DE102022106757A1 - Plastic component for a motor vehicle and method for joining a plastic component - Google Patents

Plastic component for a motor vehicle and method for joining a plastic component Download PDF

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Abstract

Kunststoffbauteil für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Kunststoffkomponente (12), einer zweiten Kunststoffkomponente (14), welche mittels einer spritzgegossenen Fügekomponente (40) mit der ersten Kunststoffkomponente (12) stoffschlüssig verbunden ist, wobei die erste Kunststoffkomponente (12) und die zweite Kunststoffkomponente (14) eine Fügekammer (18) mit einer Höhe (H) gemeinsam begrenzen, welche zur Verbindung der beiden Kunststoffkomponenten (12, 14) mit der spritzgegossenen Fügekomponente (40) ausgefüllt ist, wobei die erste Kunststoffkomponente (12) an einer der zweiten Kunststoffkomponente (14) zugewandten Innenseite (13) einen Steg (30) mit einer Länge (L) aufweist, wobei der Steg (30) mit einer in Höhenrichtung der Fügekammer (18) erstreckenden Seitenfläche (31) die Fügekammer (18) abschnittsweise begrenzt, wobei die Länge (L) des Stegs (30) länger als die Höhe (H) der Fügekammer (18) ausgeführt ist, derart, dass der Steg (30) stirnseitig an der zweiten Kunststoffkomponente (14) mit einer Flächenpressung anliegt.Plastic component for a motor vehicle, with a first plastic component (12), a second plastic component (14), which is cohesively connected to the first plastic component (12) by means of an injection-molded joining component (40), the first plastic component (12) and the second plastic component (14) jointly delimit a joining chamber (18) with a height (H), which is filled with the injection-molded joining component (40) to connect the two plastic components (12, 14), the first plastic component (12) being attached to one of the second plastic components (14) facing the inside (13) has a web (30) with a length (L), the web (30) delimiting the joining chamber (18) in sections with a side surface (31) extending in the height direction of the joining chamber (18), whereby the length (L) of the web (30) is longer than the height (H) of the joining chamber (18), such that the web (30) rests on the end face of the second plastic component (14) with a surface pressure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffbauteil für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Kunststoffkomponente, einer zweiten Kunststoffkomponente, welche mittels einer spritzgegossenen Fügekomponente mit der ersten Kunststoffkomponente stoffschlüssig verbunden ist, wobei die erste Kunststoffkomponente und die zweite Kunststoffkomponente eine Fügekammer gemeinsam begrenzen, welche zur Verbindung der beiden Kunststoffkomponenten mit der spritzgegossenen Fügekomponente ausgefüllt ist, wobei die erste Kunststoffkomponente an einer der zweiten Kunststoffkomponente zugewandten Innenseite einen Steg aufweist, wobei der Steg mit einer im Wesentlichen in Höhenrichtung der Fügekammer erstreckenden Seitenfläche die Fügekammer abschnittsweise begrenzt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Fügen des Kunststoffbauteils.The invention relates to a plastic component for a motor vehicle, with a first plastic component, a second plastic component, which is cohesively connected to the first plastic component by means of an injection-molded joining component, the first plastic component and the second plastic component jointly delimiting a joining chamber, which is used to connect the two plastic components is filled with the injection-molded joining component, wherein the first plastic component has a web on an inside facing the second plastic component, the web delimiting the joining chamber in sections with a side surface extending essentially in the height direction of the joining chamber. The invention further relates to a method for joining the plastic component.

Ein derartiges mehrteiliges Kunststoffbauteil ist allgemein aus dem Stand der Technik bekannt und wird an unterschiedlichen Stellen des Kraftfahrzeugs montiert. Das Kunststoffbauteil umfasst zumindest eine erste Kunststoffkomponente und eine zweite Kunststoffkomponente, welche miteinander verbunden sind. Dabei können die beiden Kunststoffkomponenten durch unterschiedliche Fügeverfahren, beispielsweise durch Ultraschallschweißen, miteinander verbunden werden. Ein weiteres Fügeverfahren zur Verbindung von zwei Kunststoffbauteilen ist das sogenannte Montagespritzen. Dabei wird in eine durch die beiden Kunststoffkomponenten begrenzte Fügekammer mittels eines Spritzgießverfahrens eine üblicherweise zähflüssige Fügekomponente unter Druck eingespritzt. Nach dem Aushärten der Fügekomponente liegt eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Fügekomponente und den Kunststoffkomponenten vor. Die Fügekomponente ist beispielsweise ein thermoplastischer Kunststoff. Es können jedoch durch das Spritzgießverfahren auch Elastomere verarbeitet werden können.Such a multi-part plastic component is generally known from the prior art and is mounted at different locations on the motor vehicle. The plastic component comprises at least a first plastic component and a second plastic component, which are connected to one another. The two plastic components can be connected to one another using different joining methods, for example ultrasonic welding. Another joining process for connecting two plastic components is so-called assembly injection molding. In this case, a usually viscous joining component is injected under pressure into a joining chamber delimited by the two plastic components using an injection molding process. After the joining component has hardened, there is a cohesive connection between the joining component and the plastic components. The joining component is, for example, a thermoplastic. However, elastomers can also be processed using the injection molding process.

Die Fügekammer ist üblicherweise zumindest abschnittsweise durch eine Seitenfläche eines Stegs begrenzt, wobei der Steg an der ersten Kunststoffkomponente ausgebildet ist und sich von der ersten Kunststoffkomponente zu der Innenseite der zweiten Kunststoffkomponente erstreckt.The joining chamber is usually delimited at least in sections by a side surface of a web, the web being formed on the first plastic component and extending from the first plastic component to the inside of the second plastic component.

Problematisch ist, dass die unter Druck eingespritzte Fügekomponente den Steg belastet und der Steg aufgrund der mechanischen Belastung durch den Einspritzdruck und der thermischen Belastung durch die erhöhte Temperatur der einspritzenden Fügekomponente verformt. Durch die Verformung des Stegs während des Einspritzvorgangs besteht die Gefahr, dass die zähflüssige Fügekomponente über einen durch die Verformung des Stegs entstehenden Spalt zwischen dem freien Ende des Stegs und der dazu angrenzenden Innenfläche der zweiten Kunststoffkomponente in einen Bereich strömt, in welchem die Fügekomponente nicht erwünscht und ggfs. nachteilig ist. Außerdem kann eine zuverlässige, stoffschlüssige Verbindung der beiden Kunststoffkomponenten bei einer Leckage der Fügekomponente nicht gewährleistet werden, da durch die Leckage die Gefahr besteht, dass trotz des Einspritzdrucks Hohlräume in der Fügekammer entstehen. Eine reproduzierbare, zuverlässige Verbindung der Kunststoffkomponente kann durch die Leckage der Fügekomponente nicht gewährleistet werden.The problem is that the joining component injected under pressure loads the web and the web is deformed due to the mechanical load caused by the injection pressure and the thermal load caused by the increased temperature of the injected joining component. Due to the deformation of the web during the injection process, there is a risk that the viscous joining component will flow through a gap created by the deformation of the web between the free end of the web and the adjacent inner surface of the second plastic component into an area in which the joining component is not desired and may be disadvantageous. In addition, a reliable, cohesive connection of the two plastic components cannot be guaranteed in the event of a leak in the joining component, since the leak poses the risk that cavities will arise in the joining chamber despite the injection pressure. A reproducible, reliable connection of the plastic component cannot be guaranteed due to the leakage of the joining component.

Um die Verformung des Stegs aufgrund des Einspritzdrucks beim Einspritzen der Fügekomponente zu reduzieren, könnte der Steg mit einer größeren Wandstärke ausgeführt werden. Eine Vergrößerung der Wandstärke, insbesondere über die Wandstärke der Kunststoffkomponenten hinaus, führt wiederum zu einer erhöhten Gefahr von Einfallstellen, welche insbesondere bei sichtbaren Oberflächen unerwünscht sind. Derartige Einfallstellen entstehen im Abkühlprozess einer durch ein Spritzgussverfahren hergestellten Kunststoffkomponente. Dabei tritt beim Abkühlen eine Volumenkontraktion, auch als Schwindung bezeichnet, auf. In den Bereichen von Masseanhäufungen und großen Wandstärkten ist diese Volumenkontraktion der Schmelze erhöht, wobei das sich reduzierende Volumen nicht durch neue Schmelze ersetzt werden kann, da der Anschnittkanal bereits erstarrt ist.In order to reduce the deformation of the web due to the injection pressure when injecting the joining component, the web could be designed with a greater wall thickness. Increasing the wall thickness, especially beyond the wall thickness of the plastic components, in turn leads to an increased risk of sink marks, which are undesirable, especially on visible surfaces. Such sink marks arise in the cooling process of a plastic component produced by an injection molding process. During cooling, a volume contraction, also known as shrinkage, occurs. In the areas of mass accumulations and large wall thicknesses, this volume contraction of the melt is increased, whereby the reducing volume cannot be replaced by new melt because the gate channel has already solidified.

Daher ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einerseits eine eine Leckage der Fügekomponente verursachende Verformung des Stegs aufgrund des Einspritzdrucks zuverlässig zu verhindern und andererseits die Gefahr der Einfallstellen bzw. die Ausprägung der Einfallstellen zu reduzieren.Therefore, the object of the present invention is, on the one hand, to reliably prevent deformation of the web due to the injection pressure that causes leakage of the joining component and, on the other hand, to reduce the risk of sink marks or the severity of the sink marks.

Die Aufgabe wird durch das Kunststoffbauteil gemäß des Anspruchs 1 gelöst.The task is solved by the plastic component according to claim 1.

Erfindungsgemäß liegt der Steg mit dem freien Ende an der zweiten Kunststoffkomponente mit einer Flächenpressung, d.h. flächenpressend, an. Dies wird dadurch verursacht, dass die Länge des Stegs länger als die Höhe der Fügekammer ausgeführt ist, so dass beim Positionieren der Kunststoffkomponenten zueinander der Steg in Höhenrichtung der Fügekammer derart mechanisch belastet wird, dass der Steg auf eine Innenseite der zweiten Kunststoffkomponente gepresst wird. Dabei beträgt die theoretische Überdeckung, d.h. die Differenz zwischen der Höhe der Fügekammer und der Länge des Stegs, kleiner oder gleich 20% der Wandstärke der Kunststoffbauteile.According to the invention, the free end of the web rests against the second plastic component with a surface pressure, i.e. in a surface-pressing manner. This is caused by the fact that the length of the web is longer than the height of the joining chamber, so that when the plastic components are positioned relative to one another, the web is mechanically loaded in the height direction of the joining chamber in such a way that the web is pressed onto an inside of the second plastic component. The theoretical coverage, i.e. the difference between the height of the joining chamber and the length of the web, is less than or equal to 20% of the wall thickness of the plastic components.

Die Flächenpressung zwischen dem Stirnende des Stegs und der Innenseite der zweiten Kunststoffkomponente bewirkt, dass der Widerstand gegen die Verformung, unter anderem durch die durch die Flächenpressung erzeugte Reibung zwischen der Stirnseite des Stegs und der Innenseite der zweiten Kunststoffkomponente, aufgrund des Einspritzdrucks erhöht wird und dadurch die Gefahr einer Leckage der Fügekomponente aus der Fügekammer während dem Einspritzvorgangs reduziert wird. Durch die Anpressung des Stegs an die Innenseite der zweiten Kunststoffkomponente ist eine Erhöhung der Wandstärke des Stegs nicht erforderlich, wodurch die Gefahr und die Ausprägung einer Einfallstelle reduziert werden können.The surface pressure between the front end of the web and the inside of the second plastic component causes the resistance to deformation to be increased due to the injection pressure, among other things due to the friction generated by the surface pressure between the front end of the web and the inside of the second plastic component, due to the injection pressure and thereby the risk of leakage of the joining component from the joining chamber during the injection process is reduced. By pressing the web against the inside of the second plastic component, it is not necessary to increase the wall thickness of the web, which means that the risk and the appearance of a sink mark can be reduced.

Vorzugsweise ist die zweite Kunststoffkomponente im Bereich des anliegenden Stegs elastisch oder plastisch verformt. Die elastische oder plastische Verformung der zweiten Kunststoffkomponente erfolgt durch das Positionieren der Kunststoffbauteile zueinander und durch die Erzeugung der Flächenpressung zwischen dem Steg und der Innenseite der zweiten Kunststoffkomponente. Durch die elastische oder plastische Verformung der Innenseite der zweiten Kunststoffkomponente wird eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Steg und der zweiten Kunststoffkomponente quer zur Haupterstreckungsrichtung des Stegs, d.h. quer zur Höhenrichtung der Fügekammer, und dadurch in Belastungsrichtung der aus dem Einstritzdrucks resultierenden Kraft auf den Steg. Dadurch kann eine Verformung des Stegs zuverlässig verhindert werden.Preferably, the second plastic component is elastically or plastically deformed in the area of the adjacent web. The elastic or plastic deformation of the second plastic component takes place by positioning the plastic components relative to one another and by generating the surface pressure between the web and the inside of the second plastic component. The elastic or plastic deformation of the inside of the second plastic component creates a positive connection between the web and the second plastic component transversely to the main direction of extension of the web, i.e. transversely to the height direction of the joining chamber, and thereby in the loading direction of the force resulting from the injection pressure on the web. This means that deformation of the web can be reliably prevented.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die zweite Kunststoffkomponente an einer der ersten Kunststoffkomponente zugewandten Innenseite einen Steg auf, welcher an einer der Fügekammer abgewandten Seitenfläche des die Fügekammer begrenzenden Stegs des ersten Kunststoffelements seitlich anliegt und den Steg der ersten Kunststoffkomponente in Querrichtung, d.h. im Wesentlichen quer zur Höhenrichtung, abstützt. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die erste Kunststoffkomponente einen ersten, die Fügekammer begrenzenden Steg und an der der Fügekammer abgewandten Seite des ersten Stegs einen zweiten Steg auf, wobei die beiden Stege der ersten Kunststoffkomponente voneinander beabstandet angeordnet sind und der Steg der zweiten Kunststoffkomponente zwischen den beiden Stegen der ersten Kunststoffkomponente angeordnet ist. Auf diese Weise wird der die Fügekammer begrenzte Steg gegen eine Verformung durch die zusätzlichen Stege zuverlässig gesichert.In a preferred embodiment, the second plastic component has a web on an inside facing the first plastic component, which rests laterally on a side surface of the web of the first plastic element that delimits the joining chamber and faces away from the joining chamber and the web of the first plastic component in the transverse direction, i.e. essentially transversely to the Height direction, supported. In a particularly preferred embodiment, the first plastic component has a first web delimiting the joining chamber and a second web on the side of the first web facing away from the joining chamber, the two webs of the first plastic component being arranged at a distance from one another and the web of the second plastic component being between the both webs of the first plastic component is arranged. In this way, the web delimiting the joining chamber is reliably secured against deformation by the additional webs.

Vorzugsweise ist die Länge L der Stege länger als die Höhe H der Fügekammer ausgeführt, derart, dass die Stege stirnseitig an der gegenüberliegenden Kunststoffkomponente mit einer Flächenpressung anliegen. Dadurch kann ein Nachgeben aller Stege aufgrund des in der Fügekammer wirkenden Einspritzdrucks reduziert werden und damit der Widerstand gegen die Verformung des die Fügekammer begrenzenden Stegs nochmals erhöht werden.Preferably, the length L of the webs is designed to be longer than the height H of the joining chamber, such that the webs rest on the front side of the opposite plastic component with a surface pressure. As a result, yielding of all webs due to the injection pressure acting in the joining chamber can be reduced and thus the resistance to the deformation of the web delimiting the joining chamber can be increased again.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Wandstärke der Stege kleiner oder gleich der Wandstärke der Kunststoffkomponenten. Vorzugsweise ist die Wandstärke der Stege 80% der Wandstärke der Kunststoffkomponenten. Dadurch können Massenanhäufungen und große Wandstärken verhindert werden, wodurch die Gefahr von Einfallstellen und die Ausprägung der Einfallsstellen reduziert werden kann.In a preferred embodiment, the wall thickness of the webs is less than or equal to the wall thickness of the plastic components. Preferably, the wall thickness of the webs is 80% of the wall thickness of the plastic components. This can prevent mass accumulation and large wall thicknesses, thereby reducing the risk of sink marks and the severity of the sink marks.

Vorzugsweise ist die erste Kunststoffkomponente und/oder die zweite Kunststoffkomponente aus einem Kunststoff mit einem Füllstoff zur Erhöhung des Elastizitätsmoduls hergestellt. Mit der Erhöhung der Steifigkeit der Kunststoffkomponenten sinkt die Gefahr von Einfallstellen. Außerdem kann durch den Füllstoff und die Erhöhung der Steifigkeit die Verformung des Stegs reduziert werden. Als Füllstoff können Talkum, Glasfasern oder andere, zur Erhöhung der Steifigkeit bekannte Füllstoffe verwendet werden. Der Füllstoffgehalt beträgt dabei 5-60%.Preferably, the first plastic component and/or the second plastic component is made of a plastic with a filler to increase the modulus of elasticity. As the rigidity of the plastic components increases, the risk of sink marks decreases. In addition, the filler and the increase in rigidity can reduce the deformation of the web. Talc, glass fibers or other fillers known to increase stiffness can be used as fillers. The filler content is 5-60%.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die erste Kunststoffkomponente und/oder die zweite Kunststoffkomponente an einer Außenseite eine Oberflächenstrukturierung auf, wobei die Oberflächenstrukturierung zumindest im Bereich eines Stegs vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Oberflächenstrukturierung eine im Bereich des Stegs angeordneter Absatz. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Oberflächenstrukturierung durch ein Ätz-, Laser- oder Erodierverfahren hergestellt. Durch die Oberflächenstrukturierung im Bereich des Stegs wird die Auffälligkeit und Sichtbarkeit einer Einfallsstelle reduziert.In a preferred embodiment, the first plastic component and/or the second plastic component have a surface structuring on an outside, the surface structuring being provided at least in the area of a web. The surface structuring is preferably a shoulder arranged in the area of the web. In a preferred embodiment, the surface structuring is produced by an etching, laser or eroding process. The surface structuring in the area of the bar reduces the conspicuousness and visibility of a sink mark.

Vorzugsweise begrenzen die beiden Kunststoffkomponenten einen Hohlraum, wobei die Fügekammer sich umlaufend um den Hohlraum erstreckt. Damit trennt der Steg den Hohlraum von der Fügekammer.Preferably, the two plastic components define a cavity, with the joining chamber extending circumferentially around the cavity. The web thus separates the cavity from the joining chamber.

Die Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren zum Fügen eines Kunststoffbauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 12 gelöst, wobei zunächst die beiden Kunststoffkomponenten derart zueinander positioniert werden, dass die Fügekammer geschlossen ist und der Steg der ersten Kunststoffkomponente an der zweiten Kunststoffkomponente angepresst wird. Das Positionieren der Kunststoffkomponenten zueinander und das Anpressen des Stegs an die zweite Kunststoffkomponente erfolgt insbesondere durch das Einlegen der beiden Kunststoffkomponenten in zwei Herstellformhälften und das Schließen der Herstellform. Anschließend wird die Fügekomponente in die Fügekammer mit einem vordefinierten Einspritzdruck eingespritzt. Abschließend kühlt die Fügekomponente ab, wobei die beiden Kunststoffkomponenten im abgekühlten Zustand der Fügekomponente stoffschlüssig miteinander verbunden sind.The object is also achieved by a method for joining a plastic component according to one of claims 1 to 12, wherein first the two plastic components are positioned relative to one another in such a way that the joining chamber is closed and the web of the first plastic component is pressed against the second plastic component. The positioning of the plastic components relative to one another and the pressing of the web onto the second plastic component takes place in particular by inserting the two parts material components in two manufacturing mold halves and closing the manufacturing mold. The joining component is then injected into the joining chamber with a predefined injection pressure. Finally, the joining component cools down, with the two plastic components being cohesively connected to one another in the cooled state of the joining component.

Zu den Vorteilen des Verfahrens wird auf die vorhergehenden Absätze verwiesen.Please refer to the previous paragraphs for information on the advantages of the procedure.

Damit wird ein Kunststoffbauteil bereitgestellt, bei welchem einerseits eine eine Leckage der Fügekomponente verursachende Verformung des Stegs aufgrund des Einspritzdrucks zuverlässig verhindert wird und andererseits die Gefahr der Einfallstellen bzw. die Ausprägung der Einfallstellen reduziert werden. Außerdem wird ein Verfahren bereitgestellt, mit welchem zwei Kunststoffkomponenten eines Kunststoffbauteils zuverlässig miteinander gefügt werden können.This provides a plastic component in which, on the one hand, deformation of the web causing a leakage of the joining component due to the injection pressure is reliably prevented and, on the other hand, the risk of sink marks or the shape of the sink marks are reduced. In addition, a method is provided with which two plastic components of a plastic component can be reliably joined together.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.

  • 1 zeigt ein Kunststoffbauteil in perspektivischer Ansicht, und
  • 2 und 3 zeigen einen Ausschnitt des Kunststoffbauteils aus 1 in einer Schnittansicht.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings.
  • 1 shows a plastic component in a perspective view, and
  • 2 and 3 show a section of the plastic component 1 in a sectional view.

Die 1 offenbart ein Kunststoffbauteil 10 für ein Kraftfahrzeug. Das Kunststoffbauteil 10 kann beispielsweise eine im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs angeordnete Komponente, beispielsweise ein Türgriff oder ein Teil einer Mittelkonsole sein. Anderenfalls kann das Kunststoffbauteil 10 auch eine Komponente für den Außenbereich des Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein Teil eines Spoilers, sein.The 1 discloses a plastic component 10 for a motor vehicle. The plastic component 10 can, for example, be a component arranged in the passenger compartment of the motor vehicle, for example a door handle or part of a center console. Otherwise, the plastic component 10 can also be a component for the exterior of the motor vehicle, for example a part of a spoiler.

Das Kunststoffbauteil 10 weist eine erste Kunststoffkomponente 12 und eine zweite Kunststoffkomponente 14 auf, wobei in 1 ein Abschnitt der zweiten Kunststoffkomponente 14 ausgeblendet ist. Beide Kunststoffkomponenten 12, 14 sind schalenartig ausgeführt und begrenzen in einem miteinander gefügten Zustand einen Hohlraum 16, so dass das Kunststoffbauteil 10 im endmontierten Zustand als Hohlkörper vorliegt. Beide Kunststoffkomponenten 12, 14 sind insbesondere durch ein Spritzgussverfahren hergestellt und weisen einen Füllstoff auf, welcher in der Kunststoffmatrix der Kunststoffkomponenten 12, 14 eingebettet ist und die Steifigkeit sowie die Festigkeit der Kunststoffkomponenten 12, 14 erhöht. Als Füllstoff kann beispielsweise Talkum, Glasfasern oder andere dafür bekannte Stoffe verwendet werden. Außerdem wird durch den die Steifigkeit und die Festigkeit erhöhenden Füllstoff die Gefahr und die Ausprägung von Einfallstellen reduziert.The plastic component 10 has a first plastic component 12 and a second plastic component 14, wherein in 1 a section of the second plastic component 14 is hidden. Both plastic components 12, 14 are designed like a shell and, when joined together, delimit a cavity 16, so that the plastic component 10 is present as a hollow body in the final assembled state. Both plastic components 12, 14 are manufactured in particular by an injection molding process and have a filler which is embedded in the plastic matrix of the plastic components 12, 14 and increases the rigidity and strength of the plastic components 12, 14. For example, talc, glass fibers or other known substances can be used as a filler. In addition, the filler, which increases stiffness and strength, reduces the risk and the appearance of sink marks.

Das Fügen der beiden Kunststoffkomponenten 12, 14 erfolgt durch ein sogenanntes Montagespritzgießen. Hierfür begrenzen die beiden Kunststoffkomponenten 12, 14 eine Fügekammer 18, welche den Hohlraum 16 randseitig umgibt. Die Fügekammer 18 wird einerseits durch die beiden, stirnseitig aneinander anliegenden Randabschnitte 20, 22 der beiden schalenartigen Kunststoffkomponenten 12, 14 und andererseits durch eine an der ersten Kunststoffkomponente 12 vorgesehenen Steg 30 begrenzt. Der Randabschnitt 20 der ersten Kunststoffkomponente 12 weist an seiner Stirnseite eine Aussparung 24 auf. Der Randabschnitt 22 der zweiten Kunststoffkomponente 14 weist einen zur Aussparung 24 korrespondierenden und im endmontierten Zustand in die Aussparung 24 eingreifenden Vorsprung 26 auf. Die Aussparung 24 und der Vorsprung 26 erstrecken sich insbesondere umlaufend um die Fügekammer 18 und bilden eine formschlüssige Verbindung, wodurch die beiden Kunststoffkomponenten 12, 14 zueinander positioniert werden können und eine Verlagerung der beiden Randabschnitte 20, 22 während des Einspritzvorgangs einer Fügekomponente 40 in die Fügekammer 18 zuverlässig verhindert wird.The two plastic components 12, 14 are joined by so-called assembly injection molding. For this purpose, the two plastic components 12, 14 delimit a joining chamber 18, which surrounds the edge of the cavity 16. The joining chamber 18 is delimited on the one hand by the two edge sections 20, 22 of the two shell-like plastic components 12, 14 which rest against one another at the end faces and on the other hand by a web 30 provided on the first plastic component 12. The edge section 20 of the first plastic component 12 has a recess 24 on its end face. The edge section 22 of the second plastic component 14 has a projection 26 which corresponds to the recess 24 and engages in the recess 24 in the finally assembled state. The recess 24 and the projection 26 extend in particular circumferentially around the joining chamber 18 and form a positive connection, whereby the two plastic components 12, 14 can be positioned relative to one another and a displacement of the two edge sections 20, 22 during the injection process of a joining component 40 into the joining chamber 18 is reliably prevented.

Der Steg 30 ist einstückig mit der ersten Kunststoffkomponente 12 hergestellt und begrenzt mit einer ersten, der Fügekammer 18 zugewandten Seitenfläche 31 die Fügekammer 18. Die erste Kunststoffkomponente 12 weist außerdem einen zweiten, zum ersten Steg 30 beabstandeten Steg 32 auf. In einen Zwischenraum zwischen den beiden beabstandeten Stegen 30, 32 ragt ein an der zweiten Kunststoffkomponente 14 vorgesehener Steg 34 hinein, wobei der Steg 34 der zweiten Kunststoffkomponente 14 mit einer ersten, dem ersten Steg 30 der ersten Kunststoffkomponente 12 zugewandten Seitenfläche 35 an einer der Fügekammer 18 abgewandten, dem Hohlraum 16 zugewandten, zweiten Seitenfläche 33 des ersten Stegs 30 und mit einer zweiten, dem zweiten Steg 32 zugewandten Seitenfläche 39 an einer Seitenfläche 37 des zweiten Stegs 32 der ersten Kunststoffkomponente 12 anliegt. Auf diese Weise wird der erste Steg 30, welcher die Fügekammer 18 abschnittsweise begrenzt, durch den zweiten Steg 32 der ersten Kunststoffkomponente 12 und den Steg 34 der zweiten Kunststoffkomponente 14 in Breitenrichtung der Stege 30, 32, 34 abgestützt. Die Stege 30, 32, 34 weisen jeweils eine Wandstärkte tR auf, welche kleiner als die Wandstärke tK der Kunststoffkomponenten 12, 14 ist, wodurch Masseanhäufungen und große Wandstärken vermieden werden und eine Gefahr von Einfallstellen sowie die Ausprägung von Einfallstellen reduziert werden. Weiterhin sind an den Außenseiten 17, 19 der Kunststoffkomponenten 12, 14 jeweils eine Oberflächenstrukturierung 42, 44 in Form eines Absatzes 43, 45 vorgesehen, wobei die Absätze 43, 45 im Bereich der Stege 30, 34 angeordnet sind. Dadurch kann die Sichtbarkeit von ggfs. vorliegenden Einfallsstellen im Bereich der Stege 30, 34 reduziert werden.The web 30 is made in one piece with the first plastic component 12 and delimits the joining chamber 18 with a first side surface 31 facing the joining chamber 18. The first plastic component 12 also has a second web 32 spaced apart from the first web 30. A web 34 provided on the second plastic component 14 projects into a space between the two spaced webs 30, 32, the web 34 of the second plastic component 14 having a first side surface 35 facing the first web 30 of the first plastic component 12 on one of the joining chamber 18, facing away from the cavity 16, the second side surface 33 of the first web 30 and with a second side surface 39 facing the second web 32 rests against a side surface 37 of the second web 32 of the first plastic component 12. In this way, the first web 30, which delimits the joining chamber 18 in sections, is supported by the second web 32 of the first plastic component 12 and the web 34 of the second plastic component 14 in the width direction of the webs 30, 32, 34. The webs 30, 32, 34 each have a wall thickness t R , which is smaller than the wall thickness tK of the plastic components 12, 14, whereby mass accumulations and large wall thicknesses are avoided and the risk of sink marks and the appearance of sink marks are reduced. Furthermore, on the outer sides 17, 19 of the plastic components 12, 14 respectively a surface structuring 42, 44 is provided in the form of a shoulder 43, 45, the shoulders 43, 45 being arranged in the area of the webs 30, 34. This allows the visibility of any sink marks in the area of the webs 30, 34 to be reduced.

Im Fügeprozess werden zunächst die beiden Kunststoffkomponenten 12, 14 durch das Einlegen der beiden Kunststoffkomponenten 12, 14 in zwei Herstellformhälften 52, 54 einer in 2 gezeigten Herstellform 50 und das Schließen der Herstellform 50 positioniert. Durch das Schließen der Herstellform 50 werden die beiden Randabschnitte 20, 22 der Kunststoffkomponenten 12, 14 zusammengeführt und ein Stirnenden der Stege 30, 32 der ersten Kunststoffkomponente 12 an eine Innenseite 15 der zweiten Kunststoffkomponente 14 gepresst sowie der Steg 34 der zweiten Kunststoffkomponente 14 an eine Innenseite 13 der ersten Kunststoffkomponente 12 gepresst. Die Flächenpressung zwischen den Stegen 30, 32, 34 und den Innenseiten 13, 15 der Kunststoffkomponenten 12, 14 resultiert daraus, dass die durch die Randabschnitte 20, 22 der Kunststoffkomponenten 12, 14 sowie durch die Herstellform 50 definierte Höhe H der Fügekammer 18 geringer als die Länge L der Stege 30, 32, 34 ist, d.h. eine theoretische Überdeckung tü von kleiner/gleich 20% der Wandstärke tK der Kunststoffkomponenten 12, 14 vorliegt. Durch die Anpressung der Stege 30, 32, 34 an die Innenseiten 13, 15 verformen sich die Kunststoffkomponenten 12, 14 im Bereich der Flächenpressung plastisch, wodurch ein Formschluss in Breitenrichtung der Stege 30, 32, 34 zwischen den Stegen 30, 32, 34 und den Innenseiten 13, 15 entsteht.In the joining process, the two plastic components 12, 14 are first assembled by inserting the two plastic components 12, 14 into two manufacturing mold halves 52, 54 2 shown manufacturing mold 50 and the closing of the manufacturing mold 50 positioned. By closing the manufacturing mold 50, the two edge sections 20, 22 of the plastic components 12, 14 are brought together and one end of the webs 30, 32 of the first plastic component 12 is pressed against an inside 15 of the second plastic component 14 and the web 34 of the second plastic component 14 is pressed against one Inside 13 of the first plastic component 12 pressed. The surface pressure between the webs 30, 32, 34 and the insides 13, 15 of the plastic components 12, 14 results from the fact that the height H of the joining chamber 18 defined by the edge sections 20, 22 of the plastic components 12, 14 and by the manufacturing mold 50 is less than is the length L of the webs 30, 32, 34, ie there is a theoretical coverage tü of less than or equal to 20% of the wall thickness t K of the plastic components 12, 14. By pressing the webs 30, 32, 34 against the insides 13, 15, the plastic components 12, 14 deform plastically in the area of surface pressure, whereby a positive connection in the width direction of the webs 30, 32, 34 between the webs 30, 32, 34 and the inside pages 13, 15 arises.

Nach dem Positionieren der Kunststoffkomponenten 12, 14 zueinander wird über ein Spritzgießverfahren eine zähflüssige Fügekomponente 40 unter einem Einspritzdruck in die Fügekammer 18 eingespritzt. In 1 ist eine mit der Fügekomponente 40 teilweise gefüllte Fügekammer 18 dargestellt. Nach dem Erstarren der Fügekomponente 40 sind die beiden Kunststoffkomponenten 12, 14 stoffschlüssig miteinander verbunden. After positioning the plastic components 12, 14 relative to one another, a viscous joining component 40 is injected into the joining chamber 18 under an injection pressure using an injection molding process. In 1 a joining chamber 18 partially filled with the joining component 40 is shown. After the joining component 40 has solidified, the two plastic components 12, 14 are cohesively connected to one another.

Die Stege 30, 32, 34 und die flächenpressende Anlage der Stege 30, 32, 34 an den Innenseiten 13, 15 der Kunststoffkomponenten 12, 14 führen dazu, dass die Verformung des die Fügekammer 18 begrenzenden Stegs 30 aufgrund des Einspritzdrucks während dem Einspritzvorgang der Fügekomponente 40 reduziert wird und dadurch eine Leckage der Fügekomponente 40 aus der Fügekammer 18 in den Hohlraum 16 zuverlässig vermieden wird.The webs 30, 32, 34 and the surface-pressing contact of the webs 30, 32, 34 on the insides 13, 15 of the plastic components 12, 14 lead to the deformation of the web 30 delimiting the joining chamber 18 due to the injection pressure during the injection process of the joining component 40 is reduced and thereby a leakage of the joining component 40 from the joining chamber 18 into the cavity 16 is reliably avoided.

Es sind auch andere konstruktive Ausführungsformen als die beschriebenen Ausführungsformen möglich, die in den Schutzbereich des Hauptanspruchs fallen. Insbesondere können die Kunststoffkomponenten 12, 14 und/oder die Stege 30, 32, 34 anders ausgeführt sein.Other constructive embodiments than the described embodiments are also possible, which fall within the scope of the main claim. In particular, the plastic components 12, 14 and/or the webs 30, 32, 34 can be designed differently.

Claims (13)

Kunststoffbauteil für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Kunststoffkomponente (12), einer zweiten Kunststoffkomponente (14), welche mittels einer spritzgegossenen Fügekomponente (40) mit der ersten Kunststoffkomponente (12) stoffschlüssig verbunden ist, wobei die erste Kunststoffkomponente (12) und die zweite Kunststoffkomponente (14) eine Fügekammer (18) mit einer Höhe (H) gemeinsam begrenzen, welche zur Verbindung der beiden Kunststoffkomponenten (12, 14) mit der spritzgegossenen Fügekomponente (40) ausgefüllt ist, wobei die erste Kunststoffkomponente (12) an einer der zweiten Kunststoffkomponente (14) zugewandten Innenseite (13) einen Steg (30) mit einer Länge (L) aufweist, wobei der Steg (30) mit einer in Höhenrichtung der Fügekammer (18) erstreckenden Seitenfläche (31) die Fügekammer (18) abschnittsweise begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) des Stegs (30) länger als die Höhe (H) der Fügekammer (18) ausgeführt ist, derart, dass der Steg (30) stirnseitig an der zweiten Kunststoffkomponente (14) mit einer Flächenpressung anliegt.Plastic component for a motor vehicle, with a first plastic component (12), a second plastic component (14), which is cohesively connected to the first plastic component (12) by means of an injection-molded joining component (40), the first plastic component (12) and the second plastic component (14) jointly delimit a joining chamber (18) with a height (H), which is filled with the injection-molded joining component (40) to connect the two plastic components (12, 14), the first plastic component (12) being attached to one of the second plastic components (14) facing the inside (13) has a web (30) with a length (L), the web (30) delimiting the joining chamber (18) in sections with a side surface (31) extending in the height direction of the joining chamber (18), thereby characterized in that the length (L) of the web (30) is longer than the height (H) of the joining chamber (18), such that the web (30) rests on the end face of the second plastic component (14) with a surface pressure. Kunststoffbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kunststoffkomponente (14) im Bereich des anliegenden Stegs (30) elastisch oder plastisch verformt ist.Plastic component Claim 1 , characterized in that the second plastic component (14) is elastically or plastically deformed in the area of the adjacent web (30). Kunststoffbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kunststoffkomponente (14) an einer der ersten Kunststoffkomponente (12) zugewandten Innenseite (15) einen Steg (34) aufweist, welcher an einer der Fügekammer (18) abgewandten Seitenfläche (33) des die Fügekammer (18) begrenzenden Stegs (30) der ersten Kunststoffkomponente (12) anliegt und den Steg (30) der ersten Kunststoffkomponente (12) stützt.Plastic component Claim 1 or 2 , characterized in that the second plastic component (14) has a web (34) on an inside (15) facing the first plastic component (12), which is on a side surface (33) of the joining chamber (18) facing away from the joining chamber (18). delimiting web (30) of the first plastic component (12) rests and supports the web (30) of the first plastic component (12). Kunststoffbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kunststoffkomponente (12) einen ersten, die Fügekammer begrenzenden Steg (30) und an einer der Fügekammer (18) abgewandten Seite des ersten Stegs (30) einen zweiten Steg (32) aufweist, wobei die beiden Stege (30, 32) der ersten Kunststoffkomponente (12) voneinander beabstandet angeordnet sind und der Steg (34) der zweiten Kunststoffkomponente (14) zwischen den beiden Stegen (30, 32) der ersten Kunststoffkomponente (12) angeordnet ist.Plastic component Claim 3 , characterized in that the first plastic component (12) has a first web (30) delimiting the joining chamber and a second web (32) on a side of the first web (30) facing away from the joining chamber (18), the two webs ( 30, 32) of the first plastic component (12) are arranged spaced apart from one another and the web (34) of the second plastic component (14) is arranged between the two webs (30, 32) of the first plastic component (12). Kunststoffbauteil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) der Stege (30, 32, 34) länger als die Höhe (H) der Fügekammer ausgeführt ist, derart, dass die Stege (30, 32, 34) stirnseitig an der gegenüberliegenden Kunststoffkomponente (12, 14) mit einer Flächenpressung anliegen.Plastic component Claim 3 or 4 , characterized in that the length (L) of the webs (30, 32, 34) is longer than the height (H) of the joining chamber, such that the webs (30, 32, 34) are on the front side of the opposite plastic component (12 , 14) with a surface pressure. Kunststoffbauteil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (tR) der Stege (30, 32, 34) kleiner oder gleich der Wandstärke (tK) der Kunststoffkomponenten (12, 14) ist.Plastic component Claim 3 or 4 , characterized in that the wall thickness (tR) of the webs (30, 32, 34) is less than or equal to the wall thickness (tK) of the plastic components (12, 14). Kunststoffbauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (tR) der Stege (30, 32, 34) 80% der Wandstärke (tK) der Kunststoffkomponenten (12, 14) ist.Plastic component Claim 5 , characterized in that the wall thickness (tR) of the webs (30, 32, 34) is 80% of the wall thickness (tK) of the plastic components (12, 14). Kunststoffbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kunststoffkomponente (12) und/oder die zweite Kunststoffkomponente (14) aus einem Kunststoff mit einem Füllstoff zur Erhöhung des Elastizitätsmoduls hergestellt ist.Plastic component according to one of the preceding claims, characterized in that the first plastic component (12) and/or the second plastic component (14) is made from a plastic with a filler to increase the modulus of elasticity. Kunststoffbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kunststoffkomponente (12) und/oder die zweite Kunststoffkomponente (14) an einer Außenseite (17, 19) eine Oberflächenstrukturierung (42, 44) aufweisen, wobei die Oberflächenstrukturierung (42, 44) zumindest im Bereich eines Stegs (30, 32) vorgesehen ist.Plastic component according to one of the preceding claims, characterized in that the first plastic component (12) and/or the second plastic component (14) have a surface structuring (42, 44) on an outside (17, 19), the surface structuring (42, 44 ) is provided at least in the area of a web (30, 32). Kunststoffbauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturierung (42, 44) eine im Bereich des Stegs (30, 32) angeordneter Absatz ist.Plastic component Claim 9 , characterized in that the surface structuring (42, 44) is a shoulder arranged in the area of the web (30, 32). Kunststoffbauteil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturierung (42, 44) durch ein Ätz-, Laser- oder Erodierverfahren hergestellt ist.Plastic component Claim 9 or 10 , characterized in that the surface structuring (42, 44) is produced by an etching, laser or eroding process. Kunststoffbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kunststoffkomponenten (12, 14) einen Hohlraum (16) begrenzen, wobei die Fügekammer (18) sich umlaufend um den Hohlraum (16) erstreckt.Plastic component according to one of the preceding claims, characterized in that the two plastic components (12, 14) delimit a cavity (16), the joining chamber (18) extending circumferentially around the cavity (16). Verfahren zum Fügen eines Kunststoffbauteils (10) nach Anspruch 1 bis 12, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Positionieren der beiden Kunststoffkomponenten (12, 14) derart zueinander, dass die Fügekammer (18) geschlossen ist und der Steg (30) der ersten Kunststoffkomponente (12) an dem zweiten Kunststoffkomponente (14) angepresst wird, - Einspritzen der Fügekomponente (40) in die Fügekammer (18) mit einem vordefinierten Einspritzdruck, - Abkühlen der Fügekomponente (40).Method for joining a plastic component (10). Claim 1 until 12 , wherein the method comprises the following steps: - Positioning the two plastic components (12, 14) relative to one another in such a way that the joining chamber (18) is closed and the web (30) of the first plastic component (12) is pressed against the second plastic component (14). , - Injecting the joining component (40) into the joining chamber (18) with a predefined injection pressure, - Cooling the joining component (40).
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