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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines faltbaren Funktionselements eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie ein faltbares Funktionselement eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 12.
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Ein derartiges Funktionselement ist aus der Praxis bekannt und stellt insbesondere ein faltbares Windabweisernetz eines Windabweisers eines Dachöffnungssystems dar. Der Windabweiser umfasst in der Regel einen Windabweiserbügel, der mittels einer Ausstellfeder gegenüber einer karosseriefesten Basis ausstellbar ist. An dem Windabweiserbügel, der sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckt, ist das Windabweisernetz befestigt, welches mit seinem dem Windabweiserbügel abgewandten Rand an die karosseriefeste Basis angebunden ist. Zur Befestigung an dem Windabweiserbügel und an der karosseriefesten Basis weist das Windabweisernetz an seinen sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Rändern jeweils einen Keder auf. Das Windabweisernetz, das ein faltbares Funktionselement darstellt, wird beim Ausstellen bzw. Ausschwenken des Windabweiserbügels gegenüber der karosseriefesten Basis gespannt und damit in seine Wirkstellung gebracht. Wenn der Windabweiserbügel niedergedrückt wird, wird das Windabweisernetz gefaltet und in seine Staustellung gebracht.
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Die Herstellung eines Windabweisernetzes der vorstehend beschriebenen Art erfolgt bisher derart, dass ein Netzstoff, der einen faltbaren Funktionsabschnitt darstellt, nach seinem Zuschneiden an den betreffenden Rändern jeweils nach einem Nähprozess mit Kedern zur Anbindung an den Windabweiserbügel und an die karosseriefeste Basis versehen wird. Das Annähen der Keder erfolgt händisch und ist daher kostenintensiv.
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Zudem sind die resultierenden Nähte sichtbar, so dass der Windabweiser gegebenenfalls nicht den gestellten optischen Anforderungen genügt. Aufgrund des händisch erfolgenden Nähprozesses kann auch keine prozesssichere Maßhaltigkeit gewährleistet werden. Alternativ ist es bekannt, den Netzstoff an seinen Rändern mit einem Werkstoff zur Ausbildung der Keder zu umspritzen, d. h. die Keder nach einem Spritzgießverfahren auszubilden. Bei jeder Änderung der Abmessungen des Netzstoffes ist die zeitaufwändige und kostenintensive Fertigung eines neuen Spritzgießwerkzeugs erforderlich. Dies führt zu einer geringen Flexibilität hinsichtlich der Anpassung an neue Anforderungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges und flexibles Verfahren zur Herstellung eines faltbaren Funktionselements eines Kraftfahrzeugs sowie ein entsprechend ausgebildetes faltbares Funktionselement zu schaffen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und das faltbare Funktionselement mit den Merkmalen des Verfahrens des Anspruchs 12 gelöst.
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Gemäß der Erfindung wird also ein Verfahren zur Herstellung eines faltbaren Funktionselements eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, wobei das Funktionselement einen faltbaren Funktionsabschnitt und an mindestens einem Längsrand einen Keder zur Anbindung des Funktionselements an ein Gegenelement aufweist. Bei dem Verfahren wird nach einem Endlosprozess ein Kederrohling derart ausgeformt, dass ein Kunststoffwerkstoff auf eine Kalanderanordnung dosiert und von dieser zu dem Kederrohling geformt wird, wobei mittels der Kalanderanordnung eine Endlosbahn ausgegeben wird, die den Kederrohling und einen faltbaren Funktionsabschnittrohling umfasst.
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Es wird also ein Verfahren bereitgestellt, bei dem der Keder bzw. der Kederrohling nach einem Walzprozess ausgeformt wird. Eine Kalanderwalze, die eine Walze der Kalanderanordnung darstellt, ist mit einer umlaufenden Vertiefung bzw. Formgeometrie zum Ausformen des Kederrohlings versehen. Mittels einer Dosiereinheit wird der Kunststoffwerkstoff der Kalanderanordnung zugeführt, wodurch bei Betätigung der Kalanderanordnung der Kederrohling in der Vertiefung ausgeformt und zusammen mit dem faltbaren Funktionsabschnittrohling, an dem der Kederrohling angeordnet ist, als Endlosbahn ausgefördert wird.
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Eine Kalanderanordnung zur Fertigung des faltbaren Funktionselements ist mit vergleichsweise geringen Investitionskosten verbunden und ermöglicht eine schnelle, maschinelle Verarbeitung der zugeführten Werkstoffe und gegebenenfalls zugeführten sonstigen Materialien. Aufgrund der geringen Investitionskosten eignet sich das Verfahren nach der Erfindung auch für die industrielle Fertigung eines faltbaren Funktionselements, das nur für kleine Serien bestimmt ist. Ein nachträglicher Prozess zur Anbindung eines Keders an einen Funktionsabschnitt, beispielsweise in Form eines Nähprozesses oder eines Spritzgießprozesses, ist nicht erforderlich. Bei dem Kalanderprozess kann ein harmonischer Übergang zwischen dem faltbaren Funktionsabschnitt und dem Keder ohne sichtbare Nähte oder dergleichen erzeugt werden. Der Kederrohling kann hinsichtlich seiner Formgebung bzw. Geometrie und auch hinsichtlich seiner Farbe in einfacher Weise an die bestehenden Anforderungen angepasst werden, und zwar durch entsprechende Auslegung der Kalanderanordnung und des zugeführten Werkstoffs.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung umfasst die Kalanderanordnung eine Kalanderwalze mit einer umlaufenden Nut zur Ausbildung des Kederrohlings und eine Gegenwalze, an der die Kalanderwalze abrollt. Denkbar ist es natürlich auch, dass auch die Gegenwalze eine Nut oder andere Formgebungsgeometrien zur Ausbildung des Kederrohlings aufweist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird der Funktionsabschnittrohling gleichzeitig mit dem Kederrohling mittels der Kalanderanordnung in einstückiger Weise mit dem Kederrohling ausgeformt. Der Funktionsabschnittrohling wird bei dieser Ausführungsform analog einer kalandrierten Folie hergestellt. Das Material des Funktionsabschnittrohlings kann dem Material des Kederrohlings entsprechen und mit derselben Dosiereinheit zugeführt werden.
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Um dem Funktionsabschnittrohling Luftdurchlässigkeit zu verleihen, kann der Funktionsabschnittrohling in der Kalanderanordnung mittels einer Prägeeinrichtung, insbesondere mittels einer Prägewalze perforiert werden. Denkbar ist es aber auch, dass der Kalander zur Herstellung des Funktionsabschnittrohlings und des Kederrohlings eine Geometrie aufweist, die unmittelbar einen gelochten bzw. perforierten Funktionsabschnittrohling erzeugt.
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Bei einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung erfolgt eine Perforation des Funktionsabschnittrohlings mittels einer Lasereinrichtung, die der Kalanderanordnung nachgeschaltet sein kann.
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Die die Endlosbahn bildende Einheit, die den Kederrohling und den Funktionsabschnittrohling umfasst, stellt ein Halbzeug dar, das zur Ausbildung des faltbaren Funktionselements gegebenenfalls noch weiterverarbeitet werden muss. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird die Endlosbahn hierzu mittels einer Schneideinrichtung zu dem Funktionselement zugeschnitten.
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Beispielsweise umfasst die Schneideinrichtung einen Schneidtisch, auf dem die Endlosbahn zum Beschneiden angeordnet wird und der hinsichtlich seiner Abmessungen mittels eines Schneidwerkzeugs an die Abmessungen des zu fertigenden Funktionselements angepasst ist.
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Bei der Ausbildung der Endlosbahn können insbesondere an den Längsrändern Materialüberstände erzeugt worden sein. Daher wird der Kederrohling bei einer speziellen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung durch Beschneiden entlang seines Längsrandes zu dem Keder geformt.
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Der mittels der Kalanderanordnung gefertigte Kederrohling und der mittels der Kalanderanordnung gefertigte Funktionsabschnittrohling können bei der einstückigen Ausbildung aus dem gleichen Werkstoff oder auch aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, die den jeweiligen Anforderungen angepasst sind.
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Um das faltbare Funktionselement an zwei Rändern an ein jeweiliges Gegenelement anbinden zu können, umfasst die Endlosbahn vorzugsweise zwei Kederrohlinge, die jeweils an einem der Längsränder des Funktionsabschnittrohlings angeordnet sind.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung können mehrere Endlosbahnen in paralleler Weise mit derselben Kalanderanordnung hergestellt werden. Mindestens eine der Walzen der Kalanderanordnung muss dann mit mehreren parallelen Geometrien zur Ausbildung der Endlosbahnen versehen sein.
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Das Funktionselement, das mittels des Verfahrens nach der Erfindung hergestellt wird, ist vorzugsweise ein Windabweisernetz eines Windabweisers eines Dachöffnungssystems. Dieses Windabweisernetz umfasst an seinen Längsrändern jeweils einen Keder, der aus einem jeweiligen Kederrohling gebildet wird. Das Windabweisernetz ist insbesondere aus einer perforierten Folie aus einem für den Einsatz bei einem Windabweiser geeigneten Kunststoffwerkstoff gefertigt. Alternativ kann das Funktionselement eine Rollobahn eines Beschattungssystems sein.
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Die Erfindung hat auch ein faltbares Funktionselement eines Kraftfahrzeugs zum Gegenstand, umfassend einen faltbaren Funktionsabschnitt und an mindestens einem Rand einen Keder zur Anbindung des Funktionselements an ein Gegenelement, wobei der Keder und der faltbare Funktionsabschnitt in einstückiger Weise ausgeformt sind. Eine solche einstückige Ausformung ist mittels eines Kalanderverfahrens unter Verwendung einer Kalanderanordnung in effizienter Weise realisierbar.
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Der faltbare Funktionsabschnitt ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des Funktionselements nach der Erfindung perforiert.
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Zudem kann der Keder an seinem Längsrand eine Schnittkante aufweisen. Die Schnittkannte ist herstellungsbedingt, da ausgehend von einem Kederrohling Materialüberschuss nach einem Schneidverfahren entfernt wurde.
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Der faltbare Funktionsabschnitt und der Keder können aus dem gleichen oder auch aus zwei sich unterscheidenden Werkstoffen hergestellt sein, und zwar insbesondere aus zwei sich unterscheidenden Kunststoffwerkstoffen, die nach einem Kalanderverfahren verarbeitbar sind.
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Das faltbare Funktionselement nach der Erfindung ist insbesondere ein Windabweisernetz. Denkbar ist es aber auch, dass das faltbare Funktionselement nach der Erfindung eine Rollobahn oder dergleichen ist, die Bestandteil eines Beschattungssystems ist und bei der an den seitlichen Rändern jeweils ein Keder ausgebildet ist. Der Keder kann in diesem Falle ein Führungselement bilden, das in einer Führungsbahn einer betreffenden Führungsschiene der seitengeführten Rollobahn geführt ist.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Ein Ausführungsbeispiel eines faltbaren Funktionselements nach der Erfindung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 ein Fahrzeugdach mit einem Dachöffnungssystem, welches mit einem Windabweiser versehen ist;
- 2 ein Windabweisernetz des Windabweisers in Alleinstellung;
- 3 einen Schnitt durch das Windabweisernetz nach 2 entlang Linie III-III in 2; und
- 4 eine Vorrichtung zur Herstellung des Windabweisernetzes.
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In 1 ist ein Fahrzeugdach 10 dargestellt, das Bestandteil eines ansonsten nicht näher gezeigten Kraftfahrzeugs ist und ein Dachöffnungssystem 12 umfasst, mittels dessen eine Dachöffnung 14 wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann. Das Dachöffnungssystem 12 umfasst ein Deckelelement 16, das mit der Dachöffnung 14 korrespondiert und diese in der Schließstellung des Dachöffnungssystems 12 verschließt.
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Um Luftverwirbelungen und einen Luftzug im Innenraum des Fahrzeugs bei geöffneter Dachöffnung 14 zu minimieren, weist das Dachöffnungssystem 12 einen Windabweiser 18 auf, der im Bereich des vorderen bzw. bugseitigen Randes der Dachöffnung 14 angeordnet ist und der einen Windabweiserbügel 20 aufweist, der schwenkbar an einer karosseriefesten, an dem Fahrzeugdach 10 ausgebildeten Basis 22 gelagert ist. Der Windabweiserbügel 20 ist mittels Ausstellfedern in eine gegenüber der karosseriefesten Basis 22 verschwenkte, angehobene Stellung vorgespannt und mittels des Deckelelements 16 in eine niedergedrückte Ruhestellung verlagerbar. Beim Verstellen des Deckelelements 16 in die Schließstellung fährt dieses auf sich in Dachlängsrichtung erstreckende Ausstellarme 24 des Windabweiserbügels 20 auf und verlagert diesen so gegen die Federkraft der Ausstellfedern in seine Ruhestellung. Die Ausstellarme 24 des Windabweiserbügels 20 sind über einen sich in Dachquerrichtung erstreckenden Bügelholm 26 miteinander verbunden.
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Als Wirkelement umfasst der Windabweiser 18 ein Windabweisernetz 28, das ein faltbares Funktionselement darstellt und mit seinem oberen, sich in Dachquerrichtung erstreckenden Rand an dem Bügelholm 26 des Windabweiserbügels 20 und mit seinem unteren, sich in Dachquerrichtung erstreckenden Rand an der karosseriefesten Basis 22 befestigt ist. Die Breite bzw. Höhe des Windabweisernetzes 28 begrenzt den Ausstellwinkel des Windabweiserbügels 20.
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Zum Anbinden an den Windabweiserbügel 20 und an die fahrzeugfeste Basis 22 weist das Windabweisernetz 28 an seinen beiden sich in Dachquerrichtung erstreckenden Rändern jeweils einen Keder 30 bzw. 32 auf, der in eine betreffende Kedernut des Windabweiserbügels 20 bzw. der fahrzeugfesten Basis 22 eingreift. Die beiden Keder 30 und 32 begrenzen einen Netzabschnitt 34, welcher den Funktions- bzw. Wirkabschnitt des Windabweisernetzes 28 bildet. Der Netzabschnitt 34 ist nach Art einer perforierten Folie aus Kunststoff gefertigt.
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Die Herstellung des Windabweisernetzes 28 kann mittels einer in 4 dargestellten Vorrichtung 40 erfolgen und wird nachfolgend erläutert.
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Die Herstellungsvorrichtung 40 umfasst eine Kalanderanordnung 42, welche eine Kalanderwalze 44, eine Gegenwalze 46 und eine Prägewalze 48 aufweist. Die Kalanderwalze 44 und die Gegenwalze 46 rollen bei einer Betätigung aneinander ab. Entsprechend rollen die Kalanderwalze 44 und die Prägewalze 48 bei einer Betätigung der Kalanderanordnung 42 aneinander ab.
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Des Weiteren ist die Kalanderanordnung 42 mit einer Dosiereinheit 50 versehen, mittels der ein Kunststoffwerkstoff in die Kalanderanordnung 42 eindosiert werden kann.
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Die Kalanderwalze 44 der Kalanderanordnung 42 ist mit einer ringförmigen Matrizengeometrie 52 versehen, die in Umfangsrichtung verläuft und zwei Ringnuten 54 und 56 sowie einen Zwischenabschnitt 58 umfasst, der sich zwischen den Ringnuten 54 und 56 erstreckt und gegenüber einem Basiszylinderflächenabschnitt 60 der Kalanderwalze 44 geringfügig abgesenkt ist, so dass er zur Folienherstellung geeignet ist. Die Gegenwalze 46 ist vertiefungsfrei ausgebildet, so dass die Basiszylinderflächenabschnitte 60 der Kalanderwalze 44 linienförmig an der zylindrischen Umfangsfläche der Gegenwalze 46 abrollen. Die Prägewalze 48 hat eine ringförmige Prägegeometrie 62, die mit dem Zwischenabschnitt 58 der Matrizengeometrie 52 der Kalanderwalze 44 fluchtet.
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Der Kalanderanordnung 42 sind ausgangsseitig zwei Förderrollen 64 nachgeordnet, die wiederum von einer Schneideinrichtung mit einem Schneidtisch 66 gefolgt sind. Nach dem Schneidtisch 66 ist eine Förderrollenanordnung 68 angeordnet.
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Die Schneideinrichtung ist mit einem in 4 schematisch angedeuteten Schneidwerkzeug 70 versehen, welches eine Stanzvorrichtung und/oder eine Laserschneideinrichtung umfassen kann.
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Zur Herstellung des Windabweisernetzes 28 wird mittels der Dosiereinheit 50 ein Kunststoffwerkstoff in die Kalanderanordnung 42 eindosiert. Durch die Drehung der Kalanderwalze 44, der Gegenwalze 46 und der Prägewalze 48 wird durch die Matrizengeometrie 52 der Kalanderwalze 44 und durch die Prägegeometrie 62 der Prägewalze 48 eine Endlosbahn 72 erzeugt, die als Mittelabschnitt einen Funktionsabschnittrohling 74 und zwei Kederrohlinge 76 und 78 umfasst, die den Funktionsabschnittrohling 74 seitlich begrenzen. Der Funktionsabschnittrohling 74 und die einstückig mit diesem hergestellten Kederrohlinge 76 und 78 haben eine Form, die mit der Form der Matrizengeometrie 52 korrespondiert. Zudem ist der Funktionsabschnittrohling 74 perforiert, wobei die Perforation mittels der Prägegeometrie 62 der Prägewalze 48 hergestellt wird.
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Die ein Halbzeug darstellende Endlosbahn 72 wird nach ihrer Fertigung in der Kalanderanordnung 42 zu dem Schneidtisch 66 gefördert und auf diesem mittels der Schneideinrichtung in Querrichtung und entlang der Längsränder im Bereich der Kederrohlinge 76 und 78 beschnitten, so dass nacheinander eine Vielzahl an Windabweisernetzen 28 herstellbar sind, die jeweils den Netzabschnitt 34 umfassen, der seitlich von den Kedern 30 und 32 begrenzt ist.
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Bei dem Schneidprozess bleiben von den Kederrohlingen 76 und 78 Materialstreifen 80 zurück, welche mittels der Förderrollenanordnung 68 einer Entsorgung zugeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeugdach
- 12
- Dachöffnungssystem
- 14
- Dachöffnung
- 16
- Deckelelement
- 18
- Windabweiser
- 20
- Windabweiserbügel
- 22
- Basis
- 24
- Ausstellarm
- 26
- Bügelholm
- 28
- Windabweisernetz
- 30
- Keder
- 32
- Keder
- 34
- Netzabschnitt
- 40
- Vorrichtung
- 42
- Kalanderanordnung
- 44
- Kalanderwalze
- 46
- Gegenwalze
- 48
- Prägewalze
- 50
- Dosiereinheit
- 52
- Matrizengeometrie
- 54
- Ringnut
- 56
- Ringnut
- 58
- Zwischenabschnitt
- 60
- Basiszylinderfläche
- 62
- Prägegeometrie
- 64
- Förderrollen
- 66
- Schneidtisch
- 68
- Förderrollenanordnung
- 70
- Schneidwerkzeug
- 72
- Endlosbahn
- 74
- Funktionsabschnittrohling
- 76
- Kederrohling
- 78
- Kederrohling
- 80
- Materialstreifen
