DE202006002824U1

DE202006002824U1 - Schäumwerkzeug zum Herstellen eines Schäumteils, insbesondere eines Karosserieanbauteils

Info

Publication number: DE202006002824U1
Application number: DE202006002824U
Authority: DE
Original assignee: ArvinMeritor GmbH
Current assignee: Roof Systems Germany GmbH
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2016-02-23
Also published as: WO2007051497A1; DE112006000515A5

Abstract

Schäumwerkzeug (22) zur Herstellung eines Schäumteils (10), mit einem oberen Werkzeugteil (22) und einem unteren Werkzeugteil (22'), wobei mindestens eines der Werkzeugteile (22, 22') mit einer Aufnahme für ein Trägermaterial (20; 20') versehen ist, welches eine Antennenstruktur trägt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schäumwerkzeug zum Herstellen eines Schäumteils, insbesondere eines Karosserieanbauteils.
Schäumteile für Fahrzeuge, insbesondere geschäumte Dachmodule weisen als einen wesentlichen Bestandteil eine tiefgezogene Außenhaut (aus Kunststoff oder Aluminium) auf, auf die eine geschäumte Kunststoffschicht aufgebracht ist. In die Kunststoffschicht sind aus Stabilitätsgründen Glasfasern eingebettet. Ein geschäumtes Dachmodul zeichnet sich durch seine hohe Stabilität bei gleichzeitig geringen Herstellungskosten aus. Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß ein geschäumtes Dachmodul vollständig vormontiert geliefert werden kann, so daß es auf die übrigen Teile der Karosserie eines Fahrzeugs aufgesetzt und mit diesen verbunden werden kann. Der Herstellungsvorgang ist im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugdächern erheblich vereinfacht; bei diesen müssen unterhalb einer meist aus Blech bestehenden Außenhaut die übrigen Bestandteile wie Geräuschdämmatten, Innenhimmel etc. montiert werden.
Aufgrund der immer weiter steigenden Anforderungen an Kommunikation mit dem Fahrzeug und mit den Insassen des Fahrzeugs, beispielsweise Empfang von GPS-Signalen, Internetverbindung während des Fahrens, Empfang von Telefonaten oder Fernsehprogrammen, etc., ist es wünschenswert, am Dachmodul auch eine Antenne anzubringen. Aus der DE 100 40 872 A1 ist ein Fahrzeugdach bekannt, bei dem im Zwischenraum zwischen dem Innenhimmel und der Außenhaut des Daches verschiedene leitfähige Elemente angeordnet sind, die als Antenne dienen. Die leitfähigen Elemente sind insbesondere aufgeklebt oder aufgedampft. Dies ist hinsichtlich der Herstellungskosten nachteilig.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Schäumwerkzeug zur Herstellung eines Schäumteil zu schaffen, mit dem mit geringem Aufwand eine elektrisch leitfähige Struktur, insbesondere eine Antenne, in ein Schäumteil eingebracht werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Schäumwerkzeug zur Herstellung eines Schäumteils vorgesehen, mit einem oberen Werkzeugteil und einem unteren Werkzeugteil, wobei mindestens eines der Werkzeugteile mit einer Aufnahme für ein Trägermaterial versehen ist, welches eine Antennenstruktur trägt. Dies ermöglicht, das Trägermaterial präzise im Schäumwerkzeug zu fixieren, so daß die Antennenstruktur an einem präzisen Ort im Schäumteil angeordnet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausfuhrungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Dachmoduls als besondere Ausführungsform des Schäumteils, an dem eine Antenne angebracht ist;
2 in einer Draufsicht ein Trägermaterial mit darauf aufgebrachter Struktur gemäß einer ersten Ausgestaltung;
3 in einem schematischen Schnitt ein Schäumwerkzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung bei einem ersten Schritt der Herstellung des Schäumteils;
4 das Schäumwerkzeug von 3 bei einem zweiten Schritt der Herstellung des Schäumteils;
5 das Schäumwerkzeug von 3 bei einem dritten Schritt der Herstellung des Schäumteils;
6 das Schäumwerkzeug von 3 bei einem vierten Schritt der Herstellung des Schäumteils;
7 ein Schäumteil in Form eines Dachmoduls mit darin angebrachter Antenne;
8 in einem schematischen Schnitt ein Oberteil eines Schäumwerkzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
9 ein Trägermaterial gemäß einer weiteren Ausgestaltung.
In 1 ist schematisch ein Schäumteil 10 in Form eines Dachmoduls zu sehen, welches an einer Fahrzeugkarosserie 12 angebracht ist. In das Dachmodul ist eine hier schematisch gezeigte Antenne eingebettet.
Die Leitung 14 (siehe auch 2) besteht aus einer leitfähigen Struktur 16 und einer mit dieser verbundenen Kontaktfläche 18 und bildet die Antenne. Die leitfähige Struktur 16 kann beispielsweise aus einer Leitpaste oder ähnlichem bestehen, die auf ein Trägermaterial 20, 20' aufgedruckt ist. Auf dem Trägermaterial 20, 20' befindet sich auch die Kontaktfläche 18, die beispielsweise durch eine dünne Metallfolie gebildet sein kann. Die leitfähige Struktur 16 zusammen mit der Kontaktfläche 18 haben aufgrund ihrer Abmessungen und aufgrund des Materials, aus dem sie bestehen, keine Eigenstabilität in dem Sinne, als daß sie ohne das Trägermaterial 20 handhabbar wären. Das Trägermaterial 20, 20' selbst kann als stabiles Teil (Trägermaterial 20) oder als flexibles Teil (Trägermaterial 20') in Form einer dünnen Kunststoff- oder Metallfolie ausgeführt sein. Die Kunststoffolie ist vorzugsweise aus PET, PE oder ähnlichem Material.
Zur Anbringung der Leitung 14 am Dachmodul wird zunächst das Trägermaterial 20, 20' mit der darauf aufgebrachten Leitung 14 in ein Schäumwerkzeug eingelegt (siehe 3), das ein Werkzeugoberteil 22 und ein Werkzeugunterteil 22' aufweist. Zur Aufnahme des Trägermaterials 20, 20' weist, wenn dieses eine größerem Materialstärke hat, eines der beiden Teile 22, 22' des Schäumwerkzeugs eine Aufnahme in der Forme einer Aufnahmevertiefung 24 auf, in der das Trägermaterial positioniert ist, so daß es bündig mit der Oberfläche des entsprechenden Teils 22, 22' des Schäumwerkzeugs abschließt. Hier ist die Aufnahmevertiefung im Werkzeugoberteil 22 vorgesehen.
Das Trägermaterial 20, 20' kann durch beliebige geeignete Mittel in der Aussparung 24 gehalten werden, beispielsweise durch Unterdruck, Adhäsion oder Magnete. Ist das Trägermaterial 20' sehr dünn und flexibel, ist keine Aufnahmevertiefung notwendig, es wird nur in das glatte Schäumwerkzeug gelegt und dort z.B. mechanisch, mittels Unterdruck oder magnetisch an der Oberfläche des Schäumwerkzeugs gehalten. Das dünne Trägermaterial 20' paßt sich zusammen mit der Leitung 14 der Krümmung der Form an.
Anschließend wird in das aus den beiden Teilen 22 gebildete Schäumwerkzeug ein schäumbares Kunststoffmaterial 26 eingebracht, das hier mit Glasfasern versehen ist (LFI-Verfahren). Als Kunststoffmaterial ist insbesondere Polyurethan geeignet. Der Schäumdruck sorgt zusätzlich für ein exaktes Anpressen der Folie an die Teile 22, 22' des Schäumwerkzeugs.
Das Kunststoffmaterial 26 expandiert dann (siehe 5) und härtet aus, wobei die leitfähige Struktur 16 und die Kontaktfläche 18 der Antenne auf den nicht vom Trägermaterial 20, 20' bedeckten Seiten vom Kunststoffmaterial umschlossen werden. Das Kunststoffmaterial 26 geht dabei eine mechanische Verbindung mit der Antenne ein, so daß diese zuverlässig in der geschäumten Kunststoffschicht 26 verankert ist.
Nach Öffnen des Schäumwerkzeugs kann das Trägermaterial 20 abgezogen werden (siehe 6). Zurück bleibt dann das Dachmodul mit der geschäumten Kunststoffschicht 26 und der darin eingebetteten Antenne bestehend aus leitfähiger Struktur 16 und Kontaktfläche 18. Von besonderem Vorteil ist, daß die von der Kunststoffschicht 26 abgewandte Seite der Kontaktfläche 18 nicht mit dem Kunststoffmaterial verunreinigt werden kann. Daher ist eine gute Kontaktierung gewährleistet.
Das geschäumte Dachmodul ist hier nur sehr schematisch dargestellt. Zusätzlich zur geschäumten Kunststoffschicht 26 können weitere Schichten vorhanden sein, beispielsweise eine tiefgezogene Kunststoffolie 28, welche die Außenhaut des Daches bildet und in das untere Werkzeugteil 22' des Schäumwerkzeugs vor dem Schäumen eingelegt wird (siehe 3). Die Kunststoffolie 28 (üblicherweise eine Koextrusionsfolie) wird dann rückseitig hinterschäumt. Alternativ kann auch für ein Innenverkleidungsteil eine textile Lage oder textilähnliche Folie hinterschäumt werden.
Zu betonen ist, daß der Kunststoff beim Schäumen mit dem Trägermaterial 20, 20' durch eine geeignete Vorbehandlung des Trägermaterials 20, 20' keine Verbindung eingeht, so daß das Trägermaterial 20, 20' ohne Zerstören der Oberfläche der Kunststoffschicht 16 einfach abgezogen werden kann. Wie in 7 gut zu erkennen ist, sind die leitfähigen Strukturen 16 samt der Kontaktflächen 18 in die Kunststoffschicht eingebettet und stehen nach oben aus dieser nicht vor.
In den 8 und 9 ist ein Schäumwerkzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Der Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, daß hier am Oberteil 22 des Schäumwerkzeugs mehrere Zentrierstifte 30 angebracht sind, die in Zentrieröffnungen 32 im Trägermaterial 20 eingreifen können. Auf diese Weise wird das Trägermaterial beim Schäumen in einer präzise definierten Position im Schäumwerkzeug gehalten.
Gemäß einer nicht dargestellten Weiterbildung können die Zentrierstifte auch so ausgebildet sind, daß sie im Schäumteil verbleiben und dort nach An eines Widerlagers zur Befestigung eines Leiters an einer Kontaktfläche dienen. Beispielsweise können die Zentrierstifte als Hülse ausgebildet sein, die innen ein Gewinde zur Aufnahme einer Schraube aufweist, mit der ein Leiter an die entsprechende Kontaktfläche angeschraubt wird. Diese Hülse wird dann in einer Öffnung in der Kontaktfläche so angeordnet, daß sie geringfügig über die Fläche des Schäumteils hinausragt, um in eine geeignete Vertiefung im Schäumwerkzeug einzugreifen und so für die Positionierung des Trägermaterials zu sorgen. Nach dem Schäumen kann dann mit geringem Aufwand ein Leiter fest mit der Kontaktfläche verbunden werden.

10: Schäumteil
12: Fahrzeugkarosserie
14: Antenne
16: Leitfähige Struktur
18: Kontaktfläche
20, 20': Trägermaterial
22: Werkzeugoberteil
22': Werkzeugunterteil
24: Aufnahmevertiefung
26: Schäumbarer Kunststoff
28: Tiefgezogene Kunststoffolie
30: Zentrierstift
32: Zentrieröffnung

Claims

Schäumwerkzeug (22) zur Herstellung eines Schäumteils (10), mit einem oberen Werkzeugteil (22) und einem unteren Werkzeugteil (22'), wobei mindestens eines der Werkzeugteile (22, 22') mit einer Aufnahme für ein Trägermaterial (20; 20') versehen ist, welches eine Antennenstruktur trägt.
Schäumwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme eine Aufnahmevertiefung (24) ist.
Schäumwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme durch mindestens einen Zentrierstift (30) gebildet ist.
Schäumwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme mit mindestens einem Magneten versehen ist.
Schäumwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme einen Saugbereich aufweist, mittels dem das Trägermaterial an die Aufnahme angesaugt werden kann.
Schäumwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme eine Adhäsionsfläche aufweist, an der das Trägermaterial fixiert werden kann.