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Die
Erfindung betrifft ein Türmodul für eine Fahrzeugtür
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein
derartiges Türmodul für eine Fahrzeugtür weist
eine flächig ausgebildete Kunststoffträgerplatte zum
Tragen von Aggregaten der Fahrzeugtür auf, wobei zur Verstärkung
der Kunststoffträgerplatte Fasern in die Kunststoffträgerplatte
eingelagert sind, die sich in der flächigen Ebene der Kunststoffträgerplatte erstrecken
und die Festigkeit der Kunststoffträgerplatte erhöhen.
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Aus
der
DE 199 44 965
A1 ist eine Kunststoffträgerplatte bekannt, die
einstückig aus Kunststoff ausgebildet ist und verschiedene
Aggregate, beispielsweise einen Lautsprecher, einen Fensterheber
und ein Türschloss, einer Fahrzeugtür trägt.
Die Kunststoffträgerplatte ist an einem Modulträger
der Fahrzeugtür angeordnet und deckt eine Öffnung
im Modulträger, durch die Aggregate in das Innere der Fahrzeugtür
eingeführt werden können, feuchtigkeitsdicht ab.
In die Kunststoffträgerplatte kann beispielsweise auch
eine Führungsschiene einstückig integriert sein,
die somit nicht mehr als separates Bauteil ausgeführt werden
muss, sondern integral mit der Kunststoffträgerplatte verbunden
ist. Wesentlicher Vorteil der Verwendung einer solchen Kunststoffträgerplatte
ist, dass die Montage von Aggregate an einer Fahrzeugtür
wesentlich vereinfacht werden kann, indem ein vormontiertes und
vorprüfbares Türmodul geschaffen wird, das ausgeliefert
und als Einheit an der Fahrzeugtür montiert werden kann.
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Um
die Stabilität und Festigkeit einer solchen Kunststoffträgerplatte
zu erhöhen, ist beispielsweise aus der
EP 1 412 212 B1 bekannt,
Fasern in die Kunststoffträgerplatte einzulagern, die unterschiedliche
Längen aufweisen können und sich in der flächigen
Ebene der Kunststoffträgerplatte erstrecken. Aus der
EP 1 412 212 B1 ist
beispielsweise bekannt, Glasfasern zu verwenden, die eine Länge
von 20 mm und eine Dicke von ungefähr 0,02 mm und einen Masseanteil
zwischen 30 und 70% an der Kunststoffträgerplatte aufweisen.
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Derartige
Kunststoffträgerplatten werden beispielsweise im Spritzgießverfahren
hergestellt, bei dem der verwendete Kunststoff, beispielsweise Polypropylen,
zusammen mit den Fasern als Formmasse in einer Spritzeinheit plastifiziert
und in ein Spritzgießwerkzeug eingespritzt wird, wobei
die Form des Werkzeugs die Formgebung und die Oberflächenstruktur
des zu fertigenden Bauteils bestimmt. Nach dem Spritzgießen
der Kunststoffträgerplatte kann es hierbei beim Aushärten
des Kunststoffes nach dem Spritzgießen, abhängig
von der Masseverteilung des Kunststoffs in der Kunststoffträgerplatte, durch
ein Schrumpfen des aushärtenden Kunststoffs zu einem Verzug
der Kunststoffträgerplatte und infolgedessen zu Verformungen
und Verwerfungen insbesondere im Randbereich der Kunststoffträgerplatte kommen.
Herkömmlicherweise werden daher zur Reduzierung des Verzugs
Rippen und Stege an der Kunststoffträgerplatte angeordnet,
um insbesondere im Randbereich der Kunststoffträgerplatte
einen Ausgleich für die Verformungen und Verwerfungen zu schaffen.
Nachteilig hierbei ist, dass zusätzliches Material und
eine aufwendigere Gestaltung der Kunststoffträgerplatte
erforderlich ist, was den Herstellungsprozess verkompliziert und
die Kosten der Kunststoffträgerplatte in die Höhe
treibt.
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Bei
faserverstärkten Kunststoffen richten sich zudem die Fasern
beim Spritzgießen in Fließrichtung der Formmasse
aus, so dass insbesondere im Randbereich der Kunststoffträgerplatte
sich eine Vorzugsrichtung der Fasern parallel zum umfänglichen
Rand der Kunststoffträgerplatte ergibt. Da die Verwerfungen
und Verformungen der Kunststoffträgerplatte quer zur Erstreckungsrichtung
der Fasern in der Regel größer sind als längs
dieser Erstreckungsrichtung, ergibt sich abhängig von der
Ausrichtung der Fasern ein unterschiedliches Schrumpfungs- und (daraus
resultierend) Verzugsverhalten (Anisotropie), das zu orts- und richtungsabhängigen Verwerfungen
mit gegebenenfalls starken Verformungen im Randbereich der Kunststoffträgerplatte führt.
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Um
diesen Verwerfungen der ausgehärteten Kunststoffträgerplatte
entgegenzuwirken, ist bekannt, die Kunststoffträgerplatte
in ihrem Randbereich beispielsweise durch Einschneiden zu unterbrechen,
um den Verzug des Materials und die daraus resultierenden Verwerfungen
und Verformungen zu minimieren. Dieses erfordert jedoch eine relativ aufwendige
Nachbearbeitung der Kunststoffträgerplatte.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Türmodul für
eine Fahrzeugtür der eingangs genannten Art mit einer Kunststoffträgerplatte
zur Verfügung zu stellen, bei der Verwerfungen und Verformungen
infolge des Herstellungsprozesses weitestgehend minimiert sind und
die auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar ist.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist
bei einem Türmodul der eingangs genannten Art vorgesehen,
dass an die Kunststoffträgerplatte Ansatzteile angeformt
sind, die beabstandet zueinander am Umfang der Kunststoffträgerplatte
angeordnet sind und ausgebildet und vorgesehen sind, die Ausrichtung
der Fasern in einem umfänglichen Randbereich der Kunststoffträgerplatte
zu beeinflussen
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Vorteilhafterweise
sind die Ansatzteile dabei ausgebildet und vorgesehen, die Ausrichtung
der Fasern in dem Randbereich der Kunststoffträgerplatte derart
zu beeinflussen, dass für jedes Ansatzteil die Vorzugsrichtung
der Fasern, in die die Fasern im Randbereich der Kunststoffträgerplatte
im Wesentlichen ausgerichtet sind, in einem Verbindungsabschnitt,
an dem das Ansatzteil mit der Kunststoffträgerplatte verbunden
ist, sich von der Vorzugsrichtung der Fasern in einem an den Verbindungsabschnitt angrenzenden,
benachbarten Abschnitt des umfänglichen Randbereichs der
Kunststoffträgerplatte unterscheidet.
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Die
vorliegende Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, zusätzliche
Ansatzteile zur Beeinflussung und vorteilhaften Vorgabe der Ausrichtung
der Fasern im Randbereich der Kunststoffträgerplatte zu
verwenden, die beim Herstellen umfänglich an der Kunststoffträgerplatte
angeordnet und angeformt werden. Durch diese Ansatzteile wird erreicht,
dass die Ausrichtung der Fasern im Randbereich der Kunststoffträgerplatte
nicht durchgängig parallel zum umfänglichen Rand
der Kunststoffträgerplatte erfolgt, sondern diskontinuierlich
verläuft. Beim Herstellen der Kunststoffträgerplatte
beispielsweise mittels eines Spritzgießverfahrens richten
sich die Fasern in solchen Abschnitten der Kunststoffträgerplatte,
in denen keine Ansatzteile vorgesehen sind, entlang des umfänglichen
Rands der Kunststoffträgerplatte aus und verlaufen, der
Fließrichtung der Formmasse beim Spritzgießen
folgend, parallel zum umfänglichen Rand der Kunststoffträgerplatte.
In solchen Abschnitten hingegen, an denen Ansatzteile an die Kunststoffträgerplatte
angeformt werden, weist die Erstreckungsrichtung der Fasern im Randbereich der
Kunststoffträgerplatte von der Kunststoffträgerplatte
hin zu den Ansatzteilen, bedingt dadurch, dass die Formmasse beim
Spritzgießen in den Bereich der Ansatzteile fließt
und sich die Fasern entsprechend dieser Fließrichtung ausrichten.
Dadurch wird erreicht, dass die Fasern in solchen Abschnitten, in
denen die Kunststoffträgerplatte mit den Ansatzteilen verbunden
ist, sich nicht parallel zum umfänglichen Rand der Kunststoffträgerplatte
ausrichten, sondern in eine unterschiedliche, beispielsweise senkrecht zum
Rand der Kunststoffträgerplatte gerichtete Richtung. Auf
diese Weise wird die Ausrichtung der Fasern umfänglich
um die Kunststoffträgerplatte unterbrochen und der Verzug
und die daraus resultierenden Verformungen und Verwerfungen im Randbereich
der Kunststoffträgerplatte minimiert.
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Die
vorliegende Erfindung macht sich somit den Effekt zunutze, dass
durch ein gezieltes Anformen von Teilen an ein herzustellendes,
aus einem faserverstärkten Kunststoff auszubildendes Bauteil
die Ausrichtung der Fasern in dem Bauteil in gewünschter
Weise beeinflusst werden kann, um auf diese Weise die Eigenschaften
des Bauteils, insbesondere dessen Verszugsverhalten zu verbessern.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Fasern als Glasfasern
ausgebildet und in die Kunststoffträgerplatte eingelagert,
wobei die Glasfasern unterschiedliche Längen, beispielsweise
20 mm, und Dicken, beispielsweise 0,02 mm, aufweisen können. Denkbar
ist auch, andere Materialien für die Fasern zu verwenden,
beispielsweise Kevlar oder Holz. Als Kunststoff für die
Kunststoffträgerplatte kann Polypropylen verwendet werden,
wobei der Masseanteil der Fasern an der Kunststoffträgerplatte
beispielsweise zwischen 30 und 70% liegen kann. Die Erfindung lässt
sich jedoch auch bei einem Masseanteil der Fasern von deutlich unter
30%, beispielsweise 10% oder niedriger, vorteilhaft einsetzen. Ebenso können
die Fasern deutlich kürzer als 20 mm, beispielsweise zwischen
3 und 5 mm lang sein.
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Vorzugsweise
sind die Ansatzteile derart um die Kunststoffträgerplatte
angeordnet und an diese angeformt, dass die Vorzugsrichtung der
Fasern im Verbindungsabschnitt eines jeden Ansatzteils im Wesentlichen
senkrecht zur Vorzugsrichtung der Fasern in dem angrenzenden Abschnitt
im Randbereich der Kunststoffträgerplatte gerichtet ist.
Auf diese Weise wird eine bestmögliche Unterbrechung der
Faserausrichtung entlang des Umfangs der Kunststoffträgerplatte
geschaffen und der Verzug der Kunststoffträgerplatte bestmöglich
minimiert.
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Bei
der Herstellung der Kunststoffträgerplatte durch ein Spritzgießverfahren
werden die Ansatzteile einstückig mit der Kunststoffträgerplatte
gespritzt, so dass sich beim Spritzen der Kunststoffträgerplatte
die Fasern entsprechend der Fließrichtung der Formmasse
zur Herstellung der Kunststoffträgerplatte in Abschnitten
ohne Ansatzteile im Randbereich der Kunststoffträgerplatte
entlang des umfänglichen Rands der Kunststoffträgerplatte
ausrichten, in Abschnitten, in denen Ansatzteile vorgesehen sind, die
Formmasse sich hingegen in Ausformungen im Spritzgießwerkzeug
zur Formung der Ansatzteile ergießt und in diesen Verbindungsabschnitten
die Fasern sich in ihrer Ausrichtung somit von den Fasern in den
angrenzenden Abschnitten unterscheiden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, die Ansatzteile
derart auszubilden, dass sie nach dem Spritzgießen von
der Kunststoffträgerplatte entfernbar sind. Beispielsweise
können hierzu an den Ansatzteilen Sollbruchstellen vorgesehen
werden, an denen die Ansatzteile zum Entfernen von der Kunststoffträgerplatte
lösbar sind und abgebrochen werden können. Alternativ
kann vorgesehen sein, die Ansatzteile in einem Nachbearbeitungsschritt
von der Kunststoffträgerplatte abzuschneiden. Nach dem
Entfernen der Ansatzteile erhält man dann die eigentliche
Kunststoffträgerplatte für das Türmodul,
wobei die durch das Spritzgießen erhaltene Ausrichtung
der Fasern im umfänglichen Randbereich der Kunststoffträgerplatte
erhalten bleibt und insbesondere in solchen Abschnitten, in denen
ursprünglich Ansatzteile angeordnet waren, sich die Ausrichtung
der Fasern von der Ausrichtung der Fasern in den anderen Abschnitten
unterscheidet. Zur Herstellung der Kunststoffträgerplatte
wird somit zunächst die Kunststoffträgerplatte
zusammen mit den Ansatzteilen gegossen, um anschließend
die Ansatzteile zu entfernen und die eigentliche Kunststoffträgerplatte zu
erhalten.
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In
einer alternativen Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass
an den von der Kunststoffträgerplatte abstehenden Ansatzteilen
Befestigungsstellen zur Befestigung der Kunststoffträgerplatte
an einer Fahrzeugtür ausgebildet sind. In diesem Fall erfüllen
die Ansatzteile eine Funktion der Kunststoffträgerplatte,
indem sie Befestigungsstellen zur Befestigung der Kunststoffträgerplatte
ausbilden. Auch in diesem Fall wird die Kunststoffträgerplatte zusammen
mit den Ansatzteilen hergestellt, beispielsweise spritzgegossen,
wobei die Ansatzteile nach dem Spritzgießen jedoch nicht
von der Kunststoffträgerplatte entfernt werden, sondern
an der Kunststoffträgerplatte verbleiben und die Befestigungsstellen
zur Befestigung der Kunststoffträgerplatte an einer Fahrzeugtür
ausbilden.
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Vorteilhafterweise
ist bei dieser Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Kunststoffträgerplatte
ein umlaufendes Dichtungsmittel aufweist, wobei die von der Kunststoffträgerplatte
abstehenden Ansatzteile umfänglich außerhalb des
umlaufenden Dichtungsmittels an der Kunststoffträgerplatte
angeordnet sind. Diese so genannte innere Dichtung hat den Vorteil,
dass die Befestigungsstellen am äußeren Umfang
der Kunststoffträgerplatte außerhalb des durch
die umlaufende Dichtung eingeschlossenen Bereichs der Kunststoffträgerplatte
angeordnet sind und sich somit bei montiertem Türmodul,
bei dem die umlaufende Dichtung die Kunststoffträgerplatte
zur Nass-Trockenraum-Trennung gegenüber der Fahrzeugtür
abdichtet, im Trockenraum befinden und nicht gesondert abgedichtet
werden müssen. Denkbar ist jedoch auch, eine so genannte äußere
Dichtung vorzusehen, bei der die Befestigungsstellen innerhalb des
durch die umlaufende Dichtung definierten Bereichs angeordnet sind.
In diesem Fall läuft das Dichtungsmittel außen
um die Kunststoffträgerplatte und die an diese angeformten
Ansatzteile um und dichtet die Kunststoffträgerplatte und
die daran angeformten Ansatzteile an ihrem äußeren
Umfang gegenüber einer Fahrzeugtür ab. In diesem
Fall müssen die Befestigungsstellen, da sie sich bei montiertem
Türmodul im Bereich des Nassraums der Fahrzeugtür
befinden, gesondert abgedichtet werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung des Türmoduls sind die Ansatzteile
kammartig in regelmäßigen Abständen zueinander
um die Kunststoffträgerplatte angeordnet und stehen von
der Kunststoffträgerplatte ab. Durch die Anordnung der
Ansatzteile wird eine regelmäßige Unterbrechung
der Ausrichtung der Fasern im Randbereich der Kunststoffträgerplatte
geschaffen und somit der Verzug im Randbereich der Kunststoffträgerplatte
minimiert.
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Vorteilhafterweise
bilden die Ansatzteile hierbei in einer Doppelfunktion gleichzeitig
einen Dichtungsbereich der Kunststoffträgerplatte aus,
mit dem die Kunststoffträgerplatte bei montiertem Türmodul gegenüber
der Fahrzeugtür abgedichtet werden kann. Die Zwischenräume
zwischen den kammartig angeordneten, zueinander beabstandeten Ansatzteilen
sind durch Folienabschnitte feuchtigkeitsdicht verschlossen, so
dass sich ein zusammenhängender, abwechselnd aus Ansatzteilen
und Folienabschnitten bestehender Bereich umfänglich um
die Kunststoffträgerplatte ergibt. Zur Ausbildung der Folienabschnitte
kann eine Folie beim Spritzgießen mit der Kunststoffträgerplatte
verbunden werden, indem die Folie in das Spritzgusswerkzeug eingelegt
und mit einer Haftschicht versehen wird und die Formmasse zur Bildung
der Kunststoffträgerplatte und der Ansatzteile anschließend
in geeigneter Weise in das Spritzgießwerkzeug eingespritzt
wird. Denkbar ist auch, die Folienabschnitte durch einen dünnen
Film auszubilden und zusammen mit der Kunststoffträgerplatte
und den Ansatzteilen zu gießen oder in der 2K-Technologie
herzustellen.
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An
den Ansatzteilen und den Folienabschnitten kann ein um die Kunststoffträgerplatte
umlaufendes Dichtungsmittel zum Abdichten der Verbindung zwischen
der Kunststoffträgerplatte und einer Fahrzeugtür
angeordnet sein. Beispielsweise ist denkbar, in die Ansatzteile
und die Folienabschnitte jeweils eine Nut einzuformen, in die ein
separat ausgebildetes Dichtungsmittel, beispielsweise in Form eines umlaufenden
Dichtungsringes, eingesetzt wird. Denkbar ist jedoch auch, ein Dichtungsmittel
z. B. in Form einer Dichtungslippe einstückig an die Ansatzteile
und die Folienabschnitte anzuformen oder anzuspritzen.
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Bei
einem Verfahren zum Herstellen eines Türmoduls für
eine Fahrzeugtür, das eine flächig ausgebildete
Kunststoffträgerplatte zum Tragen von Aggregaten der Fahrzeugtür
aufweist, werden zur Verstärkung Fasern in die Kunststoffträgerplatte
eingelagert, die in einem umfänglichen Randbereich der Kunststoffträgerplatte
im Wesentlichen in eine Vorzugsrichtung ausgerichtet sind. Hierbei
werden beim Herstellen der Kunststoffträgerplatte Ansatzteile
beabstandet zueinander am Umfang der Kunststoffträgerplatte
derart angeformt, dass für jedes Ansatzteil die Vorzugsrichtung
der Fasern in einem Verbindungsabschnitt, an dem das Ansatzteil
mit der Kunststoffträgerplatte verbunden ist, sich von
der Vorzugsrichtung der Fasern in einem an den Verbindungsabschnitt
angrenzenden, benachbarten Abschnitt des umfänglichen Randbereichs
der Kunststoffträgerplatte unterscheidet.
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Vorteilhafterweise
wird die Kunststoffträgerplatte zusammen mit den Ansatzteilen
durch ein Spritzgießverfahren hergestellt. Die Ansatzteile
können hierbei einstückig mit der Kunststoffträgerplatte gespritzt
werden. Nach dem Spritzen können die Ansatzteile von der
Kunststoffträgerplatte entfernt werden, um so die eigentliche
Kunststoffträgerplatte zu erhalten, in deren umfänglichem
Randbereich sich die Ausrichtung der Fasern abhängig davon,
ob in einem Abschnitt ein Ansatzteil angeordnet gewesen ist oder
nicht, unterscheidet.
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Der
der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand
der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher
erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine
frontale Ansicht einer Kunststoffträgerplatte mit angeformten
Ansatzteilen;
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2 ein
Ausschnitt der Kunststoffträgerplatte gemäß 1 mit
schematisch dargestellten, ausgerichteten Fasern;
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3 eine
schematische Ansicht eines Ansatzteiles mit Sollbruchstellen;
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4 eine
schematische, frontale Ansicht einer zweiten Ausführungsform
einer Kunststoffträgerplatte mit umfänglich angeordneten,
Befestigungsstellen aufweisenden Ansatzteilen;
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5 eine
schematische Ansicht eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform
einer Kunststoffträgerplatte mit umfänglich angeordneten,
kammartigen Ansatzteilen, deren Zwischenräume durch Folienabschnitte
geschlossen sind;
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6A eine
Querschnittsansicht der Kunststoffträgerplatte entlang
der Linie A-A gemäß 5;
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6B eine
Querschnittsansicht der Kunststoffträgerplatte entlang
der Linie B-B gemäß 5;
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6C eine
Querschnittsansicht der Kunststoffträgerplatte entlang
der Linie C-C gemäß 5 und
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7 eine
schematische Ansicht eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform
einer Kunststoffträgerplatte mit umfänglich angeordneten
Ansatzteilen, an die nach außen hin eine Dichtungsstruktur
anschließt.
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform einer Kunststoffträgerplatte 1 zum
Tragen von Aggregaten einer Fahrzeugtür, die zu diesem
Zweck Aufnahmen 2, beispielsweise eine Lautsprecheraufnahme 21,
eine Aufnahme 22 für einen Fensterheberantrieb
und Befestigungsstellen 23– 26 zur Befestigung von
Fensterheberführungsschienen aufweist. Die Kunststoffträgerplatte 1 weist
umfänglich ein Dichtungsmittel 12 auf, das beispielsweise
durch eine in die Kunststoffträgerplatte 1 eingeformte
umlaufende Nut, in die eine Dichtung in Form eines Dichtungsringes
eingesetzt ist, ausgebildet ist und in montiertem Zustand der Kunststoffträgerplatte 1 zum
Abdichten der Verbindung der Kunststoffträgerplatte 1 mit
einer Fahrzeugtür dient.
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Die
in 1 dargestellte Kunststoffträgerplatte 1 ist
Teil eines Türmoduls, in dem Aggregate einer Fahrzeugtür,
beispielsweise ein Lautsprecher, ein Fensterheber und ein Türschloss,
zu einem Modul vereint sind und als vormontierte und vorprüfbare Einheit
an einer Fahrzeugtür montiert werden können. In
montiertem Zustand überdeckt die aus Kunststoff ausgebildete
Kunststoffträgerplatte 1 eine Öffnung
in einem Modulträger der Fahrzeugtür, durch die
hindurch Aggregate in den Innenraum der Fahrzeugtür eingeführt
werden können. Die Kunststoffträgerplatte 1 schließt
die Öffnung im Modulträger, beispielsweise ausgebildet
durch ein Türinnenblech, hierbei feuchtigkeitsdicht ab,
wobei die Kunststoffträgerplatte 1 mittels des
umlaufenden Dichtungsmittels 12 gegenüber dem
Modulträger abgedichtet ist. An der Kunststoffträgerplatte 1 sind
Befestigungsstellen 11 ausgebildet, die zur Montage des
Türmoduls an der Fahrzeugtür von einem geeigneten
Befestigungsmittel, beispielsweise Schraubverbindungen, durchgriffen
werden und die Kunststoffträgerplatte 1 mit der
Fahrzeugtür verbinden.
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Die
Kunststoffträgerplatte 1 ist aus einem faserverstärkten
Kunststoff, beispielsweise Polypropylen mit eingelagerten Fasern,
ausgebildet. Hierzu wird die Kunststoffträgerplatte 1 in
einem Spritzgiellverfahren hergestellt, bei dem eine aus Kunststoff und
Fasern gebildete Formmasse in einer Spritzeinheit plastifiziert
und in ein Spritzgießwerkzeug eingespritzt wird, dessen
Formgebung die Gestalt und Form der hergestellten Kunststoffträgerplatte 1 bestimmt.
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Als
Fasern zur Verstärkung der Kunststoffträgerplatte 1 können
beispielsweise Glasfasern verwendet werden. Denkbar ist jedoch auch,
andere geeignete Fasern, beispielsweise aus Kevlar oder Holz oder
unter Umständen sogar Kohlefasern, zu verwenden. Die Fasern
erstrecken sich in der Ebene der flächig ausgebildeten
Kunststoffträgerplatte 1 und erhöhen
die Festigkeit der Kunststoffträgerplatte 1.
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In 2 ist
schematisch die Ausrichtung der in die Kunststoffträgerplatte 1 eingelagerten
Fasern 3 in unterschiedlichen Abschnitten 3a, 3b, 3c der Kunststoffträgerplatte 1 dargestellt.
Generell richten sich die zusammen mit dem Kunststoff in das Spritzgießwerkzeug
zur Herstellung der Kunststoffträgerplatte 1 eingespritzten
Fasern in Fließrichtung der aus dem Kunststoff und den
Fasern bestehenden Formmasse in dem Spitzgießwerkzeug aus.
In einem zentralen Abschnitt 3a der Kunststoffträgerplatte 1 kommt
es hierbei in der Regel zu einer Mischorientierung, bei der die
Fasern in keine einheitliche Richtung, sondern in alle möglichen
Richtungen in der Ebene der Kunststoffträgerplatte 1 ausgerichtet
sind. Durch die Überlagerung der Fasern weist die Kunststoffträgerplatte
in diesem zentralen Abschnitt 3a ein in alle Richtungen
in der Ebene der Kunststoffträgerplatte 1 nahezu
gleiches, isotropes Verhalten auf.
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In
einem umfänglichen Randbereich 13 der Kunststoffträgerplatte 1 werden
sich die Fasern, wenn keine zusätzlichen Maßnahmen
ergriffen werden, im Gegensatz zu der Mischorientierung im zentralen
Abschnitt 3a im Wesentlichen in eine Vorzugsrichtung A1
ausrichten, die parallel zum umfänglichen Rand 14 der
Kunststoffträgerplatte 1 gerichtet ist. Diese
Ausrichtung der Fasern, sichtbar in 2 im Abschnitt 3b des
Randbereichs 13, ist bedingt durch die vorherrschende Fließrichtung
der Formmasse beim Spritzgießen der Kunststoffträgerplatte 1,
die parallel zum umfänglichen Rand 14 und somit zur äußeren
Begrenzung des Spritzgießwerkzeugs gerichtet ist.
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Dadurch,
dass sich die Fasern im Randbereich 13 der Kunststoffträgerplatte
bevorzugt in eine Vorzugsrichtung A1 parallel zum umfänglichen
Rand 14 der Kunststoffträgerplatte 1 ausrichten,
kann es im Randbereich 13 der Kunststoffträgerplatte 1 verstärkt zu
Verformungen und Verwerfungen der Kunststoffträgerplatte 1 beim
Aushärten der Kunststoffträgerplatte 1 nach
dem Spritzgießen kommen, wenn keine zusätzlichen
Maßmahnen ergriffen werden. Dieses ist dadurch bedingt,
dass der gespritzte Kunststoff nach dem Spritzgießen ein
Schrumpfungsverhalten aufweist, wodurch sich die Kunststoffträgerplatte 1 verzieht
und Verwerfungen und Verformungen entstehen. Da diese Verwerfungen
und Verformungen bei faserverstärktem Kunststoff quer zur
Erstreckungsrichtung der eingelagerten Fasern stärker auftreten
als in Längsrichtung der eingelagerten Fasern, kann es
insbesondere im Randbereich 13 der Kunststoffträgerplatte 1 zu
einem Verzug der Kunststoffträgerplatte 1 kommen.
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Herkömmlicherweise
ist der Verzug im Randbereich 13 der Kunststoffträgerplatte 1 dadurch ausgeglichen
worden, dass Rippen oder Stege quer zur Vorzugsrichtung A1 der Fasern 3 im
Randbereich 13 der Kunststoffträgerplatte 1 vorgesehen
wurden oder die Kunststoffträgerplatte 1 in bestimmten
Abständen eingeschnitten wurde. Auf diese Weise werden
Unterbrechungen im Randbereich 13 der Kunststoffträgerplatte 1 geschaffen,
mittels derer der Verzug der Kunststoffträgerplatte in
dem Randbereich 13 reduziert werden kann. Nachteilig hierbei
ist jedoch, dass bei Verwendung von zusätzlichen Rippen oder
Stegen zusätzliches Material bereit bestellt werden muss,
das den Herstellungsprozess verkompliziert und verteuert, und zum
Einschneiden eine aufwändige Nachbearbeitung erforderlich
ist.
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Um
den Verzug im Randbereich 13 der Kunststoffträgerplatte 1 auf
einfache Weise weitestgehend zu minimieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
Ansatzteile 4 an die Kunststoffträgerplatte 1 anzuformen,
die beabstandet zueinander am Umfang der Kunststoffträgerplatte 1 angeordnet
sind. Mittels dieser Ansatzteile 4 wird erreicht, dass
die Vorzugsrichtung A2 der Fasern 3 in einem Verbindungsabschnitt 3c,
an dem ein Ansatzteil 4 mit der Kunststoffträgerplatte
verbunden ist, sich von der Vorzugsrichtung A1 der Fasern 3 in
einem an den Verbindungsabschnitt 3c angrenzenden, benachbarten
Abschnitt 3b des umfänglichen Randbereichs 13 der
Kunststoffträgerplatte 1 unterscheidet, so dass Unterbrechungen
in der Ausrichtung der Fasern im umfänglichen Randbereich 13 der
Kunststoffträgerplatte 1 geschaffen werden.
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Eine
erste Ausgestaltung dieser Ansatzteile 4 ist in 1 und 2 dargestellt.
Wie in 1 ersichtlich, sind umfänglich um die
Kunststoffträgerplatte 1 eine Anzahl von Ansatzteilen 4 angeformt,
die zusammen mit der Kunststoffträgerplatte 1 spritzgegossen
werden und unmittelbar an den äußeren umfänglichen
Rand 14 der Kunststoffträgerplatte 1 anschließen.
Die Ansatzteile 4 sind als so genannte Überläufe
ausgebildet und werden zusammen mit der Kunststoffträgerplatte 1 spritzgegossen,
indem entsprechende Aussparungen im Spritzgießwerkzeug
vorgesehen sind, in die die Formmasse beim Spritzgießen
einfließt.
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2 veranschaulicht
schematisch die Ausrichtung der Fasern 3 im Bereich eines
Ansatzteils 4. Dadurch, dass die Formmasse beim Spritzgießen
zur Ausbildung des Ansatzteils 4 in eine entsprechende Aussparung
im Spritzgusswerkzeug einfließt, richten sich die Fasern 3 im
Bereich des Ansatzteils 4 in einem Verbindungsabschnitt 3c,
in dem das Ansatzteil 4 mit der Kunststoffträgerplatte 1 verbunden
ist, in Fließrichtung aus und weisen somit von der Kunststoffträgerplatte 1 in
Richtung des Ansatzteils 4. Die Vorzugsrichtung A2 der
Fasern 3 in diesem Verbindungsabschnitt 3c ist
somit in Richtung des Ansatzteils 4 gerichtet und erstreckt
sich im Wesentlichen senkrecht zur Vorzugsrichtung A1 der Fasern
in dem angrenzenden, benachbarten Abschnitt 3b, in dem kein
Ansatzteil 4 vorgesehen ist.
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Mittels
des Ansatzteils 4 ist es möglich, die bevorzugte
Ausrichtung der Fasern 3 im Randbereich 13 der
Kunststoffträgerplatte 1 zu beeinflussen. Dadurch,
dass, wie in 1 veranschaulicht, in regelmäßigen
Abständen Ansatzteile 4 um die Kunststoffträgerplatte 1 angeordnet
werden, kann der Verzug im Randbereich 13 der Kunststoffträgerplatte 1 minimiert
und beim Aushärten der Kunststoffträgerplatte 1 entstehende
Verwerfungen und Verformungen weitestgehend vermieden werden.
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Die
in 1 und 2 dargestellten Ansatzteile 4 werden
nach dem Spritzgießen und dem Aushärten der Kunststoffträgerplatte 1 von
der Kunststoffträgerplatte 1 entfernt. Wie in 3 dargestellt ist,
können hierbei an jedem Ansatzteil 4 Sollbruchstellen 41 vorgesehen
sein, die am Übergang der Ansatzteile 4 zur Kunststoffträgerplatte 1 angeordnet sind
und an denen das Ansatzteil 4 von der Kunststoffträgerplatte 1 auf
einfache Weise abgebrochen werden kann. Denkbar ist auch, die Ansatzteile 4 nach
dem Spritzgießen von der Kunststoffträgerplatte 1 abzuschneiden.
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Nach
dem Entfernen der Ansatzteile 4 erhält man die
eigentliche Kunststoffträgerplatte 1, die, wie in 1 dargestellt
ist, an ihrem äußeren Umfang von dem Dichtungsmittel 12 eingefasst
ist. Da die Ansatzteile 4 erst nach dem Aushärten
der Kunststoffträgerplatte 1 entfernt werden,
bleibt die Ausrichtung der Fasern 3 im Randbereich 13 der
Kunststoffträgerplatte 1 erhalten, so dass sich
eine unterbrochene, in unterschiedliche Richtungen A1, A2 orientierte
Ausrichtung der Fasern 3 im Randbereich 13 ergibt.
Da die Fasern 3 in keine einheitliche Vorzugsrichtung ausgerichtet
sind, ist der Verzug im Randbereich 13 und damit einhergehend
das Auftreten von Verformungen und Verwerfungen minimiert.
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Nach
dem Entfernen können die Ansatzteile 4 der Formmasse
zur Herstellung weiterer Kunststoffträgerplatten 1 wieder
zugefügt und somit erneut verwendet werden, so dass der
Materialverschnitt weitestgehend minimiert ist.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel einer Kunststoffträgerplatte 1 ist
in 4 dargestellt. Bei der in 4 gezeigten
Kunststoffträgerplatte 1 sind umfänglich
um die Kunststoffträgerplatte 1 Ansatzteile 5 ausgebildet,
an denen Befestigungsstellen 11 zur Befestigung der Kunststoffträgerplatte 1 an
einer Fahrzeugtür angeordnet sind. Im Unterschied zu der Ausgestaltung
gemäß 1 bis 3 werden
die Ansatzteile 5 nach dem Spritzgießen der Kunststoffträgerplatte 1 nicht
von der Kunststoffträgerplatte 1 entfernt, sondern
bleiben funktionaler Bestandteil der Kunststoffträgerplatte 1.
Wie aus 5 ersichtlich ist, wird mittels
der wellenartig um die Kunststoffträgerplatte 1 angeordneten
und geformten Ansatzteile 5 eine gewellte, unterbrochene
Außenkontur der Kunststoffträgerplatte 1 geschaffen,
in deren Randbereich 13, wie schematisch in 4 angedeutet
ist, die Vorzugsrichtung A1, A2 der Fasern 3 entlang des Umfangs
der Kunststoffträgerplatte 1 variiert.
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Bei
der Ausgestaltung gemäß 4 ist das Dichtungsmittel 12,
das um die Kunststoffträgerplatte 1 umläuft,
derart an der Kunststoffträgerplatte 1 angeordnet,
dass die Befestigungsstellen 11 außerhalb des
durch das Dichtungsmittel 12 eingeschlossenen Bereichs
der Kunststoffträgerplatte 1 angeordnet sind.
Da in montiertem Zustand der Kunststoffträgerplatte 1 das
Dichtungsmittel 12 den Übergang zwischen der Kunststoffträgerplatte 1 und
einem Modulträger einer Fahrzeugtür, dessen Öffnung
die Kunststoffträgerplatte 1 feuchtigkeitsdicht überdeckt,
abdichtet, sind bei der Anordnung gemäß 4 durch Verwendung
dieser so genannten inneren Dichtung die Befestigungsstellen 11 im
Bereich des Trockenraums der Fahrzeugtür angeordnet und
müssen nicht gesondert gegen einen Feuchtigkeitsdurchtritt
abgedichtet werden.
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Denkbar
ist auch, bei der Ausgestaltung gemäß 4 eine
so genannte äußere Dichtung vorzusehen, bei der
das Dichtungsmittel am äußeren Umfang der Kunststoffträgerplatte 1 angeordnet
ist und die Befestigungsstellen 11 einschließt, ähnlich
wie dies bei der Ausführungsform gemäß 1 verwirklicht
ist. Bei dieser Anordnung des Dichtungsmittels 12 ist dann
eine zusätzliche Abdichtung der Befestigungsstellen 11 erforderlich.
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Bei
der Ausführungsform gemäß 4 wird eine
Unterbrechung der Faserausrichtung im Randbereich 13 der
Kunststoffträgerplatte 1 durch die wellig angeordneten
Ansatzteile 5 geschaffen. Die Welligkeit der Ansatzteile 5,
also die Ausprägung zwischen den Wellentälern
und Wellenbergen der Ansatzteile 5 kann hierbei an das
Material der Kunststoffträgerplatte 1 und deren
Verwendung angepasst und auf den auszugleichenden Verzug abgestimmt werden.
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Eine
dritte Ausführungsform einer Kunststoffträgerplatte 1 mit
umfänglich angeordneten Ansatzteilen 6 ist in 5 dargestellt.
Hierbei bilden die Ansatzteile 6 eine kammartige Struktur
im Randbereich 13 der Kunststoffträgerplatte 1 aus,
wobei die Zwischenräume zwischen den Ansatzteilen 6 durch Folienabschnitte 7 geschlossen
sind, so dass sich ein geschlossener, um die Kunststoffträgerplatte 1 umlaufender
Bereich ergibt.
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Querschnittsansichten
entlang der Linien A-A, B-B und C-C sind in 6A bis 6C dargestellt.
Wie in der Querschnittsansicht gemäß 6A ersichtlich
ist, ist die kammartige Struktur im Bereich der Folienabschnitte 7 dünn
im Vergleich zu den Ansatzteilen 6 ausgebildet, wobei die
Folienabschnitte 7 die Zwischenräume zwischen
den Ansatzteilen 6 feuchtigkeitsdicht abschließen.
Die Folienabschnitte 7 können durch eine durchgängige
Folie gebildet sein, die vor dem Spritzgießen in das Spritzgießwerkzeug
eingelegt und mit einer Haftschicht versehen wird, worauf die Formmasse
zur Herstellung der Kunststoffträgerplatte 1 und
der Ansatzteile 6 auf die Folie gespritzt wird. Denkbar
ist auch, die Folienabschnitte 7 aus demselben Material
wie die Kunststoffträgerplatte 1 als spritzgegossenen
Film herzustellen.
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Durch
das Vorsehen der Ansatzteile 6 im Randbereich 13 der
Kunststoffträgerplatte 1 wird die Ausrichtung
der Fasern im Randbereich 13 der Kunststoffträgerplatte 1 analog
der Ausführungsformen gemäß 1 bis 4 beeinflusst
und variiert, wobei sich die Fasern, wie in 5 schematisch
angedeutet, in den Verbindungsabschnitten der Ansatzteile 6 mit
der Kunststoffträgerplatte 1 in Richtung der Ansatzteile 6 ausrichten,
in den dazwischen liegenden Abschnitten sich jedoch entlang der äußeren Kante
der Kunststoffträgerplatte 1 erstrecken. Auf diese
Weise wird eine Unterbrechung in der Ausrichtung der Fasern 3 geschaffen
und somit der Verzug in der Kunststoffträgerplatte 1 reduziert.
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Der
durch die Ansatzteile 6 und die Folienabschnitte 7 ausgebildete
Randbereich der Kunststoffträgerplatte 1 kann
gleichzeitig als Dichtungsbereich für die Kunststoffträgerplatte 1 verwendet
werden. Zu diesem Zweck kann, wie in den Querschnittsansichten gemäß 6B und 6C dargestellt
ist, eine Dichtung 8 in Form eines umlaufenden Dichtungsringes
an den Ansatzteilen 6 und den Folienabschnitten 7 angeordnet
werden. Zu diesem Zweck kann in den Ansatzteilen 6 und
in den Folienabschnitten 7 jeweils eine Nut 61 bzw. 71 ausgebildet
sein, in die die Dichtung 8 eingesetzt und in der diese
gehalten wird. In den Randbereichen der Nut 71 können
zudem, wie in 6C dargestellt ist, Hinterschnitte 72 vorgesehen sein,
die in eine Einkerbung an der Dichtung 8 eingreifen und
so die Dichtung 8 in der Nut 71 sichern.
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7 zeigt
eine weitere Ausführungsform einer Kunststoffträgerplatte 1,
bei der Ansatzteile 6 am Umfang der Kunststoffträgerplatte 1 angeordnet
sind, um in einem Randbereich 13 die Ausrichtung der Fasern 3 analog
der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen (siehe 5)
vorteilhaft zu beeinflussen. Die Ansatzteile 6 bilden analog
der Ausführungsform gemäß 5 eine
kammartige Struktur, die umfänglich an die Kunststoffträgerplatte 1 anschließt
und deren Zwischenräume durch Folienabschnitte 7 geschlossen
sind, so dass sich eine geschlossene, feuchtigkeitsdichte Struktur
im Randbereich 13 der Kunststoffträgerplatte 1 ergibt.
Die Folienabschnitte 7 können durch eine mit der
spritzgegossenen Kunststoffträgerplatte 1 verbundene,
eingelegte Folie gebildet sein oder aber nach Art eines Films durch
eine Materialverdünnung im Bereich der Folienabschnitte 7 ausgebildet
sein. Im letzteren Fall sind die Folienabschnitte 7 aus
demselben Material wie die Kunststoffträgerplatte 1 hergestellt
und werden zusammen mit dieser einstückig spritzgegossen, wobei
die Folienabschnitte 7 relativ zur Kunststoffträgerplatte 1 und
zu den Ansatzteilen 6 in ihrer Dicke reduziert sind, entsprechend
der Querschnittsdarstellung in 6A.
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Im
Unterschied zu 5 schließt bei der Ausführungsform
gemäß 7 außen an die durch die
Ansatzteile 6 gebildete kammartige Struktur eine Dichtstruktur 15 mit
einem Dichtungsmittel 12 an, das beispielsweise durch eine
Nut und eine darin eingelegte Dichtung oder eine angespritzte Dichtlippe
ausgebildet sein kann. Die Dichtstruktur 15 bildet einen starren,
um die die kammartige Struktur umlaufenden Rand aus und erhöht
somit die Festigkeit der Kunststoffträgerplatte 1 in
deren Randbereich 13.
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Durch
das Vorsehen der Ansatzteile 6 und der im Vergleich zu
den Ansatzteilen 6 dünnen Folienabschnitte 7 werden
die Fasern im Randbereich 13 der Kunststoffträgerplatte 1 in
gewünschter Weise ausgerichtet, so dass sich die vorzugsweise
Ausrichtung der Fasern in den Verbindungsabschnitten der Ansatzteile 6 mit
der Kunststoffträgerplatte 1, analog wie in 5 dargestellt,
von der vorzugsweisen Ausrichtung der Fasern in anderen, benachbarten
Abschnitten unterscheidet und dem Verzug der Kunststoffträgerplatte 1 in
deren Randbereich 13 somit entgegengewirkt ist.
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Der
der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend
beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt,
sondern kann auch bei gänzlich anders gearteten Ausführungsformen
Verwendung finden. Insbesondere ist denkbar, die vorgestellten Ansatzeile
zur Reduzierung von einem Verzug in spritzgegossenen Bauteile nicht
nur bei Kunststoffträgerplatten eines Türmoduls
einzusetzen, sondern auch bei anderen flächigen Kunststoffelementen,
beispielsweise Abdeckelementen in Fahrzeugen. Beispielsweise können
auf diese Weise auch Türinnenverkleidungen oder Abdeckungen
im Armaturenbereich eines Fahrzeugs geschaffen und auf einfache
Weise unter Minimierung von Verformungen und Verwerfungen hergestellt
werden.
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- 1
- Kunststoffträgerplatte
- 11
- Befestigungsstelle
- 12
- Dichtungsmittel
- 13
- Randbereich
- 14
- Umfänglicher
Rand
- 15
- Dichtstruktur
- 2
- Aufnahmen
- 21
- Lautsprecheraufnahme
- 22
- Aufnahme
für Fensterheberantrieb
- 23–26
- Befestigungsstelle
für Fensterheberführungsschiene
- 3
- Faser
- 3a
- Zentraler
Abschnitt
- 3b
- Abschnitt
- 3c
- Verbindungsabschnitt
- 4
- Ansatzteil
- 5
- Ansatzteil
- 6
- Ansatzteil
- 61
- Nut
- 7
- Folienabschnitt
- 71
- Nut
- 72
- Hinterschnitt
- 8
- Dichtung
- A1,
A2
- Vorzugsrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19944965
A1 [0003]
- - EP 1412212 B1 [0004, 0004]