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Die Erfindung betrifft ein Flächenbauteil eines Fahrzeugdaches, das eine Montagehilfseinrichtung mit einem Zentrierzapfen aufweist, der beim Einbau des Flächenbauteils am Fahrzeugdach das Flächenbauteil in eine Zentrierstellung positioniert.
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Aus der
DE 198 17 056 A1 ist ein gattungsgemäßes Flächenbauteil bekannt geworden, das als Platte eines Moduldaches in einem Dachausschnitt des Fahrzeugdachs angeordnet und an einem den Dachausschnitt umgebenden Dachrahmen z. B. mittels einer Verklebung befestigt wird. Ein an der Unterseite der Platte fest angebrachter Zentrierzapfen, der z. B. als integraler Teil einer an der Platte angebrachten Kunststoffanschäumung gebildet ist, wird als Montagehilfseinrichtung bei der Montage der Platte in eine am Dachrahmen gebildete Rahmenzentrieröffnung eingesetzt und dient hierbei zur zentrierten Anordnung der Platte im Dachausschnitt. Die für die Montage erforderliche große Länge des Zentrierzapfens ist bei eingebauter Platte von Nachteil, da sie eine niedrige Bauhöhe des Dachrahmens und eine Anbringung einer Innenverkleidung behindert.
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Aus der
EP 0 529 288 A1 ist eine Dachplatte bekannt geworden, die an einem Dachausschnitt eines Fahrzeugdaches lösbar angebracht ist. An der abnehmbaren Dachplatte sind Zentrierstifte fest angebracht, die in Lagerbuchsen eingreifen, die am Fahrzeugdach vorgesehen sind.
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Aus der
DE 103 19 442 B4 ist ein Fahrzeugdach mit einem Dachmodul bekannt geworden, das in einer Montageposition mittels eines formschlüssigen Anlagekontakts zwischen dem Dachmodul und einer Karosseriestruktur des Fahrzeugdaches verbunden ist. Der formschlüssige Anlagekontakt umfasst beispielsweise einen festen Blechanteil des Dachmoduls und ein an der Karosseriestruktur angeschweißtes Formteil.
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Aus der
DE 199 12 105 A ist ein vorgefertigtes Dachmodul eines Fahrzeugs bekannt geworden, das an karosserieseitigen Trägerabschnitten des Fahrzeugdachs festgelegt ist. Zur Erleichterung der Montage beim Einsetzen des Dachmoduls ist an einem Rahmenteil des Dachmoduls ein Zentrierzapfen fest angebracht, der in eine korrespondierende Öffnung des Trägerabschnitts eingreift.
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Aus der
DE 199 49 468 B4 ist ein Dachmodul eines Fahrzeugs bekannt geworden, das zur Erleichterung der Montage an einem quer verlaufenden Vorderbereich einen Zentrierkonus, der an einem Gegenstück eines vorderen karosserieseitigen Querholms in zentrierendem Eingriff ist, sowie an einem quer verlaufenden Hinterbereich zwei Zentrierstifte aufweist, die in karosseriefesten Gegenstücken eingreifen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Flächenbauteil zu schaffen, das im Hinblick auf die Gestaltung der Montagehilfseinrichtung verbessert ist.
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Die Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Flächenbauteil erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Zentrierzapfen an einem am Flächenbauteil angeordneten Zapfenlager lösbar angebracht ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen Flächenbauteil der Zentrierzapfen an einem am Flächenbauteil angeordneten Zapfenlager lösbar angebracht ist, kann der Zentrierzapfen bei der Montage des Flächenbauteils am Fahrzeugdach die Zentrierung des Flächenbauteils bezüglich seiner Einbaustellung am Fahrzeugdach bereit stellen und nach der Festlegung des Flächenbauteils am Fahrzeugdach, z. B. durch eine Verklebung, wieder entfernt werden. Das Zapfenlager ist daher zweckmäßigerweise an einer dem Fahrzeugdach zugewandten Einbauseite oder Innen- oder Unterseite des Flächenbauteils angeordnet und ist z. B. ein Teil einer Kunststoff- oder PU-Anschäumung an dem Flächenbauteil.
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Für die Montage des Flächenbauteils kann es zweckmäßig sein, einen vergleichsweise langen Zentrierzapfen zu verwenden. Bei eingebautem Flächenbauteil ist ein solcher langer Zentrierzapfen jedoch ohne Nachteil, da der Zentrierzapfen als Montagehilfsmittel nach der Montage wieder entfernt wird. Danach steht der Zentrierzapfen für eine weitere wiederholte Verwendung bei einer solchen Montage eines nächsten Flächenbauteils zu Verfügung.
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Das Flächenbauteil ist z. B. ein Glasdeckel oder ein gesamtes Dachmodul, das z. B. einen an einem Rahmen gelagerten Glasdeckel mit einer Rolloeinrichtung und einer Verstellmechanik aufweisen kann. Grundsätzlich kann das Flächenbauteil auch ein Außenflächenbauteil wie ein Fahrzeugfenster, eine Außenhaut, ein Kofferraumdeckel oder eine Heckklappe sein, die an einem fahrzeugseitigen Rahmen bei ihrer Montage in ihrer Lage zentriert werden müssen.
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Als Zentrierzapfen eignet sich ein insbesondere zylindrisches Zentrierelement wie z. B. ein Stift, ein Zapfen oder eine Hülse oder dergleichen. Der Zentrierzapfen weist zweckmäßigerweise einen sich verjüngenden vorderen Zentrierkopf auf, der das Einsetzen in eine Rahmenzentrieröffnung erleichtert.
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Das Flächenbauteil kann lediglich ein Zapfenlager für einen Zentrierzapfen oder auch zwei oder mehrere Zapfenlager für dementsprechend zwei oder mehrere Zentrierzapfen aufweisen. Der oder jeder Zentrierzapfen ist zweckmäßigerweise am Zapfenlager in Einbaubewegungsrichtung des Flächenbauteils festgelegt. Das Flächenbauteil wird bei der Endmontage beim Fahrzeughersteller üblicherweise in einer zum Fahrzeugdach parallelen Ausrichtung und in geradliniger Einbaubewegungsrichtung zugeführt.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Zentrierzapfen mittels einer Schnellverschlusseinrichtung am Zapfenlager lösbar festlegbar ist. Der Zentrierzapfen kann somit beim Aufstecken auf das Zapfenlager in einfacher Weise mit einer bloßen Handdrehbewegung an dem Zapfenlager befestigt werden. Weitere Hilfsmittel sind zum Befestigen des Zentrierzapfens nicht erforderlich.
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Zweckmäßigerweise enthält die Schnellverschlusseinrichtung eine Rasteinrichtung zum einrastenden lösbaren Festlegen des Zentrierzapfens am Zapfenlager. Hierdurch wird ein eigenständiges Lösen des Zentrierzapfens aus seiner Festlegung am Zapfenlager verhindert. Die Rasteinrichtung weist z. B. zumindest eine Rasterhöhung oder Rastnase auf, über die ein zugeordnetes Teil des Zentrierzapfens in seine Raststellung gleiten kann. Da der Zentrierzapfen als Montagehilfsmittel nur einmalig am Zapfenlager angebracht wird und das Zapfenlager dementsprechend nach dem Entfernen des Zentrierzapfens nicht mehr benötigt wird bzw. seine Funktion zum Lagern eines Zentrierzapfens nicht mehr bereit stellen muss, kann die Rasteinrichtung am Zapfenlager auch derart gebildet sein, dass sie nach dem Entfernen des Zentrierzapfens funktionslos geworden ist, z. B. durch irreparable Deformation oder durch Bruch eines Rastbauteils.
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Vorzugsweise ist der Zentrierzapfen unter Vorspannung am Zapfenlager festgelegt. Die Vorspannung erfolgt beispielsweise gegen eine z. B. ringförmige Anlagefläche am Zapfenlager. Die Schnellverschlusseinrichtung ist zweckmäßigerweise derart gestaltet, dass der Zentrierzapfen auf seinem letzten Bewegungsweg, insbesondere Drehbewegungsweg, in seine Befestigungsstellung gegen die Anlagefläche gedrückt wird. Damit sitzt der Zentrierzapfen am Zapfenlager fest und wackelfrei und kann auch seitlicher Krafteinwirkung oder seitlich auftreffenden Stößen widerstehen.
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In bevorzugter Gestaltung ist das Zapfenlager oder zumindest ein insbesondere zylindrischer Lagerdom des Zapfenlagers als eigenständiges Bauteil an einer Kunststoffanschäumung an der Einbauseite oder Innen- oder Unterseite am Flächenbauteil angebracht. Die z. B. aus Polyurethan gebildete Kunststoffanschäumung, die z. B. als randseitiger Rahmen das Flächenbauteil bzw. den Deckel umgibt, umschließt einen Befestigungsabschnitt des Zapfenlagers oder einen z. B. scheibenförmigen Fuß des Lagerdoms, so dass eine feste Anbringung dieses eigenständigen Bauteils gewährleistet ist. Andererseits kann auch vorgesehen sein, dass das Zapfenlager oder zumindest ein insbesondere zylindrischer Lagerdom des Zapfenlagers von dem Material der Kunststoffanschäumung, insbesondere Polyurethan, gebildet ist. Diese mit der Kunststoffanschäumung einstückige integrale Anformung am Flächenbauteil kann in einem Formwerkzeug ohne weitere Einsatzteile erfolgen.
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Zweckmäßigerweise kann die Schnellverschlusseinrichtung einen Bajonettverschluss oder einen Schraubverschluss aufweisen. Der Schraubverschluss weist zumindest einen stetigen Schraub- oder Gewindegang als Verriegelungsform auf, wohingegen der Bajonettverschluss zumindest eine unstetige Verriegelungsform aufweist. Beide Verschlüsse sind besonders geeignet für eine einfache und schnelle Handhabung beim Anbringen des Zentrierzapfens am Zapfenlager und bieten eine große Stabilität der Befestigung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Zapfenlager einen zylindrischen Lagerdom aufweist, an dem zumindest eine Verriegelungsnut des Bajonettverschlusses oder des Schraubverschlusses für ein Eingriffsteil oder einen Zylinderstift eines lagerseitigen Befestigungsabschnitts oder Hülsenabschnitts des Zentrierzapfens gebildet ist. Der lagerseitige Befestigungsabschnitt oder Hülsenabschnitt des Zentrierzapfens ist an dem zylindrischen Lagerdom spielfrei aufgesetzt und daran gehalten. Über den Eingriff an der zumindest einen Verriegelungsnut des Bajonettverschlusses oder des Schraubverschlusses kann der Zentrierzapfen in eine vorgespannte Befestigungsstellung gebracht werden, die auch bei nur geringer Höhe des Lagerdomes eine ausreichende Überdeckung des Befestigungs- oder Hülsenabschnitts des Zentrierzapfens am Lagerdom für eine sichere und stabile Befestigung gewährleistet.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Zapfenlager des an einem Dachrahmen angebrachten Flächenbauteils an einer im Dachrahmen gebildeten Rahmenzentrieröffnung für den Zentrierzapfen ohne Durchgriff durch die Rahmenzentrieröffnung angeordnet ist. Damit wird unterhalb des Dachrahmes kein Bauraum für das Zapfenlager benötigt. Weiterhin ist die Gefahr von Verletzungen für eine im Fahrzeug sitzende Person bei einem Kopfaufprall in Richtung des Dachrahmens oder einer daran angebrachten flexiblen Verkleidung reduziert, da kein Teil des Zapfenlagers durch die Rahmenzentrieröffnung wesentlich hervorragt. Eine Anordnung des Zentrierzapfens ohne Durchgriff durch die Rahmenzentrieröffnung bedeutet, dass der Zentrierzapfen mit dem Lagerdom oberhalb der Rahmenzentrieröffnung endet oder sich bis in die Rahmenzentrieröffnung erstreckt, wobei auch ein geringfügiger Überstand durch die Rahmenzentrieröffnung zulässig ist. Ein solcher Überstand ist aber im Vergleich mit einem fest angebrachten Zentrierzapfen im Hinblick auf eine davon ausgehende Verletzungsgefahr oder im Hinblick auf zusätzlich nötigen Bauraum zu vernachlässigen.
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Bei einem Formwerkzeug mit einem Werkzeugoberteil und einem Werkzeugunterteil, die gegeneinander bewegbar gelagert sind und einen Formhohlraum umgeben, in dem eine Kunststoffanschäumung an einem im Formwerkzeug aufgenommenen Flächenbauteil eines Fahrzeugs angebracht wird, wobei das Flächenbauteil insbesondere gemäß den vorherigen Ausführungen gebildet ist, ist vorgesehen, dass zumindest ein Formeinsatz in dem Werkzeugoberteil zum Bilden einer Hinterschnittform an der Kunststoffanschäumung zwischen einer ausgefahrenen Formstellung und einer zurückbewegten Entformstellung verschiebbar gelagert ist. Durch diese Gestaltung lassen sich auch solche Kunststoffanschäumungen mit Hinterschnittform in einfacher Weise herstellen, die bei der Öffnungsbewegung des Werkzeugoberteils vom Werkzeugunterteil ansonsten nur durch Zwangsentformung entformbar sind, die bei härterem Kunststoffmaterial die Gefahr von Beschädigung am Werkzeug oder am geformten Bauteil beinhaltet. Der in der Art eines Schiebers bewegbare Formeinsatz weist einen Formabschnitt auf, der die Negativform der zu bildenden Hinterschnittform darstellt.
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Zweckmäßigerweise ist der zumindest eine Formeinsatz an einer Trägereinheit verschiebbar gelagert, die in einer Ausnehmung in dem Werkzeugoberteil angeordnet ist. Die Trägereinheit enthält zweckmäßigerweise die Lager- und Verstellmechanik des Formeinsatzes. Die Trägereinheit kann in der Ausnehmung des Werkzeugoberteils fest oder bewegbar angeordnet sein.
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Vorzugsweise ist der Formeinsatz in Formstellung insbesondere mittels einer Feder vorgespannt und mittels eines Elektromagneten gegen die Kraft der Feder zurückbewegbar. Bei dieser nicht zur Erfindung gehörigen Ausführungsform ist die Trägereinheit zweckmäßigerweise fest im Werkzeugoberteil angebracht.
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Gemäß einer alternativen nicht zur Erfindung gehörigen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Trägereinheit am Formwerkzeug relativ zum Werkzeugoberteil verschiebbar angeordnet ist. Bei geschlossenem Formwerkzeug hält das Werkzeugoberteil mittels eines Betätigungsabschnitts oder einer Betätigungsflanke den Formeinsatz, der in Richtung seiner Entformstellung federelastisch vorgespannt ist, an der Trägereinheit gegen die Vorspannkraft in seiner ausgefahrenen Formstellung verstellt. Beim Öffnen des Formwerkzeugs gibt das sich öffnende Werkzeugoberteil in seiner Relativbewegung zur zunächst ruhenden Trägereinheit den Formeinsatz für seine federbedingte Rückbewegung in seine Entformstellung frei.
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Vorzugsweise sind zwei Formeinsätze bezüglich der an einem Lagerdom der Kunststoffanschäumung zu bildenden Hinterschnittform sich gegenüberliegend angeordnet, insbesondere auf einer gemeinsamen Bewegungsachse zur gegenläufigen Bewegung.
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Die Hinterschnittform an der Kunststoffanschäumung kann eine Verriegelungsnut einer Schnellverschlusseinrichtung bilden. Die Schnellverschlusseinrichtung, insbesondere ein Bajonettverschluss, ist bevorzugt zum Festlegen eines Bauteils wie eines Zentrierzapfens an einem Zapfenlager der Kunststoffanschäumung vorgesehen.
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Bei einem weiteren nicht zur Erfindung gehörigen Formwerkzeug mit einem Werkzeugoberteil und einem Werkzeugunterteil, die gegeneinander bewegbar gelagert sind und einen Formhohlraum umgeben, in dem eine Kunststoffanschäumung an einem im Formwerkzeug aufgenommenen Flächenbauteil eines Fahrzeugs angebracht wird, wobei das Flächenbauteil insbesondere gemäß den vorherigen Ausführungen gebildet ist, ist vorgesehen, dass eine zylindrische Trägereinheit, die zumindest einen Formeinsatz aufweist, in einer zugeordneten zylindrischen Ausnehmung im Werkzeugoberteil aufgenommen und im Formwerkzeug relativ zum Werkzeugoberteil um ihre Zylinderachse drehbar und in Achsrichtung verlagerbar gelagert ist, dass der Formeinsatz eine Formkontur aufweist, mit der bei geschlossenem Formwerkzeug an der Kunststoffanschäumung eine Verriegelungsnut eines Schraubverschlusses einer Schnellverschlusseinrichtung formbar ist, und dass beim Öffnen des Formwerkzeugs sich der Formeinsatz von der Kunststoffanschäumung in einer schraubenartigen Entformbewegung entfernt. Dieses Formwerkzeug eignet sich für stetige Hinterschnittformen wie z. B. Schraubgewinde oder dergleichen.
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Nachfolgend wird ein Flächenbauteil anhand von Ausführungsbeispielen sowie ein nicht zur Erfindung gehöriges Formwerkzeug anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 in einer perspektivischen Draufsicht ein Fahrzeug mit einem in eine Dachöffnung eingesetzten Deckel als Flächenbauteil;
- 2 in einer perspektivischen Draufsicht das in 1 dargestellte Fahrzeug mit freier Dachöffnung und einem die Dachöffnung umgebenden Dachrahmen;
- 3 in einer Seitenansicht einen Zentrierzapfen einer Montagehilfseinrichtung, der mittels einer Schnellverschlusseinrichtung an einem Zapfenlager des Flächenbauteils angebracht ist;
- 4 in einer Schnittansicht den Zentrierzapfen in einer Rahmenzentrieröffnung des Dachrahmens bei am Fahrzeugdach eingebauten Flächenbauteil;
- 5 in einer perspektivischen Ansicht einen unteren Hülsenabschnitt des Zentrierzapfens als Teil der Schnellverschlusseinrichtung;
- 6 in einer perspektivischen Ansicht das Zapfenlager mit einem einen Bajonettverschluss aufweisenden Dom, der an einer Kunststoffanschäumung des Flächenbauteils eingeschäumt ist;
- 7 in einer perspektivischen Ansicht das Zapfenlager mit dem den Bajonettverschluss aufweisenden Dom als einstückige Anformung an der Kunststoffanschäum ung;
- 8 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform des Zapfenlagers mit einem einen Schraubverschluss aufweisenden Dom, der an der Kunststoffanschäumung des Flächenbauteils eingeschäumt ist;
- 9 in einer perspektivischen Ansicht die Ausführungsform des Zapfenlagers mit dem den Schraubverschluss aufweisenden Dom als integral gebildete Anformung der Kunststoffanschäumung;
- 10 in einer Querschnittsansicht ein nicht zur Erfindung gehöriges Formwerkzeug mit zwei Formeinsätzen, die mittels einer Verstelleinrichtung in Formstellung zum Bilden einer Bajonettausformung an einem in einer Kavität gebildeten Zapfenlager angeordnet sind;
- 11 in einer Querschnittsansicht das Formwerkzeug mit den zwei Formeinsätzen in Entformstellung;
- 12 in einer Querschnittsansicht das Formwerkzeug mit den in Formstellung angeordneten Formeinsätzen, die mittels einer abgewandelten Verstelleinrichtung verstellbar sind;
- 13 in einer Querschnittsansicht das Formwerkzeug mit den zwei Formeinsätzen in Entformstellung;
- 14 in einer Querschnittsansicht das Formwerkzeug mit einer Ausführungsform eines Formeinsatzes, der mittels eines Drehschiebers verstellbar ist, zum Herstellen eines Schraubverschlusses in Formstellung;
- 15 in einer Querschnittsansicht das Formwerkzeug der 14 in einer ersten Entformstellung;
- 16 in einer Querschnittsansicht das Formwerkzeug der 14 in einer zweiten Entformstellung;
- 17 in einer perspektivischen Ansicht den Formeinsatz in Formstellung gemäß 16 am schon geringfügig geöffneten Formwerkzeug; und
- 18 in einer perspektivischen Ansicht den Formeinsatz in zurückgezogener und verschwenkter Entformstellung gemäß 15 am schon geringfügig geöffneten Formwerkzeug.
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Ein Fahrzeug 1 wie z. B. ein Pkw weist ein Fahrzeugdach 2 mit einer Dachöffnung 3 auf, in die ein Flächenbauteil 4 wie z. B. ein Glasdeckel eingesetzt ist. Das Flächenbauteil 4 ist mittels einer Verklebung an einem Dachrahmen 5 befestigt, der die Dachöffnung 3 umgibt. Der Dachrahmen 5 weist zwei Rahmenzentrieröffnungen 6 auf, die z. B. in den beiden bezüglich des Fahrzeugdaches 2 hinteren Eckbereichen des Dachrahmens 5 angeordnet sind. Das Flächenbauteil 4 enthält zwei Zentrierzapfen 7, die an der Innen- oder Unterseite 8 des Flächenbauteils 4 angebracht sind und nach unten vorstehen. Die zwei Zentrierzapfen 7 sind am Flächenbauteil 4 derart in Zuordnung zu den beiden Rahmenzentrieröffnungen 6 angeordnet, dass sie bei der Montage des Flächenbauteils 4 in die Rahmenzentrieröffnungen 6 eingreifen, wenn das Flächenbauteil 4 von oben gegen das Fahrzeugdach 2 zugeführt wird und in die Dachöffnung 3 eingesetzt und an den Dachrahmen 5 angesetzt wird. Die zwei Zentrierzapfen 7 gewährleisten eine korrekte Positionierung des Flächenbauteils 4 in der Dachöffnung 3.
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Jeder Zentrierzapfen 7 ist an einem Zapfenlager 9 mittels einer Schnellverschlusseinrichtung 10 lösbar angebracht. Das Zapfenlager 9 ist an einer Kunststoffanschäumung 11, insbesondere einer Polyurethan-Anschäumung, an der Innen- oder Unterseite 8 des Flächenbauteils 4, die auch die Einbauseite darstellt, gebildet. Das Zapfenlager 9 weist eine Lagerbasis 12 und einen davon vorstehenden zylindrischen Lagerdom 13 auf. Der Lagerdom 13 weist an seiner Umfangsfläche einen Bajonettverschluss 14 als Teil der Schnellverschlusseinrichtung 10 auf. Der Bajonettverschluss 14 enthält zwei sich symmetrisch gegenüber liegende Verriegelungsnuten 15, die jeweils einen vorderen oder äußeren Einführabschnitt 16 und einen hinteren oder inneren quer verlaufenden Riegelabschnitt 17 aufweisen.
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Jeder Zentrierzapfen 7 ist an seinem Fuß als Hülsenabschnitt 18 gebildet, dessen Innendurchmesser derart gewählt ist, dass der Zentrierzapfen 7 mit geringem Spiel oder annähernd spielfrei auf den Lagerdom 13 aufgesetzt werden kann. Der Zentrierzapfen 7 enthält zwei Zylinderstifte 19 als weitere Teile des Bajonettverschlusses 14. Die beiden Zylinderstifte 19, insbesondere Metallstifte, sind in einer Hülsenwand 20 des Hülsenabschnitts 18 koaxial auf einer Achse oder Durchmesserlinie sich gegenüber liegend angeordnet und stehen von der Hülsenwand 20 einwärts hervor.
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Der Zentrierzapfen 7 wird in einer für einen Bajonettverschluss üblichen Weise derart in axialer Richtung auf den Lagerdom 13 aufgesetzt, dass die beiden Zylinderstifte 19 in den jeweiligen Einführabschnitt 16 eintreten und unter Rotationsbewegung des Zentrierzapfens 7 in dem Riegelabschnitt 17 in eine Verschlussstellung gebracht werden. Zweckmäßigerweise enthält die Verriegelungsnut 15 im Riegelabschnitt 17 eine Verengung in Gestalt zweier sich gegenüber liegender Rastnasen 21, die beim Hindurchbewegen des Zylinderstiftes 19 elastisch nachgeben und eine endseitige Raststellung des Zylinderstiftes 19 definieren, in der der Zylinderstift 19 gegen eigenständiges Lösen gesichert ist.
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Der Bajonettverschluss 14 ist derart ausgelegt, dass die Zylinderstifte 19 den Hülsenabschnitt 18 des Zentrierzapfens 7 gegen eine Anlagefläche 22 angelegt halten, die an der Lagerbasis 12 des Zapfenlagers 9 den Lagerdom 13 ringförmig umgibt. Die Anlage des Hülsenabschnitts 18 an der Anlagefläche 22 erfolgt bevorzugt unter axialer Vorspannung aufgrund der Positionierung durch die Zylinderstifte 19. Der Zentrierzapfen 7 wird somit stabil und kippsicher am Zapfenlager 9 gehalten.
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Der Lagerdom 13 ist als integraler Bestandteil des Zapfenlagers 9 an der Kunststoffanschäumung 11 gebildet (siehe 7).
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Alternativ kann der Lagerdom 13 auch als eigenständiges Bauteil an der Kunststoffanschäumung 11 befestigt sein (siehe 6). Der Lagerdom 13 enthält hierbei beispielsweise einen scheibenförmigen Fuß 23, der am Zapfenlager 9 in der Kunststoffanschäumung 11 eingeschäumt ist und über den der Lagerdom 13 fest an der Kunststoffanschäumung 11 gehalten ist. Der Lagerdom 13 als eigenständiges Bauteil kann aus Kunststoff oder auch aus einem anderen Material gebildet sein.
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Der Zentrierzapfen 7 ist ein Teil einer Montagehilfseinrichtung. Vor der Montage des Flächenbauteils 4 am Dachrahmen 5 wird der Zentrierzapfen 7 an dem Zapfenlager 9 mittels des Bajonettverschlusses 14 befestigt. Diese Schnellverschlusseinrichtung gewährleistet eine einfache und schnelle und gegen Kippen z. B. aufgrund einer Stoßbelastung bei der Handhabung des Flächenbauteils 4 sichere Befestigung.
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Die zwei Zentrierzapfen 7 sind am Flächenbauteil 4 derart in Zuordnung zu den beiden Rahmenzentrieröffnungen 6 angeordnet, dass sie das Flächenbauteil 4 in seiner vorgesehenen Einbaustellung halten. Bei der Montage wird das Flächenbauteil 4 gegen die Dachöffnung 3 und den Dachrahmen 5 bewegt, wobei jeder Zentrierzapfen 7 mit seinem sich verjüngenden oder konisch zulaufenden Zentrierkopf 24 in die zugeordnete Rahmenzentrieröffnung 6 eingeführt wird und beim Weiterbeweggen durch die Rahmenzentrieröffnung 6 aufgrund seines zunehmenden Durchmessers eine im wesentlichen spielfreie Zentrierstellung einnimmt. Der Zentrierzapfen 7 ist vorzugsweise mit seinem Hülsenabschnitt 18 spielfrei in der Rahmenzentrieröffnung 6 aufgenommen (siehe 4), wenn das Flächenbauteil 4 seine Einbaustellung eingenommen hat. Der Zentrierzapfen 7 richtet das Flächenbauteil 4 somit in Längsrichtung und in Querrichtung des Fahrzeugs oder des Daches bzw. in x-Richtung und in y-Richtung gemäß einem dreidimensionalen x-y-z-Fahrzeug-Koordinatensystem aus. In vertikaler Richtung oder z-Richtung ist weder der Zentrierzapfen 7 noch das Zapfenlager 9 am Dachrahmen 5 abgestützt. Das Zapfenlager 9 ist derart gestaltet, dass der Lagerdom 13 von der Innen- oder Unterseite 8 des Flächenbauteils 4 nur soweit vorsteht, dass er sich durch die Rahmenzentrieröffnung 6 hinaus nur geringfügig in Richtung unterhalb des Dachrahmens 5 erstreckt oder dass er bevorzugt auf Höhe der Rahmenzentrieröffnung 6 oder noch oberhalb der Rahmenzentrieröffnung 6 (siehe Darstellung in 4) endet.
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Wenn nach der Montage des Flächenbauteils 4 an dem Dachrahmen 5 und nach seiner dauerhaften Festlegung am Dachrahmen 5, z. B. mittels einer Verklebung, die Zentrierzapfen 7 durch Lösen des Bajonettverschlusses 14 wieder entfernt worden sind, bildet somit das Zapfenlager 9 bei diesen Gestaltungen keinen unerwünschten Fremdkörper unterhalb des Dachrahmens 5 in einem Bereich, in dem üblicherweise ein Dachhimmel oder eine ähnliche Verkleidung angeordnet ist.
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Die demontierten Zentrierzapfen 7 können als Teile der Montagehilfseinrichtung bei der Montage weiterer Flächenbauteile 4 an Fahrzeugdächer 2 wiederholt verwendet werden.
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Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform weist die Schnellverschlusseinrichtung 10 einen Schraubverschluss 25 (siehe 8 und 9) anstelle des Bajonettverschlusses 14 auf. Der Lagerdom 13 enthält eine Verriegelungsnut 26 des Schraubverschlusses 25, die einen Einführabschnitt 27 und einen schraubenartig ansteigenden Riegelabschnitt 28 mit einer zwei Rastnasen 29 aufweisenden Verrastung. Der Zentrierzapfen 7 wird in der zum Bajonettverschluss 14 beschriebenen Weise an den Lagerdom 13 angesetzt und in einer Rechtsdrehung schraubenförmig am Lagerdom 13 verschraubt und unter Vorspannung an der Anlagefläche 22 angelegt. Auch bei dieser Ausführungsform kann der Lagerdom 13 sowohl integraler Bestandteil des Zapfenlagers 9 an der Kunststoffanschäumung 11 sein (siehe 9) wie auch als eigenständiges Bauteil an der Kunststoffanschäumung 11 befestigt sein (siehe 8). Ansonsten gleichen sich die beiden Ausführungsformen.
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Ein Formwerkzeug 30 zum Spritzgießen der Kunststoffanschäumung 11 an dem Flächenbauteil 4 (siehe 10 und 11) weist ein Werkzeugoberteil 31 und ein Werkzeugunterteil 32 auf, die zum Öffnen und Schließen des Formwerkzeugs 30 gegeneinander verstellbar sind. Eine Trägereinheit 33 ist in einer Ausnehmung 34 des Werkzeugoberteils 31 befestigt. Die Trägereinheit 33 bildet eine Kavität 35, die zum Werkzeugunterteil 32 hin geöffnet ist und die zum Schäumen des Zapfenlagers 9 an der Kunststoffanschäumung 11 vorgesehen ist. In der Trägereinheit 33 sind zwei Formeinsätze 36 verschiebbar gelagert. Die beiden Formeinsätze 36 sind sich gegenüberliegend angeordnet und mittels einer jeweiligen Verstelleinrichtung 37 zwischen einer Formstellung (10), in der sie mit einem vorderen Formabschnitt 38 in die Kavität 35 ausgefahren sind, und einer zurückgezogenen Entformstellung (11), in der sie gänzlich in die Trägereinheit 33 zurückbewegt sind, verstellbar. Der vordere Formabschnitt 38 bildet die Negativform für die Verriegelungsnut 15 des Bajonettverschlusses 14, die als Hinterschnittform den jeweiligen Formeinsatz 36 erfordert. Der Formeinsatz 36 führt in der Funktion eines Schiebers eine quer zur Öffnungsbewegung des Formwerkzeugs 30 gerichtete Entformungsbewegung aus.
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Die Verstelleinrichtung 37 enthält eine Feder 39, z. B. eine Schraubenfeder, die sich an der Trägereinheit 33 abstützt und den Formeinsatz 36 nach innen zur Kavität 35 hin vorspannt und ihn derart bis gegen einen Anschlag bewegt, dass der vordere Formabschnitt 38 des Formeinsatzes 36 seine Formstellung in der Kavität 35 einnimmt. Die Verstelleinrichtung 37 weist jeweils einen Elektromagneten 40 auf, der beim Öffnen des Formwerkzeugs 30 betätigt wird und den Formeinsatz 36 gegen die Kraft der Feder 39 in seine Entformstellung zurückzieht.
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Bei geschlossenem Formwerkzeug (10) ist das Flächenbauteil 4 zwischen dem Werkzeugoberteil 31 und dem Werkzeugunterteil 32 aufgenommen. Die beiden Formeinsätze 36 sind bei deaktivierten Elektromagneten 40 durch die Federn 39 in ihre Formstellungen in die Kavität 35 ausgefahren. Die in das Formwerkzeug 30 eingespritzte PU-Masse bildet an der Kunststoffanschäumung 11 das Zapfenlager 9 mit der Lagerbasis 12 und dem Lagerdom 13, wobei die beiden Formeinsätze 36 die Verriegelungsnuten 15 des Bajonettverschlusses 14 als Hinterschnittformen ausformen. Beim Öffnen des Formwerkzeugs 30 ziehen die Elektromagneten 40 die Formeinsätze 36 zurück, so dass das Werkzeugoberteil 31 von dem Flächenbauteil 4 und dem an der Kunststoffanschäumung 11 angeformten Lagerdom 13 mit seinen beiden Verriegelungsnuten 15 des Bajonettverschlusses 14 entfernt werden kann.
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Das Formwerkzeug 30 weist gemäß einer Ausführungsform (siehe 12 und 13), die im Wesentlichen hinsichtlich der Betätigung der beiden Formeinsätze 36 abgewandelt ist, eine Trägereinheit 41 auf, die in der Ausnehmung 34 des Werkzeugoberteils 31 als Schieber gebildet ist und einen Schaft 42 aufweist, über den sie relativ zum Werkzeugoberteil 31 in Bewegungsrichtung des Werkzeugoberteils 31 verstellbar ist. Das Werkzeugoberteil 31 enthält in Zuordnung zu den beiden Formeinsätzen 36 jeweils eine Betätigungsflanke 43, die in Bewegungsrichtung der Trägereinheit 41 geneigt ist und zum Eingriff an einem Betätigungsende 44 des Formeinsatzes 36 vorgesehen ist. Jeder Formeinsatz 36 ist mittels der Feder 39 in seine zurückgezogene Entformstellung vorgespannt (13).
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Wenn die Trägereinheit 41 über ihren angetriebenen Schaft 42 in ihre obere oder innere Stellung im Werkzeugoberteil 31 eingefahren wird (12), gleiten die beiden Formeinsätze 36 mit ihren Betätigungsenden 44 an den geneigten Betätigungsflanken 43 entlang und werden durch diese gegen die Kraft der Federn 39 in ihre Formstellung in die Kavität 35 hinein bewegt. Um die beiden Formeinsätze 36 aus ihrer Formstellung in ihre Entformstellung zurück zu bewegen, wird die Trägereinheit 41 relativ zum Werkzeugoberteil 31 aus diesem nach unten in eine untere oder äußere Stellung ausgefahren. Dabei gleiten die Betätigungsenden 44 der Formeinsätze 36 an den geneigten Betätigungsflanken 43 unter Vorspannung durch die Kraft der Federn 39 entlang und werden nach außen in ihre zurückgezogenen Entformstellungen verstellt.
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Das Formwerkzeug 30 weist gemäß einer weiteren abgewandelten Ausführungsform (siehe 14 bis 16) eine Trägereinheit 45 auf, die in einer zylindrischen Ausnehmung 46, die im Werkzeugoberteil 31 gebildet ist und deren Zylinderachse in Bewegungsrichtung des Werkzeugoberteils 31 ausgerichtet ist, relativ zum Werkzeugoberteil 31 längs verschiebbar und drehbar angeordnet ist. Die Verstellung der Trägereinheit 45 erfolgt z. B. über einen Schaft 47 der Trägereinheit 45. Die Trägereinheit 45 weist an ihrem dem Werkzeugunterteil 32 zugewandten und die Kavität 35 begrenzenden Unterende einen fest angeordneten Formeinsatz 48 auf, der eine einwärts in die Kavität 35 vorstehende Negativform für die Verriegelungsnut 26 des Schraubverschlusses 25 aufweist. Die Negativform des Formeinsatzes 48 stellt eine stetig verlaufende Hinterschnittform dar.
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Bei geschlossenem Formwerkzeug 30 ist die Trägereinheit 45 mit dem Formeinsatz 48 in der vorgesehenen Formstellung. Der Formeinsatz 48 hat hierbei seine zum Formen der Verriegelungsnut 26 am Lagerdom 13 erforderliche Axialstellung und Drehstellung eingenommen (14).
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Nach dem Ausformen des Lagerdomes 13 wird beim Öffnen des Formwerkzeugs 30 die Trägereinheit 45 über ihren Schaft 47, der von einem Verstellantrieb verstellbar ist, synchron zum Anheben des Werkzeugoberteils 31 im Werkzeugoberteil 31 relativ zum Lagerdom 13 derart gedreht, dass der Formeinsatz 48 schraubenartig aus der Hinterschnittform bzw. der schraubenförmig verlaufenden Verriegelungsnut 26 entformt wird (15).
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Alternativ hierzu kann das Entformen auch dadurch erfolgen, dass zunächst das Werkzeugoberteil 31 um einen gewissen Öffnungsweg angehoben wird, während die Trägereinheit 45 noch in ihrer Formstellung verbleibt (siehe 16). Anschließend wird die Trägereinheit 45 in einer Schraubbewegung vom Lagerdom 13 entformt. Schließlich werden das Werkzeugoberteil 31 und die Trägereinheit 45 gemeinsam vom mit der Kunststoffanschäumung 11 versehenen Flächenbauteil 4 entfernt.
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17 zeigt die Trägereinheit 45 mit dem Formeinsatz 48 in einer relativ zum Werkzeugoberteil 31 axial ausgefahrenen Formstellung gemäß 16 vor der Entformbewegung der Trägereinheit 45 bzw. des Formeinsatzes 48. 18 zeigt die Trägereinheit 45 mit dem Formeinsatz 48 in der durch eine Schraubbewegung in das Werkzeugoberteil 31 angehobenen Entformstellung gemäß 15.
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Das Werkzeugoberteil 31 und das Werkzeugunterteil 32 können im Formwerkzeug 30 auch gegeneinander ausgetauscht angeordnet sein, so dass die jeweilige Trägereinheit mit dem zumindest einen Formeinsatz auch in dem Werkzeugunterteil angeordnet sein kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrzeugdach
- 3
- Dachöffnung
- 4
- Flächenbauteil
- 5
- Dachrahmen
- 6
- Rahmenzentrieröffnung
- 7
- Zentrierzapfen
- 8
- Innen- oder Unterseite
- 9
- Zapfenlager
- 10
- Schnellverschlusseinrichtung
- 11
- Kunststoffanschäumung
- 12
- Lagerbasis
- 13
- Lagerdom
- 14
- Bajonettverschluss
- 15
- Verriegelungsnut
- 16
- Einführabschnitt
- 17
- Riegelabschnitt
- 18
- Hülsenabschnitt
- 19
- Zylinderstift
- 20
- Hülsenwand
- 21
- Rastnase
- 22
- Anlagefläche
- 23
- Fuß
- 24
- Zentrierkopf
- 25
- Schraubverschluss
- 26
- Verriegelungsnut
- 27
- Einführabschnitt
- 28
- Riegelabschnitt
- 29
- Rastnase
- 30
- Formwerkzeug
- 31
- Werkzeugoberteil
- 32
- Werkzeugunterteil
- 33
- Trägereinheit
- 34
- Ausnehmung
- 35
- Kavität
- 36
- Formeinsatz
- 37
- Verstelleinrichtung
- 38
- Formabschnitt
- 39
- Feder
- 40
- Elektromagnet
- 41
- Trägereinheit
- 42
- Schaft
- 43
- Betätigungsflanke
- 44
- Betätigungsende
- 45
- Trägereinheit
- 46
- Ausnehmung
- 47
- Schaft
- 48
- Formeinsatz
