dies ermöglicht die Definition eines nach außen offenen, nutförmigen Aufnahmebereichs zur Aufnahme eines Verbindungselements der Wasserkastenabdeckung.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass der erste Verbindungsabschnitt und/oder der zweite Verbindungsabschnitt durch die Verstärkungseinlage selbst gebildet ist oder sind. Ein solcher Verbindungsabschnitt ist also zumindest abschnittsweise ausschließlich durch die Verstärkungseinlage selbst gebildet.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es möglich, dass die Verstärkungseinlage in dem ersten Verbindungsabschnitt und/oder in dem zweiten Verbindungsabschnitt zumindest abschnittsweise mit einem Umhüllungsmaterial umhüllt ist, das vorzugsweise mit dem Kunststoffmaterial des Funktionsbereichs identisch ist. Auch ein solcher Verbindungsabschnitt, der mit einem Umhüllungsmaterial umhüllt ist, lässt sich auf Grund der erfindungsgemäßen Materialaussparungen im Vergleich zu einer in Längsrichtung der Profilleiste massiven Verstärkungseinlage leichter verformen, insbesondere mit kleineren Rückstellkräften. Bei einer Verformung der Profilleiste ist es auf diese Weise möglich, dass Rückstellkräfte nicht oder in einem nur geringen Maße auftreten. Insbesondere sind die auftretenden Rückstellkräfte jedenfalls so gering, dass sie von einem zur Befestigung der Profilleiste an der Windschutzscheibe vorgesehenen Befestigungsmittel, beispielsweise einer Klebeverbindung, ohne Weiteres aufgenommen werden können.
Vorzugsweise sind das vorstehend genannte Umhüllungsmaterial und das Kunststoffmaterial des Funktionsbereichs identisch. Unabhängig davon, ob es sich bei dem Umhüllungsmaterial und dem Kunststoffmaterial um dasselbe Material handelt, ist es bevorzugt, dass diese Materialien stoffschlüssig miteinander verbunden sind, um eine insgesamt robuste Anordnung zu schaffen, welche zumindest im Bereich eines Übergangs zwischen dem Umhüllungsmaterial und dem Kunststoffmaterial des Funktionsbereichs eine zuverlässige Abdeckung der Verstärkungseinlage ermöglicht.
Wie bereits vorstehend erwähnt, ist es möglich, dass ein Klebeelement zur Verklebung des ersten Verbindungsabschnitts mit einer Innenseite der Windschutzscheibe vorgesehen ist. Ein solches Klebeelement kann an der Profilleiste befestigt in Form eines Doppelklebebandes vorgehalten werden; alternativ hierzu kann das Klebeelement auch an der Innenseite der Windschutzscheibe befestigt vorgehalten werden, oder aber es kann als separates Bauelement im Zuge der Montage der Profilleiste an der Windschutzscheibe bereitgestellt werden.
Der Funktionsbereich hat vorzugsweise eine Dichtfunktion und/oder weist vorzugsweise ein Dichtelement zur Anordnung in einem Stoßbereich zwischen der Windschutzscheibe und der Wasserkastenabdeckung auf. Ein solches Dichtelement ist vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) hergestellt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dichtelement eine Außenseite aufweist, die mit der Außenseite der Windschutzscheibe und der Außenseite der Wasserkastenabdeckung bündig ist. Auf diese Weise wird im Bereich der Oberfläche des Übergangs zwischen Windschutzscheibe und Wasserkastenabdeckung eine insgesamt durchgängige, zumindest weitestgehend stufen- und knickfreie Oberfläche bereitgestellt.
Ferner ist es möglich, dass der Funktionsbereich eine Rastfunktion hat und/oder ein Rastelement aufweist, das gemeinsam mit dem zweiten Verbindungsabschnitt zur Verrastung eines Rastabschnitts der Wasserkastenabdeckung dient. Dies ermöglicht eine zuverlässige, lösbare Fixierung der Wasserkastenabdeckung an der Profilleiste.
Im Rahmen der Erfindung ist es bevorzugt, wenn die Verstärkungseinlage aus Metall besteht, vorzugsweise aus Stahl, insbesondere aus Edelstahl. Eine solche Einlage stellt im Vergleich zu Aluminium höhere Haltekräfte bei der Verrastung des Befestigungsstegs der Wasserkastenabdeckung mit dem zweiten Verbindungsabschnitts bereit und lässt sich dennoch mit hinreichend geringen Kräften im Wesentlichen plastisch verformen. Eine Verstärkungseinlage aus Edelstahl ist aus Gründen der Korrosionsbeständigkeit insbesondere dann bevorzugt, wenn Teilbereiche der Verstärkungseinlage nicht von einem Umhüllungsmaterial umhüllt sind.
Im Rahmen der Erfindung ist es ferner möglich, dass die Verstärkungseinlage aus einem von dem Kunststoffmaterial des Funktionsbereichs verschiedenen, zweiten Kunststoffmaterial besteht, bei dem es sich vorzugsweise auch um ein Faser-Kunststoff-Verbundmaterial handeln kann.
Insbesondere ist es bevorzugt, wenn das zweite Kunststoffmaterial einen höheren Widerstand gegen Biegung aufweist als das Kunststoffmaterial des Funktionsbereichs.
Eine besonders einfache Möglichkeit zur Bereitstellung von Materialaussparungen in der Verstärkungseinlage besteht darin, dass diese in Form von Schlitzen ausgebildet sind. In Längsrichtung der Profilleiste gesehen weisen die Schlitze beispielsweise eine Breite von 1 mm bis 5 mm auf; eine parallel zum Querschnitt der Profilleiste gemessene Länge der Schlitze beträgt beispielsweise zwischen 3 mm und 25 mm.
Es ist nicht erforderlich, jedoch bevorzugt, dass die Schlitze parallel zueinander angeordnet sind. Insbesondere ist eine zu der Längsrichtung der Profilleiste senkrechte Orientierung der Schlitze bevorzugt.
Die Materialaussparungen sind in Längsrichtung der Profilleiste gesehen mit Materialsegmenten alternierend angeordnet, vorzugsweise regelmäßig. Die Materialsegmente weisen in Längsrichtung der Profilleiste gesehen beispielsweise eine Materialsegmentbreite von 1 mm bis 10 mm auf; eine parallel zum Querschnitt der Profilleiste gemessene Länge der Materialsegmente beträgt beispielsweise zwischen 3 mm und 25 mm.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine in Längsrichtung der Profilleiste gemessene Breite aller Materialsegmente maximal um den Faktor 3 größer ist als eine in Längsrichtung der Profilleiste gemessene Breite aller Materialaussparungen. Hierdurch lässt sich vermeiden, dass die Profilleiste einen zu großen Verformungswiderstand gegen die Anpassung an eine vorgegebene Krümmung einer unteren Berandung einer Windschutzscheibe aufweist.
Insbesondere ist es ferner bevorzugt, dass sich die Materialsegmente ausgehend von einem Materialsegmentträger erstrecken, der in dem Funktionsbereich angeordnet ist und in Längsrichtung der Profilleiste gesehen durchgängig ist. Im Prinzip bildet dieser Materialsegmentträger eine Art „Rückgrat“, von welchem ausgehend sich die Materialsegmente in einen oder beide der Verbindungsabschnitte hinein erstrecken. Da der Materialsegmentträger vorzugsweise im Bereich der neutralen Faser (siehe Erläuterungen oben) angeordnet ist, ist in diesem Bereich ein Widerstand gegen Biegung minimal.
Im Rahmen der Erfindung ist es ferner bevorzugt, dass die Härte des Kunststoffmaterials des Funktionsbereichs und/oder des Umhüllungsmaterials maximal 70 Shore D, vorzugsweise maximal 65 Shore D, insbesondere maximal 60 Shore D beträgt. Diese Härten tragen dazu bei, dass eine vergleichsweise robuste Profilleiste bereitgestellt werden kann, deren Verformungswiderstand aber nicht zu hoch ist.
Diese Effekte werden insbesondere dann erreicht, wenn die Härte des Kunststoffmaterials des Funktionsbereichs und/oder des Umhüllungsmaterials maximal 55 Shore D beträgt, insbesondere maximal 95 Shore A. Die letztgenannte Härtegrenze bezieht sich insbesondere auf weiche, elastische Kunststoffe, insbesondere auf natürliches oder künstliches Kautschuk.
Es ist ferner bevorzugt, dass das Kunststoffmaterial des Funktionsbereichs und/oder das Umhüllungsmaterial bei einer Dehnung aus einem entspannten Ausgangszustand um 10 % eine Zugspannung aufweist oder aufweisen, die maximal 45 MPa, vorzugsweise maximal 38 MPa, insbesondere maximal 32 MPa beträgt. Diese Werte lassen sich vorzugsweise durch Verwendung von PVC/ABS, Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) realisieren.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das Kunststoffmaterial des Funktionsbereichs und/oder das Umhüllungsmaterial bei einer Dehnung aus einem entspannten Ausgangszustand um 10 % eine Zugspannung aufweist oder aufweisen, die maximal 25 MPa, vorzugsweise maximal 15 MPa, insbesondere maximal 10 MPa, beträgt. Diese Werte lassen sich vorzugsweise durch Verwendung eines thermoplastischen Elastomers realisieren, wobei insbesondere in Verbindung mit einer Verstärkungseinlage aus einem metallischen Material, insbesondere aus Stahl oder Edelstahl, eine Profilleiste bereitgestellt wird, die sich in einfacher Weise und mit nur sehr niedrigen Rückstellkräften oder sogar ohne Rückstellkräfte verformen und an die Kontur der Scheibe anpassen lässt.
Ferner ist es bevorzugt, wenn eine auf einen entspannten Ausgangszustand bezogene Streckdehnung des Kunststoffmaterials des Funktionsbereichs und/oder des Umhüllungsmaterials maximal 10 % beträgt. Dieser Wert bezieht sich auf thermoplastische Kunststoffe, beispielsweise PVC/ABS, Polypropylen oder Polyethylen. Die Streckdehnung ist diejenige Dehnung, bei welcher ein Kunststoff ausgehend von einem entspannten Ausgangszustand so weit gedehnt wird, dass er sich nicht mehr vollständig elastisch zurückverformt, sondern zumindest teilweise plastisch verformt bleibt.
Bei einem Elastomer ist eine vorstehend beschriebene Streckdehnung nicht vorhanden, da sich ein solcher Kunststoff bis zur Erreichung einer Reißdehnung elastisch verformt, sich also bei Wegnahme einer eine Dehnung bewirkenden äußeren Kraft wieder in den Ausgangszustand zurückverformt. Aus diesem Grund kann es bevorzugt sein, wenn das Kunststoffmaterial des Funktionsbereichs und/oder das Umhüllungsmaterial aus einem Elastomer gebildet ist oder sind oder zumindest zu 50 Gewichtsprozent aus einem Elastomer besteht oder bestehen.
Insbesondere ist es bevorzugt, wenn es sich bei dem vorstehend genannten Elastomer um ein thermoplastisches Elastomer (TPE) handelt.
Die vorstehend erörterten Materialien und Parameter ermöglichen die Bereitstellung einer Profilleiste, bei welcher eine vorzugsweise plastische Verformbarkeit der Verstärkungseinlage und eine vorzugsweise elastische Verformbarkeit des Kunststoffmaterials des Funktionsbereichs (und ggf. des Umhüllungsmaterials) derart aufeinander abgestimmt sind, dass sich die Profilleiste insgesamt mit nur geringen Rückstellkräften verformen lässt und sich somit in einfacher Weise an die Krümmung einer unteren Berandung einer Windschutzscheibe anpassen lässt. Dies gilt insbesondere für eine Materialkombination aus Edelstahl für die Verstärkungseinlage und einem Elastomer für das Kunststoffmaterial (und ggf. auch für das Umhüllungsmaterial).
Alle aus Zugversuchen und Spannungs-Dehnungs-Diagrammen ermittelbaren Größen und Materialeigenschaften wie zum Beispiel Zugspannung, Dehnung, Streckdehnung und Reißdehnung beziehen sich im Fall von Thermoplasten auf Messungen nach DIN EN ISO 527-2 (Schulterstab 5A/S2, 1. Prüfgeschwindigkeit 1 mm/min, 2. Prüfgeschwindigkeit 50 mm/min) und im Fall von Elastomeren auf Messungen nach ISO 37 (Schulterstab S2, Prüfgeschwindigkeit 50 mm/min).
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
In den Zeichnungen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht des vorderen Teils eines Kraftfahrzeugs, mit einer zwischen einer Wasserkastenabdeckung und der unteren Berandung einer Windschutzscheibe angeordneten Profilleiste;
2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Profilleiste;
3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Verstärkungseinlage der Profilleiste gemäß 2;
4 eine Draufsicht der Profilleiste gemäß 2;
5 eine Seitenansicht der Profilleiste gemäß 2 längs einer in 4 mit V - V bezeichneten Schnittebene;
6 eine Seitenansicht der Profilleiste gemäß 2 längs einer in 4 mit VI - VI bezeichneten Schnittebene;
7 eine Seitenansicht einer Profilleistenanordnung, mit einer Profilleiste gemäß 2, einer Windschutzscheibe und einer Wasserkastenabdeckung, entsprechend einer in 4 mit V - V bezeichneten Schnittebene der Profilleiste;
8 eine Seitenansicht der Profilleistenanordnung gemäß 7, längs einer in 4 mit VI - VI bezeichneten Schnittebene der Profilleiste;
9 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Profilleiste;
10 eine Draufsicht der Profilleiste gemäß 9;
11 eine Seitenansicht der Profilleiste gemäß 9 längs einer in 10 mit XI - XI bezeichneten Schnittebene;
12 eine Seitenansicht der Profilleiste gemäß 9 längs einer in 10 mit XII - XII bezeichneten Schnittebene;
13 eine Seitenansicht einer Profilleistenanordnung, mit einer Profilleiste gemäß 9, einer Windschutzscheibe und einer Wasserkastenabdeckung, entsprechend einer in 10 mit XI - XI bezeichneten Schnittebene der Profilleiste;
14 ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines für ein Kunststoffmaterial einer Profilleiste bevorzugten thermoplastischen Kunststoffs; und
15 ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines für ein Kunststoffmaterial einer Profilleiste bevorzugten Elastomers.

In 1 ist der vordere Teil eines Kraftfahrzeugs 10 schematisch dargestellt. Das Kraftfahrzeug 10 weist drei zueinander senkrechte Fahrzeugachsen auf, nämlich eine Fahrzeuglängsachse „x“, eine Fahrzeugquerachse „y“ und eine Fahrzeughochachse „z“.
Das Kraftfahrzeug 10 weist einen Vorderwagen 12 mit einer Fronthaube 14 auf. Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner ein Dachteil 16, zwei A-Säulen 18 und zwei Kotflügel 20 auf.
Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner eine Windschutzscheibe 22 auf, die zwischen der Fronthaube 14 und dem Dachteil 16 und zwischen den A-Säulen 18 angeordnet ist.
Die Windschutzscheibe 22 weist eine Neigung auf, sodass eine in Einbaulage obere Berandung der Windschutzscheibe an das Dachteil 16 angrenzt und eine in Einbaulage untere Berandung benachbart zu einem in Fahrzeuglängsrichtung gesehen hinteren Ende der Fronthaube 14 angeordnet ist. Die untere Berandung der Windschutzscheibe 22 grenzt an eine Wasserkastenabdeckung 24 an. Zwischen Windschutzscheibe 22 und Wasserkastenabdeckung 24 ist eine in 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnete Profilleiste vorgesehen.
Die Profilleiste 26 erstreckt sich im Wesentlichen in Richtung der Fahrzeugquerachse y, weist aber auch eine der Krümmung der Windschutzscheibe 22 entsprechende Krümmung auf. Diese Krümmung bezieht sich im Wesentlichen auf die Fahrzeughochachse z, aber auch auf die Fahrzeuglängsachse x.
Der im Einbauzustand am Kraftfahrzeug 10 sichtbare Teil der Profilleiste 26 ist durch die Außenseite 28 eines Dichtelements 30 der Profilleiste 26 gebildet, vgl. 2. Die Außenseite 28 des Dichtelements 30, eine Außenseite 32 der Windschutzscheibe 22 und eine Außenseite 34 der Wasserkastenabdeckung 24 sind miteinander bündig, vgl. 7. Auf diese Weise entsteht ein aerodynamisch günstiger Übergang zwischen der Wasserkastenabdeckung 24 und der Windschutzscheibe 22.
Die Profilleiste 26 weist einen ersten Verbindungsabschnitt 36 auf, der zur Verbindung mit einer Unterseite 38 der Windschutzscheibe 22 dient, vgl. 7.
Die Profilleiste 26 weist ferner einen zweiten Verbindungsabschnitt 40 auf, der im Querschnitt U- oder V-förmig ausgebildet ist und der zur Verbindung mit einem stegförmigen Rastabschnitt 42 der Wasserkastenabdeckung 24 dient, vgl. 7.
Zwischen den Verbindungsabschnitten 36 und 40 (bezogen auf den Querschnitt der Profilleiste 26) ist ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 44 bezeichneter Funktionsbereich vorgesehen. Der Funktionsbereich 44 umfasst einen Körper 46 aus Kunststoffmaterial, beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE).
Der Körper 46 dient als unterseitiger Träger des Dichtelements 30, das beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt ist, das vorzugsweise weicher eingestellt ist als der Werkstoff des Körpers 46.
Der Körper 46 dient ferner als Träger für ein lippenförmiges Rastelement 49, welche lösbar mit dem Rastabschnitt 42 der Wasserkastenabdeckung 24 verrastbar ist. Das Rastelement 49 besteht beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer, das vorzugsweise weicher eingestellt ist als der Werkstoff des Körpers 46.
Das Material der Dichtlippe 30 und das Material des Rastelements 49 können unterschiedlich oder identisch sein.
Der Funktionsbereich 44 weist zusätzlich zu dem Körper 46 eine Verstärkungseinlage 48 auf, die vorzugsweise aus Edelstahl gebildet ist und in dem Funktionsbereich 44 von dem Material des Körpers 46 (bezogen auf den Querschnitt der Profilleiste 26) ummantelt ist.
Die Verstärkungseinlage 48 ist in 3 als einzelnes Bauteil dargestellt. Sie umfasst einen in Längsrichtung der Profilleiste 26 durchgängigen Materialsegmentträger 50. Von diesem ragen finger- oder zinkenartig Materialsegmente 52 ab, die gemeinsam mit nachfolgend beschriebenen Materialaussparungen 56 den ersten Verbindungsabschnitt 36 bilden.
Die Materialsegmente 52 erstrecken sich in zueinander parallelen Richtungen und sind bezogen auf die Längsrichtung der Profilleiste 26 und des Materialsegmentträgers 50 zueinander beabstandet. Diese Abstände sind durch schlitzförmige Materialaussparungen 56 gebildet, die sich zwischen einer dem Funktionsbereich 44 abgewandten Berandung 54 der Verstärkungseinlage 48 und dem Funktionsbereich 44 erstrecken (vgl. auch 4, in welcher der Verlauf von zwei Materialaussparungen 56 zwischen der Berandung 54 und dem Funktionsbereich 44 in der Draufsicht und durch gestrichelte Linien angedeutet erkennbar ist).
Die Verstärkungseinlage 48 weist ferner Materialsegmente 58 auf, die finger- oder zinkenartig von dem Materialsegmentträger 50 abragen und gemeinsam mit schlitzförmigen Materialaussparungen 60 den zweiten Verbindungsabschnitt 40 bilden, vgl. 3 und 4. Die Materialsegmente 58 erstrecken sich zwischen dem Materialsegmentträger 50 und einer dem Funktionsbereich 44 abgewandten Berandung 62 der Verstärkungseinlage 48.
In Längsrichtung des Materialsegmentträgers 50 gesehen sind jeweils ein Materialsegment 52 des ersten Verbindungsabschnitts 36 und ein Materialsegment 58 des zweiten Verbindungsabschnitts 40 auf derselben Höhe angeordnet. Hierzu in Längsrichtung des Materialsegmentträgers 50 gesehen versetzt ragen von dem Materialsegmentträger 50 zusätzliche Materialsegmente 64 ab. Diese sind in Längsrichtung des Materialsegmentträgers 50 gesehen ebenfalls zueinander beabstandet. Die zusätzlichen Materialsegmente 64 verstärken den Körper 46 des Funktionsbereichs 44.
Alterntiv oder zusätzlich zu den zusätzlichen Materialsegmenten 64 kann in dem Körper 46 des Funktionsbereichs 44 auch eine von der Verstärkungseinlage 48 separate, weitere Verstärkungseinlage vorgesehen sein, für welche dieselben Materialien in Frage kommen, die oben bereits im Zusammenhang mit der Verstärkungseinlage 48 erwähnt wurden. Die weitere Verstärkungseinlage kann in Längsrichtung der Profilleiste durchgängig sein (vergleichbar dem Materialsegmentträger 50).
Die vorstehend beschriebene Geometrie der Verstärkungseinlage 48 ermöglicht eine einfache und mit nur geringen Rückstellkräften behaftete Anpassung der Profilleiste 26 an die Krümmung der in Einbaulage unteren Berandung der Windschutzscheibe 22.
Der Materialsegmentträger 50 verläuft auf Höhe des Funktionsbereichs 44 in einem neutralen Bereich, der bei einer Anpassung der Krümmung der Profilleiste 26 an die Krümmung der Windschutzscheibe 22 im Wesentlichen weder gedehnt noch gestaucht wird. Der Abstand zwischen den zusätzlichen Materialsegmenten 64 bleibt daher bei einer Veränderung der Krümmung der Profilleiste 26 im Wesentlichen unverändert.
Der erste Verbindungsabschnitt 36 wird, wie in 3 mit Stauchungspfeilen 66 angedeutet, bei einer Anpassung der Krümmung der Profilleiste 26 an die Krümmung der Windschutzscheibe 22 gestaucht; hierbei verkleinern sich die Abstände zwischen den Materialsegmenten 52 insbesondere im Bereich der Berandung 54.
Der zweite Verbindungsabschnitt 40 wird, wie in 3 mit Dehnungspfeilen 68 angedeutet, bei einer Anpassung der Krümmung der Profilleiste 26 an die Krümmung der Windschutzscheibe 22 gedehnt, und hierbei vergrößern sich die Abstände zwischen den Materialsegmenten 58 insbesondere im Bereich der Berandung 62.
Zur Montage einer in 7 dargestellten, insgesamt mit dem Bezugszeichen 70 bezeichneten Profilleistenanordnung ist ein Klebeelement 72 vorgesehen, das beispielsweise in Form eines doppelseitigen Klebebands an dem ersten Verbindungsabschnitt 36 der Profilleiste 26 oder an der Unterseite 38 der Windschutzscheibe 22 vorgehalten wird und zur Verklebung der Materialsegmente 52 des ersten Verbindungsabschnitts 36 mit der Unterseite 38 der Windschutzscheibe 22 dient.
Es entsteht eine Baugruppe, welche die Profilleiste 26 und die Windschutzscheibe 22 umfasst. Diese Baugruppe wird mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs 10 gefügt, vorzugsweise durch Verklebung der Windschutzscheibe 22 an der Karosserie des Kraftfahrzeugs, was nachfolgend noch unter Bezugnahme auf ein weiteres Ausführungsbeispiel und auf 13 beschrieben wird.
Nach Befestigung der die Windschutzscheibe 22 und die Profilleiste 26 umfassenden Baugruppe an dem Kraftfahrzeug 10 wird die Wasserkastenabdeckung 24 durch einfaches Einführen des Rastabschnitts 42 in den zweiten Verbindungsabschnitt 40 und durch rastende Verbindung mit dem Rastelement 49 mit der Profilleiste 26 verbunden.
Bei dem vorstehend unter Bezugnahme auf 2 bis 8 beschriebenen Ausführungsbeispiel liegen die Materialsegmente 52 und 58 der Verbindungsabschnitte 36 und 40 frei; diese sind also nicht oder nur abschnittsweise mit dem Kunststoffmaterial des Körpers 46 des Funktionsbereichs 44 umhüllt.
Die in 9 bis 13 abgebildete Ausführungsform einer Profilleiste 26 unterscheidet sich dahingehend von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, dass die Materialsegmente 52 des ersten Verbindungsabschnitts 36 und die Materialsegmente 58 des zweiten Verbindungsabschnitts 40 von einem Umhüllungsmaterial 74 umhüllt sind. Dabei ist das Umhüllungsmaterial 74 in Längsrichtung der Profilleiste 26 gesehen vorzugsweise durchgängig. Das Umhüllungsmaterial 74 ist insbesondere identisch zu dem Kunststoffmaterial des Körpers 46 des Funktionsbereichs 44, es kann jedoch auch von diesem verschieden sein.
Das Umhüllungsmaterial 74, welches die in dem zweiten Verbindungsabschnitt 40 angeordneten Materialsegmente 58 umhüllt, kann als Träger für einen Zusatzmaterialbereich 76 dienen, welcher in dem zweiten Verbindungsabschnitt 40 vorgesehen ist, und zwar auf einer der Wasserkastenabdeckung 24 abgewandten Unterseite des zweiten Verbindungsabschnitts 40. Der Zusatzmaterialbereich 76 kann aus einem von dem Umhüllungsmaterial 74 verschiedenen Material hergestellt sein, beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer, das vorzugsweise weicher eingestellt ist als der Werkstoff des Körpers 46 und/oder als das Umhüllungsmaterial 74.
Das Material des Zusatzmaterialbereichs 76 und das Material der Dichtlippe 30 und/oder das Material des Rastelements 49 können unterschiedlich oder identisch sein.
Der Zusatzmaterialbereich 76 dient als Abstützung für eine karosserieseitige Auflage 78 des Kraftfahrzeugs 10. Dieselbe oder ein hiervon unterschiedliches Karosserieteil des Kraftfahrzeugs 10 dient dazu, die Windschutzscheibe 22 mittels einer Verklebung 80 an der Karosserie des Kraftfahrzeugs 10 zu befestigen, vgl. 13. Diese Art der Befestigung der Windschutzscheibe 22 ist auch für die vorstehend unter Bezugnahme auf 2 bis 8 beschriebene Ausführungsform bevorzugt.
14 zeigt für das Beispiel eines thermoplastischen Kunststoffs, beispielsweise PVC/ABS, Polypropylen oder Polyethylen, ein typisches Spannungs-Dehnungs-Diagramm. Bei Verwendung eines solchen Materials für den Körper 46 des Funktionsbereichs 44 (und ggf. als Umhüllungsmaterial 74) ist es bevorzugt, dass die Streckdehnung ε_S dieses Materials maximal ca. 10% beträgt.
15 zeigt für das Beispiel eines Elastomers, beispielsweise TPE, ein typisches Spannungs-Dehnungs-Diagramm, bei dem eine Streckdehnung nicht definiert ist, da sich ein solcher Kunststoff bis zur Erreichung einer Reißdehnung ε_R elastisch verformt, sich also bei Wegnahme einer eine Dehnung bewirkenden äußeren Kraft wieder in den Ausgangszustand zurückverformt. Daher eignet sich TPE besonders gut zur Verwendung als Material für den Körper 46 des Funktionsbereichs 44 (und ggf. als Umhüllungsmaterial 74).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20008555 U1 [0002, 0004]
EP 3037292 A1 [0002]
WO 2006/002891 A1 [0004]

Claims

Profilleistenanordnung (70), mit einer Profilleiste (26), die einen ersten Verbindungsabschnitt (36) zur Verbindung mit einer Berandung einer Windschutzscheibe (22) und einen zweiten Verbindungsabschnitt (40) zur Verbindung mit einer zu der Windschutzscheibe (22) benachbarten Wasserkastenabdeckung (24) aufweist, wobei eine Außenseite (32) der Windschutzscheibe (22) und eine Außenseite (34) der Wasserkastenabdeckung (24) vorzugsweise miteinander bündig sind, wobei die Profilleiste (26) einen zwischen den beiden Verbindungsabschnitten (36, 40) angeordneten Funktionsbereich (44) aufweist, der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist und mit einer Verstärkungseinlage (48) verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verstärkungseinlage (48) in den ersten Verbindungsabschnitt (36) und/oder in den zweiten Verbindungsabschnitt (40) hinein erstreckt und in Längsrichtung der Profilleiste (26) zueinander versetzte Materialaussparungen (56, 60) aufweist, die sich in dem ersten Verbindungsabschnitt (36) und/oder in dem zweiten Verbindungsabschnitt (40) von einer dem Funktionsbereich (44) abgewandten Berandung (54, 62) in Richtung auf den Funktionsbereich (44) erstrecken.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsabschnitt (36) einen geradlinigen Querschnitt aufweist.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verbindungsabschnitt (40) einen U- oder V-förmigen Querschnitt aufweist.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsabschnitt (36) und/oder der zweite Verbindungsabschnitt (40) durch die Verstärkungseinlage (48) selbst gebildet ist oder sind.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungseinlage (48) in dem ersten Verbindungsabschnitt (36) und/oder in dem zweiten Verbindungsabschnitt (40) zumindest abschnittsweise mit einem Umhüllungsmaterial (74) umhüllt ist, das vorzugsweise mit dem Kunststoffmaterial des Funktionsbereichs (44) identisch ist.
Profilleistenanordnung (70) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Umhüllungsmaterial (74) und das Kunststoffmaterial stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klebeelement (72) zur Verklebung des ersten Verbindungsabschnitts (36) und der Windschutzscheibe (22) vorgesehen ist.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsbereich (44) eine Dichtfunktion hat und/oder ein Dichtelement (30) zur Anordnung in einem Stoßbereich zwischen der Windschutzscheibe (22) und der Wasserkastenabdeckung (24) aufweist.
Profilleistenanordnung (70) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (30) eine Außenseite (28) aufweist, die mit der Außenseite (32) der Windschutzscheibe (22) und der Außenseite (34) der Wasserkastenabdeckung (24) bündig ist.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsbereich (44) eine Rastfunktion hat und/oder ein Rastelement (49) aufweist, das gemeinsam mit dem zweiten Verbindungsabschnitt (40) zur Verrastung eines Rastabschnitts (42) der Wasserkastenabdeckung (24) dient.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungseinlage (48) aus Metall besteht, vorzugsweise aus Stahl, insbesondere aus Edelstahl.
Profilleistenanordnung (70) einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungseinlage (48) aus einem von dem Kunststoffmaterial des Funktionsbereichs (44) verschiedenen, zweiten Kunststoffmaterial besteht oder ein solches umfasst.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialaussparungen (56, 60) in der Verstärkungseinlage (48) ausgebildete Schlitze sind.
Profilleistenanordnung (70) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze zueinander parallel verlaufen.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialaussparungen (56, 60) in Längsrichtung der Profilleiste (26) gesehen mit Materialsegmenten (52, 58) alternierend angeordnet sind.
Profilleistenanordnung (70) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Längsrichtung der Profilleiste (26) gemessene Breite aller Materialsegmente (52, 58) maximal um den Faktor 3 größer ist als eine in Längsrichtung der Profilleiste (26) gemessene Breite aller Materialaussparungen (56, 60).
Profilleistenanordnung (70) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialsegmente (52, 58) sich ausgehend von einem Materialsegmentträger (50) erstrecken, der in dem Funktionsbereich (44) angeordnet ist und in Längsrichtung der Profilleiste (26) gesehen durchgängig ist.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte des Kunststoffmaterials des Funktionsbereichs (44) und/oder des Umhüllungsmaterials (74) nach Anspruch 5 oder 6 maximal 70 Shore D beträgt, vorzugsweise maximal 65 Shore D, insbesondere maximal 60 Shore D.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte des Kunststoffmaterials des Funktionsbereichs (44) und/oder des Umhüllungsmaterials (74) nach Anspruch 5 oder 6 maximal 55 Shore D beträgt, insbesondere maximal 95 Shore A.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial des Funktionsbereichs (44) und/oder das Umhüllungsmaterial (74) nach Anspruch 5 oder 6 bei einer Dehnung aus einem entspannten Ausgangszustand um 10% eine Zugspannung aufweist oder aufweisen, die maximal 45 MPa, vorzugsweise maximal 38 MPa, insbesondere maximal 32 MPa, beträgt.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial des Funktionsbereichs (44) und/oder das Umhüllungsmaterial (74) nach Anspruch 5 oder 6 bei einer Dehnung aus einem entspannten Ausgangszustand um 10% eine Zugspannung aufweist oder aufweisen, die maximal 25 MPa, vorzugsweise maximal 15 MPa, insbesondere maximal 10 MPa, beträgt.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf einen entspannten Ausgangszustand bezogene Streckdehnung (ε_S) des Kunststoffmaterials des Funktionsbereichs (44) und/oder des Umhüllungsmaterials (74) nach Anspruch 5 oder 6 maximal 10% beträgt.
Profilleistenanordnung (70) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial des Funktionsbereichs (44) und/oder das Umhüllungsmaterial (74) nach Anspruch 5 oder 6 aus einem Elastomer gebildet ist oder sind oder zumindest zu 50 Gewichtsprozent aus einem Elastomer besteht oder bestehen.
Profilleistenanordnung (70) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer ein thermoplastisches Elastomer ist.