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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgussbauteil für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Prüfung eines Spritzgussbauteils, ein Verfahren zum Herstellen eines Spritzgussbauteils sowie ein Kraftfahrzeug.
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Heutzutage ist es üblich einzelne Teile eines Kraftfahrzeugs als Spritzgussbauteil auszugestalten. Beispielsweise werden Zierblenden häufig spritzgegossen, da dies eine schnelle, effiziente und formgerechte Herstellung ermöglicht. Die Spritzgussbauteile müssen nicht nur Crash-Sicherheiten erfüllen, sondern dienen den Kraftfahrzeugherstellern oftmals auch zum Erfüllen weiterer Funktionen, wie zum Beispiel zum Erfüllen diverser Funktionen für das Fahrerassistenzsystem. Dies sind dann sogenannte funktionale Spritzgussbauteile, oder spezifischer, funktionale Zierblenden. Zur Sicherstellung der Funktion dieser funktionalen Spritzgussbauteile müssen die einzelnen integrierten Funktionen geprüft werden.
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Nachteilhaft bei den bekannten Spritzgussbauteilen und Prüfverfahren ist der hohe Aufwand ein funktionales Spritzgussteil auf seine Funktion zu prüfen, was derzeit dazu führt, dass die Spritzgussbauteile nur sporadisch nach dem Herstellungsprozess und vor der Auslieferung an den Endkunden auf ihre Funktion bzw. sicherheitskritischen Merkmale geprüft werden. Dabei wird jede integrierte Funktion einzeln und an separaten Stationen geprüft. Dies wird teilweise noch manuell ausgeführt. Die notwendige Funktions- und Qualitätsüberwachung wird somit nur sporadisch durchgeführt und ist aufgrund der Handhabung des Spritzgussbauteils im Prüfverfahren fehleranfällig und weniger reproduzierbar.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Spritzgussbauteil für ein Kraftfahrzeug zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spritzgussbauteil und Verfahren zur Prüfung eines Spritzgussbauteils für ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren zum Herstellen eines Spritzgussbauteils für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise die Funktions- und Qualitätsüberwachung verbessern.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Spritzgussbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren zur Prüfung eines Spritzgussbauteils mit den Merkmalen gemäß Anspruch 7, ein Verfahren zum Herstellen eines Spritzgussbauteils mit den Merkmalen gemäß Anspruch 13 sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 14. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Spritzgussbauteil beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verfahren und dem Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
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Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Spritzgussbauteil für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Spritzgussbauteil weist einen Spritzgussrohling aus Kunststoff auf. Allerdings kann der Spritzgussrohling auch aus faserverstärktem Kunststoff oder eine Kombination aus Kunststoff und faserverstärktem Kunststoff, also eine Kunststoffmatrix sowie darin eingebettete Verstärkungsfasern, sein.
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Das Spritzgussbauteil sieht mindestens eine Funktionseinheit vor. Dabei ist zur Funktionsprüfung der mindestens einen Funktionseinheit ein Prüfbaustein zumindest teilweise in dem Spritzgussrohling eingebettet.
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Da es sich bei einem derartigen Spritzgussbauteil um eine B-Säule oder eine Heckklappe oder ein Kühlergrill oder die C-Säule, insbesondere der Hofmeister-Knick, oder ein Spiegel handeln kann, ist die Überprüfung der Spritzgussbauteile für bzw. in einem Kraftfahrzeug notwendig, da die Gewährleistung ihrer Funktion die Funktion sicherheitsrelevanter Aspekte sicherstellt. Zudem können diese Spritzgussbauteile auch zur Komfortsteigerung für den Nutzer des jeweiligen Kraftfahrzeugs dienen.
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Die zur Überprüfung benötigten Prüfbausteine sind in der Lage sowohl während des Herstellungsprozesses als auch während des Transports oder dem Einsatz des Spritzgussbauteils ein Prüfverfahren durchzuführen, welches sicherstellt, dass die Funktionseinheit weiterhin ihre hinterlegte Aufgabe erfüllen kann. Der Prüfbaustein kann dabei in Abhängigkeit von der Funktionseinheit des Spritzgussbauteils ausgewählt werden. Auch die Positionierung im bzw. am Spritzgussrohling kann in Abhängigkeit der Funktionseinheit gewählt und festgelegt werden.
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Da die Prüfbausteine zumindest teilweise in den Spritzgussrohling eingebettet sind, kann zum einen eine integrierte Prüfung durchgeführt werden und zum anderen vereinfacht es den Prüfschritt, da zum Anbringen oder Einlegen eines Prüfbausteins kein zusätzlicher und separater und zumeist manueller Handlungsschritt durchzuführen ist. Hierdurch wird die Prüfung sowohl beim Lieferanten als auch beim Kraftfahrzeughersteller effizienter und aufgrund der fixen Position des Prüfbausteins auch genauer und wiederholbar. Das heißt aufgrund der integrierten Prüfbausteine und Prüfung können Fehler reduziert werden und mangelhafte Spritzgussbauteile schneller aus dem Herstellungsprozess bzw. Weiterverarbeitungsschritt entfernt werden. In dem vorliegenden Zusammenhang wird unter zumindest teilweise eingebettet verstanden, dass der Prüfbaustein zu einem Teil oder vollständig in den Spritzgussrohling eingebettet ist. Allerdings ist es auch denkbar, dass in dem Spritzgussrohling beim Spritzen eine Kavität vorgesehen wurde, in welche ein Prüfbaustein eingelegt wird, bevor ein weiterer Fertigungsschritt durchgeführt wird. Weiterhin wird darunter verstanden, dass der Prüfbaustein auf den Spritzgussrohling aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt oder aufgepresst oder aufgeschweißt, ist
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Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Spritzgussbauteil vorgesehen sein, dass die mindestens eine Funktionseinheit eine Radomheizung und/oder eine Radarmesseinrichtung und/oder eine E-Ink Anzeige und/oder ein Display und/oder eine Beleuchtungseinrichtung ist.
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Hier ist es denkbar, dass einzelne Funktionseinheiten einem speziellen Spritzgussbauteil zugeordnet sind. Allerdings können auch mehrere Funktionseinheiten in einem Spritzgussbauteil vorgesehen sein. Es ist besonders vorteilhaft, wenn eine Radarmesseinrichtung und eine Radomheizung gemeinsam vorliegen.
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Hier liegt nicht nur die Idee zugrunde die Sicherheit zu erhöhen oder den Komfort zu steigern, sondern auch die Qualität zu steigern. Denn eine Messung während des Herstellungsprozesses lässt eine Qualitätsüberwachung zu, sodass mögliche Fehler schnell behoben werden können oder Einstellung schon im laufenden Prozess angepasst werden können.
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Der Einsatz einer Radomheizung in einem derartigen Spritzgussbauteil ist sicherheitsrelevant, da sichergestellt werden kann, dass der Betrieb von Kommunikations- und Radarsystem funktioniert. Durch die Radomheizung können Wasser-, Eis- und Schneeschichten vermieden werden. Dies stellt zum einen sicher, dass das Spritzgussbauteil nicht zerstört wird, und zum anderen, dass der Sende- und Empfangspfad einer weiteren Funktion frei und funktionsfähig ist. Es wird also geprüft, ob die Radomheizung Wärme erzeugt und somit funktioniert.
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Mittels der Radarmesseinrichtung wird die Funktion der Fahrerassistenzsysteme, wie zum Beispiel Abstandswarnung, autonomes Fahren bzw. teilautonomes Fahren oder Park-Lenk-Assistent, sichergestellt. Hierfür muss das Spritzgussbauteil radartransparent sein, damit es nicht zur Beeinflussung der Ausbreitung von Radarwellen durch Beugung, Brechung, Steuerung und Reflexion kommt. Demnach wird der Prüfbaustein bzw. die Prüfbausteine eingesetzt, um die Radartransparenz zu prüfen. Die Überprüfung der Radarmesseinrichtung und damit der Prüfung der RadarTransparenz steigert somit Fahrsicherheit für den Nutzer und den Komfort des Nutzers.
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Bei der Funktionseinheit Display, ist es notwendig zu prüfen, ob Pixelfehler vorliegen. Da eine fehlerfreie Darstellung gerade für den Nutzer einen hohen Komfort darstellt.
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E-Ink Anzeigen (electronic-ink Anzeige) sind Anzeigen oder eine Oberfläche, die einen Farbwechsel durchführen können. Hierbei handelt es sich beispielsweise um die Hülle eines Kraftfahrzeugs oder das Nummernschild. Mittels des Prüfsteins wird geprüft, ob die gesamte Oberfläche diesen Farbwechsel durchführt oder, ob einzelne Elemente fehlerbehaftet sind.
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Ist die Funktionseinheit eine Beleuchtungseinheit, also beispielsweise ein in eine Nut oder eine Fläche eingebettetes Laser-Wire, wird geprüft, ob diese leuchtet und, ob alle Leuchtmittel funktionsfähig sind.
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Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Spritzgussbauteil vorgesehen sein, dass der Prüfbaustein eine Messfolie oder ein Messsensor oder ein Laser-Wire ist. In einer bevorzugten Ausführung sind die spezifischen Prüfbausteine miteinander kombiniert.
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Vorteilhafterweise handelt es sich bei der Messfolie um eine Messfolie zum Messen eines elektrischen Widerstands, wofür die Messfolie Kontaktierungen zum Anlegen von Strom vorsieht. Weiter bevorzugt ist der Messsensor ein Radarsensor und/oder ein Temperatursensor.
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Durch die mögliche indirekte Messung kann festgestellt werden, ob Heizdrähte verschoben sind, um die Sicherheit und die Qualität zu gewährleisten. Dies kann während der Herstellung, des Transports und des Einsatzes durchgeführt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Spritzgussbauteils ist der Prüfbaustein ein Teil der Funktionseinheit.
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Dabei ist denkbar, dass der Prüfbaustein an bzw. in der Funktionseinheit angeordnet ist oder in dieser verbaut ist. Allerdings ist es auch denkbar, dass die Funktionseinheit der Prüfbaustein ist. Dies bietet sich vor allem bei Messfolien, deren Widerstand gemessen wird, an. Eine mögliche Ausführungsform ist zum Beispiel die Heizfolie der Radomheizung, die gleichzeitig eine Messfolie ist, deren Widerstand gemessen wird.
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Da die Positionierung vereinfacht wird, werden die Messungen reproduzierbarer und Messfehler reduziert, die aufgrund einer manuell durchgeführten Positionierung und Messung entstehen. Dies steigert die Qualität des Prüfverfahrens und des Bauteils.
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Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Spritzgussbauteil vorgesehen sein, dass der Prüfbaustein einen Sender aufweist, wobei der Sender eine Schnittstelle zur Kommunikation mit einer Steuereinrichtung aufweist.
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Mittels des Senders und der Schnittstelle des Senders können die vom Prüfbaustein ermittelten oder gemessenen Daten verwertet werden. Die Schnittstelle ist dazu eingerichtet mit der Steuerung des Kraftfahrzeugs zu kommunizieren und ermöglicht eine schnelle Fehlererkennung. Durch die Kommunikation einer fehlerhaften Funktionseinheit wird ein schneller Austausch des Spritzgussteils mit der fehlerbehafteten Funktionseinheit ermöglicht und die Sicherheit des Kraftfahrzeugs wiederhergestellt. Dabei kann die Schnittstelle eine Funkschnittstelle oder ein Datenkabel oder Bluetooth sein.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Polyurethanschicht und/oder eine Lackierung und/oder eine Folierung auf den Spritzgussrohling des Spritzgussbauteils aufgetragen.
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Dies ist besonders bei der Einbettung und Fixierung der Prüfbausteine vorteilhaft, da es die Position des Prüfbausteins für Qualitäts- und Funktionssicherung sicherstellt. Des Weiteren lässt sich durch eine Beschichtung oder Lackierung der Korrosionsschutz oder UV-Schutz bzw. der Schutz des Spritzgussbauteils vor äußeren Einflüssen im Allgemeinen erhöhen, wodurch die Lebensdauer des gesamten Spritzgussbauteils erhöht wird. Auch lässt sich mittels einer Lackierung oder Folierung eine optische Veränderung herbeiführen, um einen Kundenwunsch zu erfüllen.
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Für weitere Funktionseinheiten, wie zum Beispiel eine Kamera oder ein Laserprojektor, können Öffnung zur Aufnahme dieser vorgesehen sein. Die Öffnungen erlauben die Integration weiterer Zusatzfunktionen, wobei ein Nachrüsten dieser Funktionseinheiten denkbar ist. Diese erhöhen die Sicherheit des Kraftfahrzeugs im Einsatz, wie beispielsweise eine Kamera als Einparkhilfe oder zum Erkennen von Bewegungen von Radfahrern oder Kindern oder Tieren vor dem Kraftfahrzeug. Dies ist eine weitere Erhöhung des Fahrkomforts und der Fahrsicherheit für den Nutzer.
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Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Spritzgussbauteil gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Prüfung eines Spritzgussbauteils gelöst, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
- - Erfassen von Daten eines Prüfbausteins bei der Durchführung eines Prüfverfahrens einer Funktionseinheit des Spritzgussbauteils und/oder Spritzgussrohlings,
- - Senden der Daten an eine Rechnereinheit,
- - Auswertung der Daten durch die Rechnereinheit,
- - Darstellung der erfassten Daten und/oder Mitteilung eines Fehlers der Funktionseinheit des Spritzgussbauteils.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Qualitätsüberwachung eines Spritzgussbauteils, dadurch lässt sich der Ausschuss der Spritzgussbauteile reduzieren, da frühzeitig eine mangelhafte Funktion festgestellt werden kann. Ferner ist ein frühzeitiges Eingreifen in den Herstellungsprozess aufgrund der Daten denkbar, sodass die Qualitätssicherung unterstützt wird.
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Zur Auswertung werden die Daten mittels eines Senders an die Rechnereinheit gesendet, wobei die Rechnereinheit sowohl im Kraftfahrzeug als auch außerhalb des Kraftfahrzeugs sein kann. Des Weiteren kann diese auch Daten austauschen, sodass auch ein Empfänger im Spritzgussbauteil sein kann. Die Daten können auf einem kraftfahrzeuginternen oder kraftfahrzeugexternen Display oder einem Smartphone dargestellt werden, hierbei ist auch die Mitteilung über ein akustisches Signal möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei dem Verfahren eine Widerstandsmessung an einer Messfolie durchgeführt werden, wobei eine Spannung, insbesondere die Bordnetzspannung, an die Messfolie angelegt und der Widerstand gemessen und erfasst wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft wenn die Funktionseinheit eine Radomheizung ist, hierbei ist die Messfolie die Radomheizung selbst.
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Es wird eine Spannung, beispielsweise die Bordnetzspannung, an federbelastete Kontakte angelegt. Wird ein Widerstand von null gemessen, so ist die Funktionseinheit kaputt, bei einem Widerstand von unendlich liegt ein Kurzschluss in der Funktionseinheit vor. Sind die Werte also zwischen null und unendlich gemessen, bzw. stetig steigende Werte erfasst, so liegt eine einwandfreie Funktion der Funktionseinheit vor.
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Vorteilhaft hier ist ein regelmäßiges Durchführen der Messung, denn dadurch lässt sich die Qualitätsüberwachung sicher und effizient gestalten. Da die zur Prüfung notwendigen Bauteile in dem Spritzgussteil verbaut werden können, ist die Qualitäts- und Funktionsüberwachung unabhängig von einer Durchsicht oder weiteren Instandhaltungsmaßnahmen des Fahrzeugs möglich.
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Hier ist eine dauerhafte oder zumindest regelmäßige Überwachung bestimmter Funktionseinheiten von Spritzgussbauteilen möglich, um ihre Funktion sicherzustellen und rechtzeitig über baldigen Funktionsverlust Kenntnis zu nehmen. Denkbar ist also auch eine vorausschauende Mitteilung über Funktionsverlust, mittels einem Abgleich mit vorhergehenden Daten.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei dem Verfahren ein Vergleich von Ausgangdaten eines ersten Prüfbausteins mit Eingangsdaten eines zweiten Prüfbausteins durchgeführt werden. Dabei sind die Prüfbausteine auf gegenüberliegenden Seiten des Spritzgussbausteins angeordnet.
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Die Prüfbausteine sind dabei beabstandet angeordnet. Der Abstand entspricht dabei zumeist der Wanddicke des jeweiligen Bauteils. Das heißt ein Prüfbaustein kann zum Innenraum des Kraftfahrzeugs und der andere auf der Außenseite des Kraftfahrzeugs ausgerichtet sein.
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In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird mittels der Radarmesseinrichtung die Radartransparenz ermittelt, wobei die Ausgangsdaten eines radarstrahlenaussendenden Radarsensors und die Eingangsdaten eines radarstrahlenempfangenden Radarsensors verglichen werden und wobei Radartransparenz gegeben ist, wenn die Eingangsdaten 0 bis 20%, vorzugsweise 0 bis 15%, weiter vorzugsweise 0 bis 10%, abweichen.
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Vorteilhaft hier ist ein regelmäßiges Durchführen der Messung, denn dadurch lässt sich die Qualitätsüberwachung sicher und effizient gestalten. Da die zur Prüfung notwendigen Bauteile in dem Spritzgussteil verbaut werden können, ist die Qualitäts- und Funktionsüberwachung unabhängig von Durchsicht oder weiteren Instandhaltungsmaßnahmen des Fahrzeugs möglich.
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Hier ist eine dauerhafte oder zumindest regelmäßige Überwachung bestimmter Funktionseinheiten von Spritzgussbauteilen möglich, um ihre Funktion sicherzustellen und rechtzeitig über baldigen Funktionsverlust Kenntnis zu nehmen. Denkbar ist also auch eine vorausschauende Mitteilung über Funktionsverlust, mittels einem Abgleich mit vorhergehenden Daten.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei dem Verfahren ein Prüfstein dazu eingerichtet sein, zur Oberflächenprüfung mit einem externen optischen System zu kommunizieren.
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Als optisches System kann vorliegend ein Kamerasystem verwendet werden. Dies eignet sich zur Prüfung der E-Ink Oberfläche oder Displays, Dabei wird geprüft, ob die Farbänderungen funktionieren oder, ob Pixelfehler vorliegen. Dabei ist denkbar, dass die Kamera und Rechnereinheit miteinander über Schnittstellen kommunizieren, um die Funktionsfähigkeit sicher zu stellen.
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Vorteilhaft hier ist ein regelmäßiges Durchführen der Messung, denn dadurch lässt sich die Qualitätsüberwachung sicher und effizient gestalten. Da die zur Prüfung notwendigen Bauteile in dem Spritzgussteil verbaut werden können, ist die Qualitäts- und Funktionsüberwachung unabhängig von Durchsicht oder weiteren Instandhaltungsmaßnahmen des Fahrzeugs möglich.
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Hier ist eine dauerhafte oder zumindest regelmäßige Überwachung bestimmter Funktionseinheiten von Spritzgussbauteilen möglich, um ihre Funktion sicherzustellen und rechtzeitig über baldigen Funktionsverlust Kenntnis zu nehmen. Denkbar ist also auch eine vorausschauende Mitteilung über Funktionsverlust, mittels einem Abgleich mit vorhergehenden Daten.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Prüfung während des Herstellungsprozesses des Spritzgussbauteils und/oder im Einsatz des Spritzgussbauteils durchgeführt werden.
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Die Durchführung während Herstellung lässt frühzeitiges Erkennen von mangelhaften Spritzgussbauteilen zu und trägt positiv zur Qualitätsüberwachung bei. Durch die frühzeitige Erkennung wird der Ausschuss, vor allem Ausschuss beim Endkunden, reduziert, da ein Mangel bereits im Herstellungsprozess erkannt werden kann. Hierdurch werden zumindest teilweise Kosten verringert, da kein unnötiger Transport von A nach B bzw. Zulieferer zu Kraftfahrzeughersteller durchgeführt werden muss.
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Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussbauteils gelöst, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
- - Bereitstellen einer Werkzeugform, insbesondere einer zweiteiligen Werkzeugform,
- - Positionieren des mindestens einen Prüfbausteins in der Werkzeugform,
- - Einspritzen eines Kunststoffs,
- - Entnehmen des Spritzgussteils nach dem Aushärten des Kunststoffs.
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Aufgrund der Einbettung des Prüfbausteins wird die Integration der Funktions-/ Qualitätsüberwachung im Herstellungsprozess ermöglicht. Sobald die Prüfbausteine in der Form sind, lässt sich auch das Prüfverfahren durchführen. Durch den Spritzprozess wird auf einfache Art und Weise eine gleichbleibende Messumgebung erzeugt, dies vereinfacht die Qualitätsüberwachung und reduziert die Messfehler und erhöht die Reproduzierbarkeit von Messungen.
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Es ist denkbar, dass der Kunststoff faserverstärkt ist, Hierfür wird in einem Zwischenschritt ein Profil aus faserverstärkten Kunststoff erwärmt und in die Werkzeugform gelegt, bevor weiterer Kunststoff eingespritzt wird. Dadurch wird das Spritzgussbauteil verstärkt und der Crash-Schutz erhöht.
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De Weiteren ist es denkbar, dass das Spritzgussbauteil in einer zweiten Werkzeugform mit Polyurethan überspritzt oder geflutet wird. Dies erhöht den Schutz vor UV-Strahlung und die Crashsicherheit. Des Weiteren hilft es weiter die Prüfbausteine einzubetten.
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Wird während der Herstellung erkannt, dass eine Funktionseinheit nicht funktioniert, kann dieses Spritzgussbauteil bzw. der -rohling sofort aus der Lieferkette genommen werden. Hier ist es denkbar die nicht funktionsfähige Funktionseinheit vom Spritzgussbauteil zu trennen, um den Kunststoff wieder in den Herstellungsprozess rückzuführen, sodass ein direktes recyceln beim Erzeuger denkbar ist.
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Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Spritzgussbauteil gelöst.
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Ein erfindungsgemäßes Spritzgussbauteil und ein Verfahren zur Prüfung eines Spritzgussbauteils sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Spritzgussbauteils werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 in einer perspektivischen Ansicht ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Spritzgussbauteil,
- 2 in einer perspektivischen Ansicht ein Spritzgussbauteil,
- 3 in einer Flow-Chart Darstellung ein Verfahren zur Prüfung eines Spritzgussbauteils mit einer Radomheizung und einer Radarmesseinrichtung,
- 4 in einer Flow-Chart Darstellung ein Verfahren zur Prüfung eines Spritzgussbauteils mit einer E-Ink Oberfläche sowie
- 5 in einer Flow-Chart Darstellung ein Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussbauteils.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 sind schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit dem Spritzgussbauteil 2 bestehend aus dem Spritzgussrohling 3 aus Kunststoff gezeigt. Dabei sind bei dem Spritzgussbauteil 2 mehrere Funktionseinheiten 4 vorgesehen, die zur Funktionsprüfung der jeweiligen Funktionseinheit 4 einen eingebetteten Prüfbaustein 5 aufweisen. Die in 1 vorgesehenen Funktionseinheiten 4 sind eine Radomheizung 6 und eine Radarmesseinrichtung 7. Diese Funktionen sind bevorzugt kombinierbar, da die Radomheizung 6 die Funktion der Radarmesseinrichtung 7 positiv beeinflusst.
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In 2 ist schematisch ein Spritzgussbauteil 2 mit den Funktionseinheiten 4 Radomheizung 6 und Radarmesseinrichtung 7 dargestellt. Die Radomheizung 6 ist eine Heizfolie 8, welche den Betrieb von Kommunikations- und Radarsystem sicherstellt. Durch diese Heizfolie 8 werden Wasser-, Eis- und Schneeschichten auf dem Spritzgussbauteil 2 vermieden. Die Heizfolie 8 der Radomheizung 6 ist in diesem speziellen Fall auch die Messfolie 9 zur Widerstandsmessung als Prüfbaustein 5. Weiterhin stellt sie sicher, dass der Sende- und Empfangspfad der Messsensoren 10 der Radarmesseinrichtung 7 frei ist. Dadurch können die Radarsensoren 11, welche auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, sicher die Radartransparenz feststellen.
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Sowohl die Messfolie 9 als auch die Radarsensoren 11 weisen jeweils einen Sender 12 und Empfänger 13 auf. Mittels der Schnittstelle des Senders 12 bzw. Empfängers 13 kommunizieren die Prüfbausteine 5 über eine Funkverbindung 14 mit der externen Steuereinrichtung 15. Der Austausch der Daten lässt eine schnelle Fehlererkennung zu und ermöglicht es das Spritzgussbauteil 2 aus der Herstellungskette zu nehmen oder das Spritzgussbauteil 2 auszutauschen.
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Zum Schutz der Messfolie 9 und der eingebetteten Radarsensoren 11 ist eine Polyurethanschicht 16 auf dem Spritzgussrohling 3 aufgetragen. Diese hat den Vorteil, dass die Festigkeit des gesamten Spritzgussbauteils 2 erhöht wird und gleichzeitig den Schutz vor äußeren Einflüssen, wie zum Beispiel UV-Strahlung, erhöht.
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Die 3 zeigt das Verfahren zur Prüfung des Spritzgussbauteils 100, wobei folgende Schritte ausgeführt werden:
- - Erfassen von Daten eines Prüfbausteins 5 bei der Durchführung eines Prüfverfahrens einer Funktionseinheit 4 des Spritzgussbauteils und/oder Spritzgussrohlings 3 - 110,
- - Senden der Daten an eine Rechnereinheit - 120,
- - Auswertung der Daten durch die Rechnereinheit - 130,
- - Darstellung der erfassten Daten und Mitteilung eines Fehlers der Funktionseinheit 4 des Spritzgussbauteils 2 - 140.
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Da das Spritzgussbauteil 2 sowohl eine Radomheizung 6 als auch eine Radarmesseinrichtung 7 aufweist, liegen als Prüfbausteine 5 die Messfolie 9 und die Radarsensoren 11 vor. Diese werden bereits während des Herstellungsprozesses geprüft und überwacht. Bei der Prüfung der Messfolie 9, wird im Prüfverfahren eine Widerstandsmessung 150 an der Messfolie 9 durchgeführt. Dazu wird eine Spannung, hier die Bordnetzspannung, an Kontaktierungen der Messfolie 9 angelegt und der Widerstand gemessen und erfasst. Diese ist funktionsfähig, wenn der Widerstand steigt und die Heizung warm wird, ist dies nicht der Fall ist die Heizfolie 8 beschädigt („null“) oder es liegt ein Kurzschluss vor („unendlich“).
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Bei der Prüfung, ob die Radarsensoren 11 funktionieren, also ob Radartransparenz vorliegt, werden die Ausgangsdaten eines radarstrahlenaussendenden Radarsensors 11 und die Eingangsdaten eines radarstrahlenempfangenden Radarsensors 11 verglichen - 160. Dabei ist Radartransparenz gegeben, wenn die Eingangsdaten 0 bis 20%, vorzugsweise 0 bis 15%, weiter vorzugsweise 0 bis 10%, abweichen.
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Weist das Spritzgussbauteil 2 eine E-Ink Oberfläche auf, so ist der Prüfbaustein 5 in der Lage mit dem externen optischen System zu kommunizieren. Mittels des optischen Systems wird im Prüfverfahren (4) festgestellt, ob die E-Ink Oberfläche vollständig ihren Farbwechsel durchführt.
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Die 5 zeigt das Verfahren zur Herstellung 200 eines Spritzgussbauteils 2 mit den folgenden Schritten:
- - Bereitstellen einer Werkzeugform, insbesondere einer zweiteiligen Werkzeugform - 210,
- - Positionieren des mindestens einen Prüfbausteins 5 in der Werkzeugform - 220,
- - Einspritzen eines Kunststoffs - 230,
- - Entnehmen des Spritzgussteils nach dem Aushärten des Kunststoffs - 240.
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Für die Herstellung des Spritzgussbauteils aus 2 wird in einem weiteren Schritt, der Spritzgussrohling 3 in eine zweite größere Form gegeben und mit Polyurethan beschichtet - 250.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Spritzgussbauteil
- 3
- Spritzgussrohling
- 4
- Funktionseinheit
- 5
- Prüfbaustein
- 6
- Radomheizung
- 7
- Radarmesseinrichtung
- 8
- Heizfolie
- 9
- Messfolie
- 10
- Messsensoren
- 11
- Radarsensoren
- 12
- Sender
- 13
- Empfänger
- 14
- Funkverbindung
- 15
- Steuereinrichtung
- 16
- Polyurethanschicht
- 17
- optisches System
- 100
- Verfahren zur Prüfung des Spritzgussbauteils
- 110
- Erfassen von Daten
- 120
- Senden der Daten
- 130
- Auswertung der Daten
- 140
- Darstellung der erfassten Daten
- 150
- Widerstandsmessung
- 160
- Vergleich der Daten von Messsensoren
- 200
- Verfahren zur Herstellung
- 210
- Bereitstellen einer Werkzeugform
- 220
- Positionieren des Prüfbausteins
- 230
- Einspritzen des Kunststoffs
- 240
- Entnehmen des Spritzgussteils
- 250
- Beschichten
