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Die vorliegende Erfindung betrifft Abdeckelement, insbesondere zur äußeren Verkleidung eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen spritzgegossenen Hauptkörper aus einem transparenten oder transluzenten Polymermaterial und, wenigstens zwei Dekorelementen mit einer bestimmungsgemäßen Sichtseite und einer der Sichtseite gegenüberliegenden Rückseite, wobei die Dekorelemente mit dem Hauptkörper über eine Überspritzung der Dekorelemente mit dem Polymermaterial des Hauptkörpers verbunden sind.
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Bei einem Abdeckelement des Standes der Technik besteht das Problem, dass die Dekorelemente in einer Relation zueinander nur sehr aufwendig in einem Spritzgusswerkzeug positioniert werden können und hierfür einzeln in einer der Werkzeughälften des Spritzgusswerkzeuges eingelegt oder dazwischen positioniert werden müssen. Insbesondere bei einer Vielzahl von Dekorelementen von wenigsten 4 oder 6 oder 8 oder 10 Dekorelementen ist eine wirtschaftliche Herstellung dann nicht mehr möglich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Abdeckelement anzugeben, bei welchem die Dekorelemente kostengünstig mit dem Hauptkörper verbunden werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Abdeckelement, insbesondere zur äußeren Verkleidung eines Kraftfahrzeuges, umfassend:
- - einen spritzgegossenen Hauptkörper aus einem transparenten oder transluzenten Polymermaterial und,
- - wenigstens zwei Dekorelementen mit einer bestimmungsgemäßen Sichtseite und einer der Sichtseite gegenüberliegenden Rückseite,
wobei die Dekorelemente mit dem Hauptkörper über eine Überspritzung der Dekorelemente mit dem Polymermaterial des Hauptkörpers verbunden sind, wobei die Dekorelemente spritzgegossene Dekorelemente sind und die Dekorelemente weiterhin über einen an der jeweiligen Rückseite angeformten, gemeinsamen Angussverteiler miteinander verbunden sind, wobei der Angussverteiler abschnittsweise freiliegt. Der Angussverteiler (oft nur als Anguss bezeichnet) ist beim Spritzgießen von Polymermaterial der Teil des sogenannten Spritzlings, welcher eigentlich nicht zum Formteil - hier den Dekorelementen - gehört. Er entsteht durch das in den Zuführungskanälen zur Kavität der Dekorelemente erstarrte Spritzgussmaterial (Schmelze) und sollte möglichst wenig Gewicht haben, um Abfall zu vermeiden. Vorliegend wird selbiger Angussverteiler jedoch nicht als Abfall angesehen, sondern dient bei der Herstellung des Abdeckelementes der Fixierung und Positionierung der Dekorelemente während der Überspritzung der Dekorelemente mit dem Polymermaterial des Hauptkörpers.
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Es können wenigsten 4 oder 6 oder 8 oder 10 Dekorelemente vorgesehen sein.
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Der Angussverteiler kann wenigstens eine lokale Verdickung oder Verjüngung aufweisen, wobei die Verdickung oder die Verjüngung der Anbindung des Abdeckelements zu einem weiteren Bauteil und/oder als Verbindungsbereich zu einem Handlingsystem dient. Der ansonsten üblicherweise als Abfall zu entfernende Angussverteiler wird vorteilhaft an dem Abdeckelement belassen und übernimmt die vorgenannte(n) Zusatzfunktion(en).
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Die Dekorelemente können aus einem Material bestehen, das zu dem Polymermaterial des Hauptkörpers verträglich, artgleich oder identisch ist.
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Die Dekorelemente können auf ihrer Sichtseite eine Strukturierung und/oder eine zusätzliche Beschichtung aufweisen. Eine Strukturierung kann insbesondere eine Nabung oder Verzierungen beinhalten. Eine zusätzliche Beschichtung kann insbesondere eine Metallschicht oder eine farbgebende Schicht umfassen. Die zusätzliche Beschichtung kann aufgedampft, lackiert, aufgedruckt oder aufkaschiert sein. Im Gegensatz zu einem Zweikomponenten Spritzguss ist es so möglich, dass die Dekorelemente ein von dem Material der Dekorelemente abweichendes Aussehen erhalten können.
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Die Dicke des Angussverteilers liegt bevorzugt im Bereich der Wandstärke der Dekorelemente. Während üblicherweise ein Angussverteiler möglichst dünn im Vergleich zu Wandstärke eines spritzgegossenen Dekorelements ausgebildet ist, um Material zu sparen ist vorliegend der Angussverteiler als tragende Struktur vorgesehen und wird insofern abweichend hiervon bevorzugt deutlich dicker ausgebildet.
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Die typische Wanddicke des spritzgegossenen Hauptkörpers kann im Bereich von 1,5 mm bis 3,5 mm, bevorzugt im Bereich von 1,8 mm bis 2,7 mm liegen.
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Das transparente oder transluzente Polymermaterial des Hauptkörpers kann ein Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polyamid, Polyolefin, Polypropylen, Polyethylen, Polyurethan oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer umfassen oder aus einem dieser Materialien bestehen.
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Bevorzugt bildet das Abdeckelement eine Abdeckung für einen Sensor oder eine Abdeckung für eine Radareinheit (Radom) oder eine Abdeckung für eine Kamera oder eine Abdeckung für eine Lidareinheit oder eine Abdeckung für eine Leuchteneinheit oder wird hierfür verwendet.
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Das Abdeckelement kann zusätzlich ein flächig ausgebildetes Heizelement aufweisen. Das Heizelement kann einen Heizdraht umfassen oder durch einen Heizdraht gebildet sein. Der Heizdraht kann auf einer Trägerfolie angeordnet sein. Der als Heizdraht eingesetzte elektrisch leitende Draht kann bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder Nickel oder einer Nickellegierung oder Eisen oder einer Eisenlegierung oder aus Silber oder einer Silberlegierung oder aus Gold oder einer Goldlegierung bestehen. Der als Heizdraht eingesetzte Draht weist bevorzugt einen Durchmesser im Bereich von 40 µm bis 450 µm auf.
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Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Abdeckelementes, insbesondere zur äußeren Verkleidung eines Kraftfahrzeuges, wobei das Abdeckelement einen spritzgegossenen Hauptkörper aus einem transparenten oder transluzenten Polymermaterial und wenigstens zwei Dekorelementen mit einer bestimmungsgemäßen Sichtseite und einer der Sichtseite gegenüberliegenden Rückseite aufweist. Das Verfahren dient insbesondere zur Herstellung eines Abdeckelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder zur Herstellung eines vorstehend beschriebenen Abdeckelementes. Entsprechend können die Dekorelemente und/oder der Hauptkörper wie vorstehend beschrieben ausgebildet sein und in dem Verfahren verwendet werden.
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Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - Bereitstellen von wenigstens zwei Dekorelementen mit einer bestimmungsgemäßen Sichtseite und einer der Sichtseite gegenüberliegenden Rückseite,
- - Anordnen der wenigstens zwei Dekorelemente in einer zwischen wenigstens zwei Werkzeughälften gebildeten und einen Hauptkörper definierenden Kavität eines Spritzgusswerkzeuges,
- - Einspritzen eines plastifizierten Polymermaterials in die Kavität des Spritzgusswerkzeuges um den Hauptkörper auszubilden,
- - Verbinden der wenigstens zwei Dekorelemente mit dem Hauptkörper über eine Überspritzung oder Überflutung wenigstens der Sichtseite der Dekorelemente mit dem Polymermaterial des Hauptkörpers,
- - Abkühlen und Entformen des so gebildeten Abdeckelementes,
wobei die wenigstens zwei Dekorelementen spritzgegossene Dekorelemente sind und die Dekorelemente über einen an der jeweiligen Rückseite angeformten gemeinsamen Angussverteiler miteinander verbunden und hierdurch in ihrer Position zueinander lagefixiert sind. Der Angussverteiler dient in dem beanspruchte Verfahren als eine Positionierhilfe, um den Abstand der Dekorelemente untereinander und gleichzeitig die Dekorelemente in Relation zu den Werkzeughälften innerhalb der Kavität in ihrer Position zu fixieren.
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Der Schritt des Anordnens der wenigstens zwei Dekorelemente in der Kavität kann die Positionierung und Fixierung der Dekorelemente mittels eines, in einer der Werkzeughälften verfahrbar gelagerten, Schiebersystems umfassen, wobei das Schiebersystem an dem Angussverteiler angreift und/oder den Angussverteiler an die Werkzeughälfte zieht.
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Die wenigstens zwei Werkzeughälften können bei dem Einspritzen des plastifizierten Polymermaterials nicht vollständig geschlossene sein und erst während des Erstarrungsvorganges des Polymermaterials können die Werkzeughälften geschlossen werden. Alternativ oder in Kombination können aufgrund des beim Einspritzen des Polymermaterials ansteigenden Innendrucks die Werkzeughälften geöffnet werden und erst während des Erstarrungsvorganges des Polymermaterials können die Werkzeughälften wieder geschlossen werden. Durch diese als Spritzprägen bekannten Verfahrensschritte lässt sich ein Abdeckelement mit einer besonders guten Oberflächenqualität herstellen.
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Der Angussverteiler kann wenigstens eine lokale Verdickung oder Verjüngung aufweisen, wobei die Verdickung oder die Verjüngung der Verbindung, insbesondere der formschlüssigen Verbindung, zu dem Schiebersystem dient. Im späteren Einsatz bzw. der späteren Verwendung des Abdeckelements kann die Verdickung oder die Verjüngung der Anbindung des Abdeckelements zu einem weiteren Bauteil und/oder als Verbindungsbereich zu einem Handlingsystem dienen.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Verwendung des Angussverteilers zur Lagefixierung der Dekorelemente untereinander und in Relation zu der Qualität des Spritzgusswerkzeuges zwingend erforderlich. Dennoch kann nach Abschluss des Verfahrens der Angussverteiler von dem Abdeckelement entfernt werden.
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Die Erfindung wird anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1a bis 1c: Draufsicht und Untenansicht, sowie eine Querschnittsdarstellung von Dekorelementen;
- 2: in ein Spritzgusswerkzeug eingelegte Dekorelemente;
- 3: die Entnahme eines fertigen Abdeckelementes aus dem Spritzgusswerkzeug.
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Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In der 1a ist eine Draufsicht auf mehrere Dekorelemente 3, 3' mit einer bestimmungsgemäßen Sichtseite A und einer der Sichtseite A gegenüberliegenden Rückseite B, wobei die Dekorelemente einen Teil eines Abdeckelementes, insbesondere zur äußeren Verkleidung eines Kraftfahrzeuges bilden. Die Dekorelemente 3, 3' weisen unterschiedliche Verzierungen 7 auf, wobei die Verzierungen 7 auch einheitlich sein könnten. Die Verzierungen 7 sind dreidimensional ausgebildet und im vorliegenden Fall von der Oberfläche des Dekorelementes 3, 3' aus nach innen versetzt (vgl. Querschnitt X-X in 1c). Alternativ oder in Kombination kann die Verzierung auch über die angrenzende Oberfläche der Dekorelemente 3, 3' hervorstehen. Die Dekorelemente 3, 3' sind spritzgegossene Dekorelemente 3, 3'.
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In 1b ist eine Untenansicht der Dekorelemente 3, 3' dargestellt, in welcher ein an der jeweiligen Rückseite B angeformter, gemeinsamer Angussverteiler 4 erkennbar ist. Entgegen der üblichen Herstellung eines oder der Dekorelemente 3, 3' verbleibt der bei Herstellung der Dekorelemente 3, 3' entstehende Angussverteiler 4 an den Dekorelementen 3, 3' und wird nicht entfernt. Die Dekorelemente 3, 3' sind also weiterhin über den an der jeweiligen Rückseite B angeformten, gemeinsamen Angussverteiler 4 miteinander verbunden, wobei der Angussverteiler 4 abschnittsweise freiliegt.
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In 3 ist ein fertig hergestelltes Abdeckelement dargestellt, wobei das Abdeckelement neben den Dekorelementen 3, 3' einen spritzgegossenen Hauptkörper 1 aus einem transparenten oder transluzenten Polymermaterial 2 umfasst. Die wenigstens zwei Dekorelementen 3, 3' mit einer bestimmungsgemäßen Sichtseite A und einer der Sichtseite A gegenüberliegenden Rückseite B sind mit dem Hauptkörper 1 über eine Überspritzung der Dekorelemente 3, 3' mit dem Polymermaterial 2 des Hauptkörpers 1 verbunden.
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Der Angussverteiler 4 weist wenigstens eine lokale Verdickung 5 auf, wobei die Verdickung 5 der Anbindung des Abdeckelements zu einem weiteren Bauteil und/oder als Verbindungsbereich zu einem Handlingsystem dient. Ein Handlingsystem kann beispielsweise ein Roboterarm sein.
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Die Dekorelemente 3, 3' können aus einem Material bestehen, das zu dem Polymermaterial 2 des Hauptkörpers 1 verträglich, artgleich oder identisch ist. Das transparente oder transluzente Polymermaterial 2 kann ein Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polyamid, Polyolefin, Polypropylen, Polyethylen, Polyurethan oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer umfassen oder aus einem dieser Materialien bestehen.
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Das Abdeckelement kann eine Abdeckung für einen Sensor oder eine Abdeckung für eine Radareinheit oder eine Abdeckung für eine Kamera oder eine Abdeckung für eine Lidareinheit oder eine Abdeckung für eine Leuchteneinheit bildeen oder hierfür verwendet werden.
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Nicht näher dargestellt ist, dass das Abdeckelement zusätzlich ein flächig ausgebildetes Heizelement aufweisen kann.
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Anhand der 2 und 3 wird im Folgenden das Verfahren zur Herstellung eines Abdeckelementes, insbesondere zur äußeren Verkleidung eines Kraftfahrzeuges, beschrieben.
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Das Abdeckelement weist hierbei einen spritzgegossenen Hauptkörper 1 aus einem transparenten oder transluzenten Polymermaterial 2 und wenigstens zwei Dekorelementen 3, 3' mit einer bestimmungsgemäßen Sichtseite A und einer der Sichtseite A gegenüberliegenden Rückseite B auf (vgl. 2 und 3).
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Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - Bereitstellen von wenigstens zwei Dekorelementen 3, 3' mit einer bestimmungsgemäßen Sichtseite A und einer der Sichtseite A gegenüberliegenden Rückseite B (vgl. 1),
- - Anordnen der wenigstens zwei Dekorelemente 3, 3' in einer zwischen wenigstens zwei Werkzeughälften 10, 11 gebildeten und einen Hauptkörper 1 definierenden Kavität 12 eines Spritzgusswerkzeuges 13 (vgl. 2),
- - Einspritzen eines plastifizierten Polymermaterials 2 in die Kavität 12 des Spritzgusswerkzeuges 13 um den Hauptkörper 1 auszubilden (vgl. 3),
- - Verbinden der wenigstens zwei Dekorelemente 3, 3' mit dem Hauptkörper 1 über eine Überspritzung oder Überflutung wenigstens der Sichtseite A der Dekorelemente 3, 3' mit dem Polymermaterial 2 des Hauptkörpers 1,
- - Abkühlen und Entformen des so gebildeten Abdeckelementes (vgl. 3),
wobei die wenigstens zwei Dekorelementen 3, 3' spritzgegossene Dekorelemente 3, 3' sind und die Dekorelemente 3, 3' über einen an der jeweiligen Rückseite angeformten gemeinsamen Angussverteiler 4 miteinander verbunden und hierdurch in ihrer Position zueinander lagefixiert sind.
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In der 2 ist als Variante dargestellt, dass der Schritt des Anordnens der wenigstens zwei Dekorelemente 3, 3' in der Kavität 12 die Positionierung und Fixierung der Dekorelemente 3, 3' mittels eines, in einer der Werkzeughälften 10 verfahrbar gelagerten, Schiebersystems 8 umfasst, wobei das Schiebersystem 8 an dem Angussverteiler 4 angreift und/oder den Angussverteiler 4 an die Werkzeughälfte 10 zieht.
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Der Angussverteiler 4 weist hierfür wenigstens eine lokale Verdickung 5 auf, wobei die Verdickung 5 der Verbindung, insbesondere der formschlüssigen Verbindung zu dem Schiebersystem 8 dient. Das Schiebersystem 8 weist entsprechende, komplementär ausgeformte Aufnahmen für die entsprechenden Verdickungen 5 des Angussverteilers 4 auf.
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Abschließend ist in 3 ebenfalls das Abkühlen und Entformen des so gebildeten Abdeckelementes dargestellt. Das als sogenannte Schrägschieber ausgebildete Schiebersystem 8 sorgt hierbei dafür, dass sich das Schiebersystem 8 von dem Angussverteiler 4 aufgrund der Schwerkraft lösen kann.
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In nicht näher dargestellten Variationen der dargestellten Verfahrensschritte können die wenigstens zwei Werkzeughälften 10, 11 bei dem Einspritzen des plastifizierten Polymermaterials 2 nicht vollständig geschlossene sein und können erst während des Erstarrungsvorganges des Polymermaterials 2 die Werkzeughälften 10, 11 geschlossen werden. Alternativ oder in Kombination können aufgrund des beim Einspritzen des Polymermaterials 2 ansteigenden Innendrucks die Werkzeughälften 10, 11 geöffnet werden und können erst während des Erstarrungsvorganges des Polymermaterials 2 die Werkzeughälften 10, 11 wieder geschlossen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1812989 A1 [0002]
- EP 1902902 B1 [0002]
- DE 102004021630 B4 [0002]
