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Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf
ein Fahrzeugablagefach oder ein Handschuhfach und insbesondere auf
ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Handschuhfachs.
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Die meisten heute verwendeten Fahrzeuge haben
Ablagefächer
innerhalb des Passagierraums. Viele dieser Fächer umfassen ein Gehäuse und
eine separate Klappe, die zwischen einer offenen und einer geschlossenen
Position bewegbar ist. Diese werden typischerweise durch ein Spritzgussverfahren separat
geformt. Üblicherweise
wird auch eine Art von Riegelmechanismus zum Verriegeln der Klappe in
der geschlossenen Position verwendet. Diese Fächer können groß oder klein sein und sind
im Allgemeinen zum Aufnehmen von Straßenkarten, Taschenlampen, Handschuhen,
CDs und anderen Accessoires in Verbindung mit der Annehmlichkeit
und den Reisebedürfnissen
des Fahrers ausgestaltet. Viele dieser Ablagefächer sind in der Konsole oder der
Instrumentenbrett des Fahrzeugs und typischerweise innerhalb des
Armstützen-
oder Handschuhfachbereichs des Passagierraums angeordnet.
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Um einen guten Betrieb jedes der
oben beschriebenen Fächer
zu gewährleisten,
müssen
sie richtig positioniert und zusammengebaut sein. Falsches Positionieren
kann ästhetische
Mängel,
wie unerwünschte
Lücken
zwischen der Klappe und dem Gehäuse,
und Probleme beim Betrieb, wie Klemmen oder zu starkes Spiel zwischen
den Teilen, hervorrufen. Ein übliches
Problem, das durch falsches Positionieren entsteht, umfasst ein
störendes
Klappern und Quietschen. Diese Probleme verstärken sich üblicherweise über die
Zeit durch die Vibrationen des Fahrzeugs während des Fahrens oder sogar
durch normalen Gebrauch der Ablagefächer. Wegen der Genauigkeit,
die bei der Montage der Teile der Ablagefächer erforderlich ist, sind
die anfängliche
Position und die Verbindung der Handschuhfachteile wichtig. Aus
diesem Grund hat sich die Bewegung der Teile über die Zeit als ein schwer
anzugehendes Problem erwiesen.
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Wegen des dauerndes Kontaktes dieser
Fächer
mit den Fahrzeuginsassen müssen
die äußeren Abdeckung
auch robust und strapazierfähig
sein. Wichtigerweise, insbesonde re im Hinblick auf ein Handschuhfach,
sollte das Ablagefach einem Kniestoß widerstehen, beispielsweise
für den
Fall, dass ein Fahrzeugpassagier bei normalem Fahrzeuggebrauch oder
bei einem leichten Stoß,
wie z.B. bei einem Unfall, in Berührung mit der Frontplatte des Handschuhfachs
kommt. Durch das Verhindern eines Kontakts des Passagiers mit der
Konsole und den dadurch verursachten größeren Verletzungen kann dies
Verletzungen des Passagiers verhindern. Unabhängige Fahrzeugsicherheitsstandards
sind geschaffen worden, um die Fähigkeit
von Handschuhfächern
zu garantieren, einem Kniestoß zu
widerstehen.
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Typischerweise werden die Ablagefächer, wie
oben beschrieben, aus separaten Teilen geformt und zusammengefügt. Das
Verfahren des Zusammenfügens
der Teile kann die Verwendung von Befestigungsmitteln, Schweißen, Kleben
mit Epoxidharz und Erwärmen
umfassen. Diese Verfahren waren in der Vergangenheit geeignet, dennoch
wäre es vorteilhaft,
ein Ablagefach zu haben, das zur einfacheren Montage weniger Teile
hat und dadurch die Kosten reduziert, während die strukturellen Anforderungen
für den
Fall eines Kniestoßes
beizubehalten sind.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft ein Fahrzeugablagefach,
das eine Klappe mit einer inneren und einer äußeren Seite umfasst. Die äußere Seite
der Klappe ist zum Fahrzeuginneren gerichtet. Das Fach umfasst auch
eine mit der Klappe verbundene Platte, wobei die Platte und die
innere Seite der Klappe einen Behälter zum Aufnehmen von Gegenständen definieren.
Die Platte ist mit der Klappe in einem Gießverfahren ganzheitlich ausgeformt,
um ein einziges Teil zu fertigen. Die Ablagefachklappe und der Ablagefachbehälter werden
ganzheitlich durch einen Gegendruckformprozess ausgeformt, so dass
eine Zeltstruktur im Inneren der Wände, die die Klappe und die
Platte ausbilden, gebildet wird.
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Verschiedene Aufgaben und Vorteile
dieser Erfindung werden dem Fachmann durch die folgende detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen offenbart, wenn sie
im Licht der beigefügten Zeichnungen
gelesen werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine Ansicht eines Fahrzeuginstrumentenplatte;
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2 zeigt
eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Handschuhfachkonstruktion
aus dem Stand der Technik mit einem dreiteiligen Aufbau;
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3 zeigt
eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Handschuhfachkonstruktion
aus dem Stand der Technik mit einem zweiteiligen Aufbau;
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Ablagefachs gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausgestaltung eines
Ablagefachs gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 zeigt
eine Schnittdarstellung einer Ablagefachklappe aus 4 entlang einer Linie A–A.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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1 zeigt
eine Fahrzeuginstrumentenplatte 10, üblicherweise auch als Armaturenbrett
bezeichnet. Das Armaturenbrett umfasst typischerweise einen Instrumentenbereich
(mit Zeiger- und Messinstrumenten) 12, in dem zum Vorteil
des Fahrers Informationen über
den Betrieb des Fahrzeugs, wie z.B. Geschwindigkeit, Drehzahl, Öltemperatur,
Kraftstoffanzeige, etc., angezeigt werden. Üblicherweise sind dort auch
eine Klimasteuerung 14, Audio/Stereosteuerungen 16 und
ein Ablagefach 18 angeordnet. Die meisten Instrumentenplatten 10 umfassen
ein Ablagefach 22, das in der Nähe oder vor einem Fahrzeugsitz 20 in
dem Fahrzeug angeordnet ist. Das Ablagefach 22 ist zum Öffnen und
zum Schließen
ausgestaltet. Das dargestellte Ablagefach wird im Allgemeinen als
Handschuhfach bezeichnet. Dies ist jedoch so zu verstehen, dass
die vorliegende Erfindung bei jedem Ablagefach in einem Fahrzeug,
wie z. B. einem Armlehnenablagefach, Tassenhalter, Overheadbehälter, etc.,
angewendet werden kann.
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2 zeigt
eine Explosionsdarstellung eines beispielhaften Handschuhfachs 24 aus
dem Stand der Technik. Das dargestellte Handschuhfach 24 ist aus
drei Hauptkomponenten aufgebaut und umfasst einen Ablagebehälter 26,
ein Verstärkungsteil 28 und eine äußere Klappe 30.
Der Ablagebehälter 24 ist üblicherweise
aus Plastik hergestellt und ist drehbar in oder an der Fahrzeugkonsole
angebracht. Die Verstärkungsplatte,
die aus Plastik oder aus Metall hergestellt wurde, ist zwischen
der Klappe 30 und dem Behälter 26 angeordnet.
Die Verstärkungsplatte 28 hat
die Aufgabe einer strukturellen Verstärkung für den Fall eines Kniestoßes. Aus
diesem Grund umfasst die Platte 28 innere Rippen 32,
um ihr strukturelle Stabilität
zu geben. Die Platte 28 kann zu dem Ablagebehälter wärmeverstemmt
sein. Die äußere Klappe 30 ist üblicherweise
aus einem Material oder beschichtet mit einem Material, das mit
dem Oberflächenmaterial
der Konsole 10 für
ein ästhetisch
angenehmes Aussehen korrespondiert, hergestellt. Wenn eine Klappenbeschichtung
verwendet wird, ist das Innere Klappenmaterial üblicherweise aus Metall oder aus
Plastik hergestellt. Die Klappe 30 ist mit dem Behälter 26 vibrationsverschweißt, wobei
die Verstärkungsplatte 28 dazwischen
angeordnet ist.
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3 zeigt
eine Explosionsdarstellung eines zweiten Handschuhfachs 32 aus
dem Stand der Technik. Das dargestellte Fach ist aus zwei Komponenten
hergestellt und umfasst einen Ablagebehälter 26 und eine äußere Klappe 34.
Der Ablagebehälter 32 hat
direkt auf der Frontseite des Behälters 34 Verstärkungsrippen 36 ausgestaltet,
anstatt der beispielhaften Zwischenverstärkungsplatte 28 aus 2. Die äußere Klappe 34 kann
mit dem Behälter 26 vibrationsverschweißt sein,
um das Handschuhfach 32 zu formen. Wie oben beschrieben,
kann das Handschuhfach 32 drehbar mit der Fahrzeugkonsole
befestigt sein. Wie unten beschrieben, kann, wenn eine dickere Klappe
gewünscht
ist, das Formen des Ablagefachs durch ein konventionelles Spritzgießverfahren
zu "Einfallstellen" führen. Außerdem ist
es mit auf der Vorderseite des Behälters ausgeformten inneren Rippen
möglich,
dass die Rippen durchscheinen, nachdem das Spritzgießverfahren
beendet ist.
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Die Anwendung eines üblichen
Spritzgießverfahrens
bei den Handschuhfachkonstruktionen 24 oder 32 kann
sogenannte "Einfallstellen" („sink marks" hervorrufen. Bei
einem konventionellen Spritzgießverfahren
wird ein geschmolzenes Material in eine Aushöhlung, die in einem oder mehreren Gießstempeln
ausgeformt ist, eingeführt.
Das geschmolzene Material wird dann abgekühlt, so dass die Dichte des
Materials im Wesent lichen überall,
inklusive den äußeren Oberflächen, gleich
ist. Mit einer Handschuhfachkonstruktion mit einer relativ dicken Klappe 30 ist
es sehr wahrscheinlich, dass ein Spritzgießvertahren "Einfallsteilen" hervorruft. Dies ist durch eine höhere Innentemperatur
des Polymers während
des Gießprozesses
begründet.
Dadurch, dass das Material innen bzw. im Kern langsamer abkühlt als
die Haut oder der äußere Teil
des Gießkörpers, neigt
das innere Material dazu einzufallen. Dieser Abkühlungs- und Einfalleffekt kann
zu "Einfallsteilen" in dem Außenbereich
des Handschuhfachs führen.
Diese Stellen sind unerwünscht,
weil der Außenbereich
der Klappe 30 zum Passagierraum des Fahrzeugs gerichtet
ist. Zusätzlich
kann der Aufbau aus mehreren Teilen zu einem losen oder falschen
Sitz führen,
die Teile können
sich über
die Zeit lösen
und andere kosmetische Probleme können, wie oben beschrieben,
hervorgerufen werden.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Ablage- oder Handschuhfachs 40 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das Fach 40 hat einen ineinander integrierten
Aufnahmebehälterteil 42 und
Klappenteil 44. Das Gefäß oder der
Behälter 42 formt
drei Seiten des Handschuhfachs 40 aus und die Klappe 44 formt die
vierte Seite aus. Es kann auch eine Bodenplatte vorhanden sein oder
die Seitenplatten können
so geformt sein, dass sie den Boden des Behälters ausformen. Es ist so
zu verstehen, dass das Handschuhfach eine einzige Platte aufweisen
kann, die den Körper
des Behälters 42,
wie in 6 dargestellt,
ausformt. Alternativ kann der Körper
des Behälters
eine dreieckige Form haben mit zwei Platten, die sich an einem ersten
Punkt treffen und an zweiten Punkten mit der Klappe verbunden sind.
Ungeachtet der Form des Behälters
definieren die Seitenplatten im Wesentlichen den Rand 72 des
Behälters.
Das Handschuhfach 40 ist bevorzugterweise als ein integriertes
Einzelteil ausgestaltet, bei dem alle Teile gleichzeitig gefertigt
sind. Das Handschuhfach 42 ist bevorzugterweise derart
dimensioniert und ausgeformt, um in eine Konsole 10 eines
jeglichen Fahrzeugs zu passen. Die Klappe 44 umfasst ebenfalls
bevorzugterweise einen Klinkenmechanismus (nicht dargestellt), der
bevorzugterweise die Klappe 44 des Handschuhfachs 40 anbindet,
so dass das Handschuhfach 40 relativ zu der Konsole 10 gelöst werden kann.
Wenn gelöst,
kann das Handschuhfach 40 um einen Stift, wie beispielsweise
der Stift 46, geschwenkt werden. Der Klinkenmechanismus
verriegelt bevorzugterweise mit der Konsole 10, so dass die
Klappe 44 mit der Konsole 10 versiegelt ist, wenn sie
eingeklinkt ist. Da der Behälter 42 und
die Klappe 44 aus einem einzigen Teil ausgeformt sind,
wie es im Folgenden beschrieben wird, schwenken der Behälter 42 und
die Klappe 44 beide zusammen um den Stift
46,
wenn die Klinke gelöst
ist. Alternativ kann der Stift 46 als ein Dorn ausgearbeitet
sein, der schleifend in eine Führungsbahn
(nicht dargestellt) eingreift, die in der Konsole 10 ausgeformt
ist. Das Handschuhfach 40 kann dann um den unteren Teil des
Behälters 48 schwenken.
Der Drehpunkt 48 ist mit der Konsole 10 durch
ein beliebiges Mittel, bevorzugterweise schwenkbar mit der Konsole 10 verbunden,
so dass das Handschuhfach 40 relativ zu der Konsole 10 um
den Drehpunkt 48 schwenken kann. In dieser Ausgestaltung
kann der Stift 46 wie ein Anschlag wirken, wenn er an dem
Ende der Führungsbahn
anschlägt,
so dass das Handschuhfach 40 nicht komplett aus der Konsole
herausfällt.
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Das Behälterteil 42 und das
Klappenteil 44 des Handschuhfachs sind bevorzugterweise
durch einen Gegendruckformprozess in Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung ausgeformt. 6 zeigt
eine Detailansicht der Klappe 44 der vorliegenden Erfindung
entlang einer Linie A–A.
Die äußere Schicht 50 der
Klappe 44 ist bevorzugterweise ein Polymerharz. Die interne
zellartige Struktur 52 der Klappe 44 ist während des
Druckformprozesses ausgeformt worden. Gegendruckformen umfasst im
Allgemeinen das Einführen
bzw. Einleiten eines chemischen Treibmittels (auch bekannt als Schaummittel) in
das Polymer. Das Treibmittel und das Polymer können gemischt oder separat
in die Form eingeführt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Treibmittel mit dem Polymer
vorgemischt und wird zusammen in die Form eingeführt. Der Anteil des üblicherweise
verwendeten Treibmittels hängt
von der Dicke des benötigten "Schaums" ab. Zusätzlich ist
je mehr Treibmittel benutzt wird, desto mehr Gegendruck ist erforderlich,
um das Wachsen der zellartigen Struktur 52 hervorzurufen.
Die Temperatur des Einspritzprozesses aktiviert das Treibmittel,
das einen inneren Druck, der geringer ist als der Matritzenform-anfangsdruck,
innerhalb des Polymers erzeugt. Die Kombination eines höheren Matrizendrucks
und eines niedrigeren inneren Treibmitteldrucks hält das "geschäumte" zellartige Material
weg von der äußeren, dünnen Oberfläche (inklusive
der äußeren Oberfläche 70),
was der Klappe ein schlechtes Aussehen geben würde. Die Wärme ruft eine thermische Auflösung des
Treibmittelmaterials hervor. Die Auflösung kann entweder endotherm
oder exotherm sein. Endotherme Treibmittel produzieren im Allgemeinen
in erster Linie CO2, während exotherme Treibmittel
im Allgemeinen in erster Linie N2 erzeugen.
Der Typ des benutzten Treibmittels hängt im Allgemeinen von der Anwendung
und dem benutzten Polymertyp ab und kann stark variieren. Die Gase,
die durch das Treibmittel erzeugt wurden, erzeugen eine zellulare
Struktur 52 mit einer im Allgemeinen glatten festen Haut um
einen feinen zellularen Kern. Zur gleichen Zeit kühlt das
geschmolzene Polymer ab, wenn es den Stempel berührt, wodurch der äußere "Haut"-Bereich 50 der
Klappe ausgeformt wird. Diese kontrollierte Reaktion liefert ein "wie geschmolzenes" Oberflächenfinish
auf der äußeren Seite
oder Oberfläche 70, die
zum Fahrzeuginneren zeigt, und erübrigt den Bedarf eines zweiten
Farbfinishes. Da die Oberfläche des
Handschuhfachs leicht durch die Fahrzeuginsassen einsehbar ist,
ist es für
die Handschuhfachklappe 44 vorteilhaft, ein gutes kosmetisches
Aussehen zu haben. Der Stempel kann jede Art von Gestaltung, wie
z.B. eine Gewebegestaltung, umfassen. Dadurch nimmt die äußere Oberfläche 70 der
Klappe ein texturiertes, "wie
gegossenes" Aussehen
während
des Formprozesses an.
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Zusätzlich zu der gut aussehenden
Klappe 44 wird auch die erforderliche strukturelle Integrität durch
die Verwendung des Gegendruckformprozesses erreicht. Das Vorliegen
der Zellstruktur 52 mit darin eingeschlossenem Gas liefert
verglichen zu einer Platte mit der gleichen Menge an Plastikmaterial
eine relativ steife Struktur, aber mit reduzierter Dicke. Dadurch
werden im Allgemeinen weder integrierte Rippen noch eine Verstärkungsplatte
benötigt.
Dies reduziert die Anzahl von Teilen, die nötig sind, um das Handschuhfach
zu formen. Dadurch wird sowohl das Gewicht des Handschuhfachs 40 als
auch die Montagekosten des Handschuhfachs reduziert. Auch wird ebenfalls
ein Zeitersparnis erreicht, da keine weitere Endbehandlung nötig ist.
Zusätzlich
schließt
der Gegendruckformprozess eine Konstruktion mit einer dickeren Tür 44 nicht
aus, wie es die oben beschriebenen konventionellen Spritzgießverfahren
tun. Wegen des Treibmittels und der Ausformung der Zellstruktur 52 ist
insbesondere kein Einfalleffekt in der internen Struktur des Handschuhfachs 40 vorhanden.
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In einer alternativen Ausgestaltung
ist das Handschuhfach 40 mit einem integrierten Gefäß- oder
Behälterteil 42 und
Klappenteil 44 ausgestaltet. Dennoch ist in dieser Ausgestaltung
der Behälter 42 durch
ein konventionelles Spritzgießverfahren
hergestellt und die Klappe 44 ist durch den oben beschriebenen
Gegenformprozess hergestellt worden. Dies kann durch ein Verfahren
erreicht werden, bei dem das Behältermaterial
in einen ersten Bereich einer Form (nicht dargestellt) eingespritzt
wird. Das Material, das die Klappe 44 und die innere Zeltstruktur 52 formt,
kann in die Form in einen zweiten Bereich eingespritzt werden. Das
Material der Klappe 44 wird dem Treib- oder Schaummittel,
wie oben beschrieben, ausgesetzt. Dadurch werden der Behälter 42 und
die Klappe
44 zusammen ausgeformt, um das Ablagefach 40 mit
der Klappe 44, die die bevorzugte äußere Haut 70 und die
innere Zellstruktur 52 hat, herzustellen.
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Das Prinzip und die Bedienung dieser
Erfindung wurden in Übereinstimmung
mit den Patentvorschriften beschrieben und in ihren bevorzugten
Ausgestaltungen dargestellt. Dennoch muss es so verstanden werden,
dass die Erfindung anders ausgeführt
werden kann als speziell beschrieben und dargestellt, ohne sich
von ihrem Geist oder Schutzbereich zu entfernen.