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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines flächigen Kraftfahrzeugkunststoffbauteils mit den Schritten: Ausbilden eines ersten Teilbauteils mit einer ersten Anschlusskonfiguration aus formsteifem Kunststoff zur Befestigung an einem ersten weiteren Kraftfahrzeugbauteil, Ausbilden eines zweiten Teilbauteils mit einer zweiten Anschlusskonfiguration aus einem Elastomerwerkstoff zur elastischen Anlage an einem zweiten weiteren Kraftfahrzeugbauteil und dauerhaftes Verbinden des ersten Teilbauteils mit dem zweiten Teilbauteil, wobei mindestens eine der beiden Anschlusskonfigurationen zumindest teilweise durch Formspritzen und/oder Formschäumen ausgebildet wird.
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Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes flächiges Kraftfahrzeugkunststoffbauteil. Bei dem Kraftfahrzeugkunststoffbauteil kann es sich insbesondere um ein sogenanntes Luftleitbauteil handeln, mit dem einem Wärmetauscher Luft zugeführt wird, die durch ein Lufteinlassgitter in den Motorraum eines Kraftfahrzeugs eintritt. Dabei muss das Luftleitbauteil Lagetoleranzen und Relativbewegungen des Lufteinlassgitters gegenüber dem Wärmetauscher im Betrieb des Kraftfahrzeugs überbrücken.
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STAND DER TECHNIK
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Luftleitbauteile für Kraftfahrzeuge werden typischerweise insgesamt durch Formspritzen in Formwerkzeugen hergestellt. Um dabei sowohl die erste Anschlusskonfiguration aus formsteifem Kunststoff als auch die zweite Anschlusskonfiguration aus Elastomerwerkstoff auszubilden, wird entweder ein Halbzeug von einem Formwerkzeug in ein anderes Formwerkzeug umgesetzt, um in dem anderen Formwerkzeug die noch fehlende Anschlusskonfiguration anzuspritzen, oder es wird ein aufwändiges Werkzeug mit einer zunächst durch einen Schieber blockierten Teilkavität für die zweite Anschlusskonfiguration verwendet. In jedem Fall sind die für das Formspritzen der Luftleitbauteile verwendeten Formwerkzeuge aufwändig und rentieren sich nur für in großen Stückzahlen hergestellte Luftleitbauteile.
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Bei Kraftfahrzeugen mit verschiedenen Modellvarianten können sich Kombinationen von ersten und zweiten Anschlusskonfigurationen an Luftleitbauteilen ergeben, die nur in sehr kleinen Stückzahlen benötigt werden. Die Herstellung dieser Luftleitbauteile in Formspritzwerkzeugen ist wegen der Werkzeugkosten unwirtschaftlich.
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Grundsätzlich wäre es möglich, nur in kleiner Stückzahl benötigte Luftleitbauteile durch hybriden 3D-Druck herzustellen. Auch hiermit wären jedoch wegen der Abmessungen der Luftleitbauteile und der Notwendigkeit von 3D-Druckern, die sowohl formsteifen Kunststoff als auch Elastomerwerkstoff drucken können, hohe Kosten verbunden.
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Aus der
WO 2016/206812 A1 ist ein modularer Fluidverteiler für ein Heiz- und/oder Kühlsystem bekannt. Der bekannte Fluidverteiler umfasst mindestens zwei Verteilersegmente sowie zwei Abschlusselemente. Die Verteilersegmente umfassen jeweils einen fluiddichten Segmentkörper mit Verbindungselementen zur Erzeugung einer Verbindung zwischen zwei Verteilersegmenten oder zwischen einem Verteilersegment und einem Abschlusselement. Die Verteilersegmente umfassen im Bereich der Verbindungselemente weiterhin mindestens ein Sicherungselement, das mit einem Aufnahmeelement im Bereich des anderen Verbindungselements eines anderen Verteilersegments reversibel in Eingriff bringbar ist. Das Herstellen der Verteilersegmente und der Abschlusselemente des bekannten modularen Fluidverteilers erfolgt bevorzugt durch Spritzguss aus PVC, HDPE, PA, Polypropylen und insbesondere PP-R. Der bekannte modulare Fluidverteiler sowie einzelne Teile davon sollen aber auch zeilenweise oder schichtweise unter Verwendung eines zeilenaufbauenden oder schichtaufbauenden Fertigungsverfahrens, z. B. 3D-Druck, hergestellt werden können.
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Aus der
DE 10 2005 047 955 B3 ist eine Vorrichtung zur Abdichtung zwischen einem Lenkgetriebegehäuse und einem Stirnwandblech bekannt. Die Vorrichtung weist einen aus hartem Kunststoff hergestellten Basiskörper auf, an den ein Abdichtmantel aus EPDM-Elastomerwerkstoff anvulkanisiert und ein Dichtkörper aus Schaumstoff angeklebt ist.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines flächigen Kraftfahrzeugkunststoffbauteils und ein entsprechendes Kraftfahrzeugkunststoffbauteil aufzuzeigen, die auch bei kleinen Stückzahlen des Kraftfahrzeugkunststoffbauteils wirtschaftlich realisiert werden können.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch flächige Kraftfahrzeugkunststoffbauteile mit den Merkmalen der unabhängigen Patentanspruchs 6 und 10 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkunststoffbauteils.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines flächigen Kraftfahrzeugkunststoffbauteils werden ein erstes und ein zweites Teilbauteil zunächst separat voneinander ausgebildet. Das erste Teilbauteil umfasst eine erste Anschlusskonfiguration, die aus formsteifem Kunststoff ausgebildet ist und zur Befestigung an einem ersten weiteren Kraftfahrzeugbauteil dient. Das zweite Teilbauteil umfasst eine zweite Anschlusskonfiguration, die aus einem Elastomerwerkstoff ausgebildet ist und zur elastischen Anlage an einem zweiten weiteren Kraftfahrzeugbauteil dient. Dabei wird mindestens eine der beiden Anschlusskonfigurationen zumindest teilweise durch Formspritzen und/oder Formschäumen ausgebildet. Außerdem wird mindestens eines der beiden Teilbauteile zumindest teilweise durch formfreies Materialablegen ausgebildet. Dann werden die beiden Teilbauteile dauerhaft miteinander verbunden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das flächige Kraftfahrzeugkunststoffbauteil aus mindestens zwei Materialien, d. h. dem formsteifen Kunststoff und dem Elastomerwerkstoff, und unter Anwendung von mindestens zwei verschiedenen Herstellungstechniken, nämlich dem Formspritzen und/oder Formschäumen einerseits und dem formfreien Materialablegen andererseits, hergestellt. Dabei kann es sich bei dem formfreien Materialablegen sowohl um 3D-Druck als auch um Techniken handeln, bei denen beispielsweise das jeweilige Material zur Ausbildung des jeweiligen Teilbauteils lokal mit einem Miniextruder abgelegt wird. Ein derartiges Materialablegen mit einem Miniextruder ist sehr viel schneller als 3D-Druck, was in der Regel mit einer geringeren räumlichen Auflösung der Materialablage erkauft wird. Die auch bei einer derartigen schnelleren Materialablage erreichte räumliche Auflösung ist aber für Kraftfahrzeugkunststoffbauteile, insbesondere wenn sie zur Anordnung im Motorraum vorgesehen sind, d. h. nicht das äußere Erscheinungsbild des jeweiligen Kraftfahrzeugs bestimmen, in aller Regel unkritisch.
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Das erfindungsgemäße Verfahren macht von dem formfreien Materialablegen in einem begrenzten Umfang Gebrauch, der aber so groß sein kann, dass damit die Anpassung des jeweiligen Kraftfahrzeugkunststoffbauteils an unterschiedliche Modellkonfigurationen erfolgen kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt dabei die Möglichkeiten des formfreien Materialablegens vorzugsweise auch, um spezielle Verbindungskonfigurationen zum dem Rest des jeweiligen Teilbauteils und/oder zu dem anderen Teilbauteil auszubilden, um damit ein dauerhaft zusammenhängendes Teilbauteil herzustellen bzw. das dauerhafte Verbinden der Teilbauteile zu unterstützen. Eine derartige spezielle Verbindungskonfiguration kann insbesondere eine Nut oder nutförmige Bereiche umfassen, in der eine komplementäre Verbindungskonfiguration des Rests des jeweiligen Teilbauteils und/oder zu des anderen Teilbauteils angeordnet und festgelegt werden kann.
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Zusätzlich macht das erfindungsgemäße Verfahren von einer formgebundenen Herstellungstechnik, dem Formspritzen und/oder Formschäumen, Gebrauch, um insbesondere die Bereiche des Kraftfahrzeugkunststoffbauteils, die über verschiedene Modellkonfigurationen hinweg keinen Variationen unterliegen, so dass sich die Anschaffung eines Formwerkzeugs lohnt, mit hoher Präzision zu geringen zusätzlichen Stückkosten und schnell herzustellen.
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Auch beim Formspritzen und/oder Formschäumen der mindestens einen Anschlusskonfiguration können spezielle Verbindungskonfigurationen zu dem jeweiligen Teilbauteil und/oder zu dem anderen Teilbauteil ausgebildet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jedoch mindestens eines der beiden Teilbauteile unter Heraustrennen aus einem insgesamt durch Formspritzen und/oder Formschäumen ausgebildeten Kunststoffformteil ausgebildet, das dieselbe Anschlusskonfiguration wie das mindestens eine der Teilbauteile umfasst. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird also insbesondere für das mindestens eine der Teilbauteile auf ein Großserienkraftfahrzeugkunststoffbauteil zurückgegriffen. Dieses Großserienkraftfahrzeugkunststoffbauteil wird so weit verwendet, wie es mit dem erfindungsgemäß hergestellten Kraftfahrzeugkunststoffbauteil identisch bzw. mit dessen Herstellung kompatibel ist. Der Rest wird abgetrennt, verworfen und durch ein oder mehrere weitere Teilbauteile ersetzt. Bei mindestens einem dieser weiteren Teilbauteile kommt dann das formfreie Materialablegen zum Einsatz. Bei der Heraustrennen des mindestens einen Teilbauteils aus dem insgesamt durch Formspritzen und/oder Formschäumen ausgebildeten Kunststoffformteil bleibt an der Trennstelle häufig keine spezielle Verbindungskonfiguration zu dem anderen Teilbauteil zurück, so dass diese Verbindungskonfiguration dann vollständig an dem anderen Teilbauteil auszubilden ist. Dazu kann erfindungsgemäß das formfreie Materialablegen genutzt werden.
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In einer anderen Ausführungsform der Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der mindestens eines der Teilbauteile unter Heraustrennen aus einem insgesamt durch Formspritzen und/oder Formschäumen ausgebildeten Kunststoffformteil ausgebildet wird, handelt es sich bei diesem Kunststoffformteil um ein solches, das zwar dieselbe Anschlusskonfiguration wie das mindestens eine der Teilbauteile umfasst, aber selbst kein Kraftfahrzeugkunststoffbauteil des Typs ist, wie es erfindungsgemäß hergestellt ist, sondern an seine Anschlusskonfiguration anschließend einen skelettierten Bereich mit Stützstreben aufweist. Dieser skelettierte Bereich wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf das Maß zugeschnitten oder abgelängt, wie er für das erfindungsgemäß herzustellende Kraftfahrzeugkunststoffbauteil als Unterkonstruktion für eine tiefgezogene Kunststofffolie genutzt wird, die dann den skelettierten Bereich mit den Stützstreben bis zu dem anderen Teilbauteil hin abdeckt. Die tiefgezogene Kunststofffolie kann dabei schon an das nur in kleiner Serie herzustellende Kraftfahrzeugkunststoffbauteil angepasst sein. Hierfür wird dann zwar auch ein spezielles Tiefziehwerkzeug benötigt. Ein solches Tiefziehwerkzeug für Kunststofffolien ist aber mit sehr viel geringeren Werkzeugkosten verbunden als ein Formspritz- oder Formschäumwerkzeug.
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Neben einer solchen auf Stützstrebe befestigten tiefgezogenen Kunststofffolie kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren neben dem ersten Teilbauteil und dem zweiten Teilbauteil auch ein drittes Teilbauteil zum Einsatz kommen, das zwischen dem ersten Teilbauteil und dem zweiten Teilbauteil angeordnet wird, wenn diese dauerhaft miteinander verbunden werden. Das heißt, das erste und das zweite Teilbauteil müssen bei der dauerhaften Verbindung nicht direkt miteinander verbunden sein, sondern diese Verbindung kann über das dritte Teilbauteil erfolgen.
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Dieses dritte Teilbauteil kann ebenfalls unter Tiefziehen einer Kunststofffolie ausgebildet werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann insbesondere eines der Teilbauteile, die dann dauerhaft miteinander verbunden werden, vollständig durch formfreies Materialablegen ausgebildet werden. Dieses Teilbauteil kann insbesondere das mit der Anschlusskonfiguration aus dem Elastomerwerkstoff sein. Ein weiteres Teilbauteil kann vollständig durch Formspritzen ausgebildet sein oder - wie bereits ausgeführt - aus einem vollständig durch Formspritzen herstellten Kunststoffformteil herausgetrennt werden. Dieses weitere Teilbauteil umfasst insbesondere die Anschlusskonfiguration aus dem formsteifen Kunststoff. Dabei wird die hohe Genauigkeit ausgenutzt, mit der derartige aus formsteifem Kunststoff formgespritzte Bauteile schnell ausbildbar sind, um beispielsweise auch Anschlusskonfigurationen zum Verrasten des erfindungsgemäß hergestellten Kraftfahrzeugkunststoffbauteils mit dem ersten weiteren Kraftfahrzeugbauteil auszubilden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Teilbauteile z. B. durch Verrasten und/oder Verstemmen und/oder Vernieten und/oder Verschrauben und/oder Verkleben und/oder Verschweißen, wie beispielsweise Laserschweißen oder Ultraschallschweißen, dauerhaft miteinander verbunden werden.
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Ein erfindungsgemäßes flächiges Kraftfahrzeugkunststoffbauteil weist ein erstes Teilbauteil mit einer ersten Anschlusskonfiguration aus formsteifem Kunststoff zur Befestigung an einem ersten weiteren Kraftfahrzeugbauteil, ein zweites Teilbauteil mit einer zweiten Anschlusskonfiguration aus einem Elastomerwerkstoff zur elastischen Anlage an einem zweiten weiteren Kraftfahrzeugbauteil und eine dauerhafte Verbindung des ersten Teilbauteils mit dem zweiten Teilbauteil auf. Die dauerhafte Verbindung verbindet die beiden separat ausgebildeten Bauteile, wobei mindestens eine der beiden Anschlusskonfigurationen zumindest teilweise durch Formspritzen und/oder Formschäumen und mindestens eines der beiden Teilbauteile ist zumindest teilweise durch formfreies Materialablegen ausgebildet ist.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugkunststoffbauteil ist insbesondere insoweit flächig, als dass es senkrecht zu seiner nicht notwendigerweise ebenen Haupterstreckungsfläche nur eine geringe Erstreckung aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugkunststoffbauteil kann auch als im Wesentlichen zweidimensional bezeichnet werden.
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Mindestens eines der beiden Teilbauteile kann zu dem anderen der beiden Teilbauteile hin mit einer Trennkante enden und bis zu der Trennkante hin vollständig durch Formspritzen und/oder Formschäumen ausgebildet sein. Gleichzeitig kann insbesondere dieses mindestens eine der beiden Teilbauteile an seine Anschlusskonfiguration anschließend einen skelettierten Bereich mit Stützstreben aufweisen, auf dem eine tiefgezogene Kunststofffolie befestigt ist.
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Das erste Teilbauteil kann auch unter Zwischenordnung eines dritten Teilbauteils mit dem zweiten Teilbauteil dauerhaft verbunden sein. Dieses dritte Teilbauteil kann ebenfalls eine tiefgezogene Kunststofffolie umfassen.
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Eines der Teilbauteile kann vollständig durch formfreies Materialablegen ausgebildet sein. Gleichzeitig kann ein anderes der Teilbauteile vollständig durch Formspritzen und/oder Formschäumen ausgebildet sein.
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Die Teilbauteile können durch Form- und/oder Kraft- und/oder Stoffschluss und/oder durch Verbindungselemente dauerhaft miteinander verbunden sein.
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Ein Kraftfahrzeugkunststoffbauteil auf der Basis von zwei dauerhaft miteinander verbundenen Teilbauteilen, wobei mindestens eine von zwei Anschlusskonfigurationen des Kraftfahrzeugkunststoffbauteils, von denen eine aus formsteifem Kunststoff zur Befestigung an einem ersten weiteren Kraftfahrzeugbauteil und eine aus einem Elastomerwerkstoff zur elastischen Anlage an einem zweiten weiteren Kraftfahrzeugbauteil vorgesehen ist, zumindest teilweise durch Formspritzen und/oder Formschäumen ausgebildet ist und wobei eines der beiden Teilbauteile an seine Anschlusskonfiguration anschließend einen skelettierten Bereich mit Stützstreben aufweisen, auf dem eine tiefgezogene Kunststofffolie befestigt ist, ist auch ein eigenständiger Vorrichtungsaspekt der vorliegenden Erfindung. Zu diesem Vorrichtungsaspekt können alle weiteren hier beschriebenen Merkmale des Kraftfahrzeugkunststoffbauteils hinzukommen. Speziell kann der skelettierte Bereich unter Heraustrennen aus einem insgesamt durch Formspritzen und/oder Formschäumen ausgebildeten Kunststoffformteil oder durch formfreies Materialablegen ausgebildet sein.
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Insbesondere handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkunststoffbauteil um ein Luftleitbauteil zur Befestigung über die erste Anschlusskonfiguration an einem Kühlergrillkasten und zur elastischen Anlage über die zweite Anschlusskonfiguration an einem Lufteinlassgitterrahmen eines Kraftfahrzeugs.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
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Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Elastomerwerkstoff die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Elastomerwerkstoff, zwei Elastomerwerkstoffe oder mehr Elastomerwerkstoffe verwendet werden. Die in den Patentansprüchen angeführten Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, die das jeweilige Verfahren oder Erzeugnis aufweist.
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Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
- 1 zeigt zwei Teilbauteile eines erfindungsgemäßen flächigen Kraftfahrzeugkunststoffbauteils.
- 2 zeigt zwei Teilbauteile eines weiteren erfindungsgemäßen flächigen Kraftfahrzeugkunststoffbauteils, das dieselben Anschlusskonfigurationen in einer selben räumlichen Relativlage wie das Kraftfahrzeugkunststoffbauteil gemäß 1 aufweist.
- 3 zeigt drei Teilbauteile eines erfindungsgemäßen flächigen Kraftfahrzeugkunststoffbauteils, das ebenfalls dieselben Anschlusskonfigurationen in derselben Relativlage wie das Kraftfahrzeugkunststoffbauteil gemäß 1 aufweist; und
- 4 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 zeigt zwei Teilbauteile 1 und 2 eines erfindungsgemäßen flächigen Kraftfahrzeugkunststoffbauteils 3 mit Blickrichtung auf deren Haupterstreckungsfläche. Um das flächige Kraftfahrzeugkunststoffbauteil 3 aus den beiden Teilbauteilen 1 und 2 herzustellen, sind diese in einer in Bezug auf 1 horizontalen Richtung aneinanderzufügen und dann dauerhaft miteinander zu verbinden, beispielsweise durch Verschweißen, insbesondere Ultraschall- oder Laserschweißen, oder Verkleben. Auch eine Verrastung oder dergleichen ist möglich. Das Teilbauteil 1 besteht hier aus einem formsteifen Kunststoff 4 und ist aus diesem formsteifen Kunststoff 4 in einem Formwerkzeug formgespritzt. Das Teilbauteil 1 weist eine Anschlusskonfiguration 5 zur Befestigung an einem hier nicht dargestellten ersten weiteren Kraftfahrzeugbauteil auf. Dazu umfasst die Anschlusskonfiguration 5 Rastelemente 6, die beim Zusammenfügen der Anschlusskonfiguration 5 mit dem ersten weiteren Kraftfahrzeugbauteil zu einer automatischen Verrastung führen. Wenn das Kraftfahrzeugkunststoffbauteil 3 ein Luftleitbauteil ist, kann das erste weitere Kraftfahrzeugbauteil z. B. ein Kühlergrillkasten im Motorraum eines Kraftfahrzeugs sein.
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Das zweite Teilbauteil 2 umfasst eine zweite Anschlusskonfiguration 7 aus Elastomerwerkstoff 8 zur elastischen Anlage an einem zweiten weiteren Kraftfahrzeugbauteil. Hierbei kann es sich in dem Beispielfall eines Luftleitbauteils um einen Lufteinlassgitterrahmen handeln. Neben der zweiten Anschlusskonfiguration 7 aus einem Elastomerwerkstoff 8 weist das zweite Teilbauteil 2 auch einen Bereich 9 aus einem formsteifen Kunststoff 10 auf. Das Teilbauteil 2 ist insgesamt durch formfreies Materialablegen hergestellt. Das heißt, sowohl der formsteife Kunststoff 10 als auch der Elastomerwerkstoff 8 sind mit einem entsprechenden 3D-Drucker oder einem Miniextruder linien- oder lagenweise abgelegt worden, um in einer Vielzahl von Ablageschritten die Raumform des zweiten Teilbauteils 2 auszubilden. Dabei wurde beim formfreien Materialablegen auch eine Verbindungskonfiguration 11 zu dem anderen Teilbauteil 1 hin ausgebildet. Die komplementäre Verbindungskonfiguration 12 des anderen Teilbauteils 1 kann hingegen eine Trennkante 13 sein, längs der das Teilbauteil 1 aus einem anderen flächigen Kraftfahrzeugkunststoffbauteil herausgetrennt wurde, das zwar die erste Anschlusskonfiguration 5, aber eine andere zweite und damit nicht passende Anschlusskonfiguration und auch einen anderen nicht passenden angrenzenden Bereich 10 aufwies.
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Bei der Ausführungsform des in Form von noch zwei nicht miteinander verbundenen Teilbauteilen 1 und 2 dargestellten flächigen Kraftfahrzeugkunststoffbauteils 3 gemäß 2 sind zwar die beiden Anschlusskonfigurationen 5 und 7 aus dem formsteifen Kunststoff 4 und dem Elastomerwerkstoff 8 identisch wie in 1 ausgebildet, die Verbindungskonfiguration 11 und die komplementäre Verbindungskonfiguration 12 in Form der Trennkante 13 verlaufen aber anders und hier zwischen dem Elastomerwerkstoff 8 und dem formsteifen Kunststoff 4. Die dadurch nicht mehr geradlinige Trennkante 13 kann durch Laserschneiden, Fräsen oder dergleichen ausgebildet sein. Bei der geraden Trennkante 13 der Ausführungsform des Kraftfahrzeugkunststoffbauteils 3 gemäß 1 ist auch ein Abschneiden mit einer Maschinenschere möglich. Darüber hinaus kann auch das gesamte Teilbauteil 1 gemäß 2 durch Formspritzen aus dem formsteifen Kunststoff 4 ausgebildet sein, einschließlich der komplementären Anschlusskonfiguration 12, wenn diese beispielsweise über mehrere verschiedene flächige Kraftfahrzeugkunststoffbauteile hinweg identisch ausgebildet werden kann und die einzige Anpassung an das jeweilige das Kraftfahrzeugmodell über die unterschiedlich durch formfreies Ablegen hergestellte Anschlusskonfiguration 7 aus dem Elastomerwerkstoff 8 erfolgen kann.
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Die Ausführungsform des flächigen Kraftfahrzeugkunststoffbauteils 3 gemäß 3 weist noch ein drittes Teilbauteil 14 auf. Dabei handelt es sich um eine tiefgezogene und geränderte Kunststofffolie 15. Diese Kunststofffolie 15 schließt mit ihren Rändern 16 und 17 an die Verbindungskonfiguration 12 des ersten Teilbauteils 1 und die Verbindungskonfiguration 11 des zweiten Teilbauteils 2 an. Bei dem fertigen Kraftfahrzeugkunststoffbauteil 3 sind die drei Teilbauteile 1, 14 und 2 dauerhaft miteinander verbunden, dabei ist die tiefgezogene Kunststofffolie 15 auch auf Stützstreben 18 befestigt, die Teil des ersten Teilbauteils 1 sind und an Trennkanten 13 so abgelängt sind, dass sie gerade bis zu der Anschlusskonfiguration 11 des Teilbauteils 2 reichen. Das heißt, das erste Teilbauteil 1 basiert auf einem Kunststoffformteil 19, das längere Stützstreben aufweist, wie mit gestrichelten Linien angedeutet ist, und so in einem Formspritzwerkzeug hergestellt wurde. Längs der Trennkanten 13 wurden die Stützstreben 18 dann für das Kraftfahrzeugkunststoffbauteil 3 passend gekürzt. Das Befestigen der tiefgezogenen Kunststofffolie 15 auf den Stützstreben 18 kann durch Verkleben, Verschweißen oder dergleichen erfolgen. Die Anschlusskonfiguration 11 des zweiten Teilbauteils 2 kann Aufnahmen für die freien Enden der an den Trennkanten 13 abgelängten Stützstreben 18 aufweisen.
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Das Blockdiagramm gemäß 4 zeigt, dass die Teilbauteile 1, 2 und 14, wobei das dritte Teilbauteil 14 optional ist, zunächst in separaten Schritten 21, 22 und 23 ausgebildet werden. Dabei kann das Ausbilden 21 des ersten Teilbauteils 1 auf einem früheren Ausbilden 20 des anderen Kunststoffformteils 19 gemäß 3 durch Formspritzen basieren. Das restliche Ausbilden 21 des ersten Teilbauteils 1 kann dann ein reines Heraustrennen des Teilbauteils 1 aus dem Kunststoffformteil 19 sein. Das Ausbilden 22 des zweiten Teilbauteils 2 umfasst zumindest ein formfreies Materialablegen. Das gesamte Teilbauteil 2 kann durch formfreies Materialablegen ausgebildet werden. Das Ausbilden 23 des dritten Teilbauteils 14 kann insbesondere das Tiefziehen einer Kunststofffolie umfassen. Beim dauerhaften Verbinden 24 der Teilbauteile 1, 2, 14 kommt insbesondere ein Verkleben oder Verschweißen zur Anwendung. Alternativ oder zusätzlich kann ein Verrasten oder Verstemmen oder ein anderes Kraft- oder Formschluss herstellendes Verbindungsverfahrens zur Anwendung kommen. Auch ein Vernieten oder das Einsetzen anderer Verbindungselemente ist möglich.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es wirtschaftlich möglich, flächige Kraftfahrzeugkunststoffbauteile, insbesondere Luftleitbauteile, auch in Kleinserien und Kleinstserien wirtschaftlich herzustellen. Dabei wird vorzugsweise soweit als möglich auf in Formspritzwerkzeugen oder Formschäumwerkzeugen hergestellte Teilbauteile zurückgegriffen. Diese Herstellungstechnik wird mit formfreiem Materialablegen und bedarfsweise auch mit dem Tiefziehen von Kunststofffolien kombiniert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erstes Teilbauteil
- 2
- zweites Teilbauteil
- 3
- Kraftfahrzeugkunststoffbauteil
- 4
- formsteifer Kunststoff
- 5
- erste Anschlusskonfiguration
- 6
- Rastelement
- 7
- zweite Anschlusskonfiguration
- 8
- Elastomerwerkstoff
- 9
- Bereich
- 10
- formsteifer Kunststoff
- 11
- Verbindungskonfiguration
- 12
- Verbindungskonfiguration
- 13
- Trennkante
- 14
- drittes Teilbauteil
- 15
- tiefgezogene Kunststofffolie
- 16
- Rand
- 17
- Rand
- 18
- Stützstrebe
- 19
- Kunststoffformteil
- 20
- Ausbilden Kunststoffformteil 19
- 21
- Ausbilden ersten Teilbauteil 1
- 22
- Ausbilden zweites Teilbauteil 2
- 23
- Ausbilden drittes Teilbauteil 14
- 24
- dauerhaft Verbinden der Teilbauteile
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2016/206812 A1 [0006]
- DE 102005047955 B3 [0007]
