DE4426803B4

DE4426803B4 - Galvanisierter, thermoplastischer Fahrzeugkühlergrill mit verbesserter Flexibilität

Info

Publication number: DE4426803B4
Application number: DE4426803A
Authority: DE
Inventors: Lee A. Ada Chase
Original assignee: Lacks Industries Inc
Current assignee: Lacks Industries Inc
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2014-07-29
Also published as: JP2511383B2; JPH0752734A; US5452931A; DE4426803A1; US5487575A

Abstract

Fahrzeugkühlergrill für ein Fahrzeug mit einem Stoßfänger (16), wobei der Fahrzeugkühlergrill (10) folgendes umfasst:
ein Körperelement mit einem ersten Segment (22), einem zweiten Segment (24) und einer Vielzahl von Abstützelementen (26, 28, 42) die mit dem ersten und dem zweiten Segment verbunden sind, wobei mindestens ein Teil des Körperelements aus einem polymeren Material mit einem vorbestimmten Biegemodul hergestellt ist, wobei das Körperelement eine erste Fläche, eine gegenüberliegend angeordnete, zweite Fläche und eine Seitenfläche zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche aufweist, wobei die erste Fläche eine äußere dekorative Fläche des Fahrzeugkühlergrills bildet;
eine dekorative, metallische Schicht (32), die selektiv auf der ersten Fläche des Körperelements aufgebracht ist, wobei die zweite Fläche im Wesentlichen frei von einer dekorativen, metallischen Schicht ist, um das Biegemodul des Körperelements klein zu halten, wodurch sich das Körperelement in Abwesenheit der dekorativen, metallischen Schicht auf der zweiten Fläche und damit der Fahrzeugkühlergrill...

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Fahrzeugkühlergrills, die an dem Vorderende eines Fahrzeugs angeordnet sind. Insbesondere betrifft diese Erfindung einen Fahrzeugkühlergrill mit einem dekorativen, galvanischen Metallüberzug, wobei der dekorative galvanische Metallüberzug selektiv auf dem Kühlergrill aufgebracht ist, um die Biegeeigenschaften des Kühlergrills zu optimieren. Der erfindungsgemäße Kühlergrill ist besonders gut zur Verwendung bei stoßabsorbierenden Stoßstangen geeignet, die bei einem frontalen Aufprall automatisch zurückspringen.

Fahrzeugkühlergrills haben sich allgemein aus dem, was früher hauptsächlich eine Schutzbarriere war, um den Kühler eines Fahrzeugs zu schützen, zu ihrem gegenwärtigen Status als hauptsächlich dekoratives Merkmal entwickelt, obgleich sie oft als Hauptquelle der Luftzufuhr zu dem Kühler dienen. Entsprechend waren die früheren Kühlergrills aus Metall hergestellt, um eine ausreichende Festigkeit zu haben, um Gegenstände abzulenken, so daß sie nicht auf den Kühler auftrafen. Heutzutage ist die Aufgabe des Fahrzeugkühlergrills als Schutzbarriere großenteils durch moderne Praktiken verdrängt worden, die den Kühler so anordnen, daß er durch ändere Mittel geschützt ist. Der Fahrzeugkühlergrill ist aus Styling-Gründen bei den meisten modernen Fahrzeugen noch vorhanden, obgleich er im allgemeinen zur Gewichtsersparnis aus Kunststoff hergestellt ist.

Mit dem Aufkommen von energie- oder stoßabsorbierenden Stoßstangen mußten sich Fahrzeugkühlergrills beträchtlichen Designänderungen unterziehen um die Verschiebebewegung der Stoßstange aufzunehmen, die 7,6 bis 10,2 cm betragen kann. Gegenwärtige Kühlergrilldesigns haben hauptsächlich drei Ansätze verfolgt. Der erste und traditionelle Ansatz ist es, den Kühlergrill vollständig außerhalb der Bahn der Stoßstange während des Rückpralls nach einem Aufprall anzuordnen. Dieser Ansatz hat im allgemeinen zur Folge, daß der Fahrzeugkühlergrill hinter der Stoßstange angeordnet ist, was zu einem äußerst quadratisch aussehenden Profil führt, das modernen Designtrends zufolge wenig ansprechend ist. Außerdem ist ein solches Design nicht aerodynamisch und als solcher wird dieser Ansatz im allgemeinen nicht verfolgt, insbesondere da Kraftstoffwirtschaftlichkeit immer wichtiger wird.

Ein zweiter Ansatz ist das vollständige Abschaffen des Kühlergrills, was im allgemeinen zur Folge hat, daß die Fahrzeughaube nach unten gezogen wird, so daß sie genau oberhalb der Stoßstangenlinie aufgehängt ist. Dieser Ansatz wurde jedoch nicht allgemein übernommen, da er, was das Styling anbetrifft, nicht sehr ansprechend ist.

Ein dritter Ansatz ist es, zu fordern, daß der Kühlergrill verschiebbar ist, so daß er sich während eines Stoßes aus der Bahn der Stoßstange schwenken oder anderweitig bewegen kann. Dieser Ansatz gestattet es, daß der Kühlergrill vorzugsweise mit der ihn umgebenden Haube, den Karosserieverkleidungen am vorderen Ende und der Stoßstange bündig montiert wird, um die Styling-Wirkung und die Aerodynamik des Fahrzeugs zu verbessern. Ein solcher Ansatz ist in dem US Patent 3 792 889 von Fuener et al. veranschaulicht. Während eines Aufpralls zwingt die Rückwärtsbewegung der Stoßstange den Kühlergrill, sich nach hinten um den unteren Rand des Kühlergrills und gegen ein Federelement zu verschwenken. Ein weiteres Beispiel des dritten Ansatzes wird in dem US Patent 4 753 468 von Szymczak et al. gelehrt, welches einen Schwenkarm vorsieht, der den Kühlergrill während eines Aufpralls nach hinten und oben verschwenkt. Ein weiteres Beispiel ist in dem US Patent 4 834 436 von Nguyen gezeigt, welches im wesentlichen die bogenförmige Verschiebung der Kühlergrills sowohl von Fuener et al. als auch von Szymczak et al. ausschaltet, indem ein Vierstangengestänge verwendet wird, das den Kühlergrill während eines Aufpralls auf eine vollständig nach hinten gerichtete Weise verschiebt. Das US Patent 4 944 540 von Mansoor et al. trachtet auch danach, eine bogenförmige Bahn des Kühlergrills während eines Aufpralls mittels einer Stift- und Schlitzanordnung mit einer Rückstellfeder zu vermeiden.

Wie für Fachleute leicht ersichtlich ist, erfordern die dem dritten Ansatz entsprechenden, vorstehenden Beispiele jeweils zusätzliche Kleinteile und Raum, um die Verschiebung des Kühlergrills aufzunehmen. Außerdem sind die zusätzlichen Kleinteile auch notwendig, um den Kühlergrill angemessen zu stützen, damit er bei Benutzung des Fahrzeugs dem Windwiderstand und den Straßenvibrationen widerstehen kann. Aber das Erfor dernis zusätzlicher Kleinteile selbst ist ein Nachteil vom Standpunkt eines Fahrzeugherstellers was Kosten und Gewicht anbetrifft. Die mit dem Kauf und dem Einbau der vorstehend erforderlichen Kleinteile verbundenen, zusätzlichen Kosten, die notwendig sind, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, sind im allgemeinen beträchtlich, während das zusätzliche Gewicht die Leistung und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs nachteilig beeinflußt. Beide Erwägungen sind angesichts der großen Konkurrenz auf dem Fahrzeugmarkt von höchster Bedeutung.

Ein Ansatz, der dazu neigt, die vorstehend angegebenen Probleme zu vermeiden, ist in dem US Patent 2 578 068 von Johnson veranschaulicht. Johnson lehrt eine elastische Fahrzeugkühlergrill- und Stoßstangenkombination, die an ihrem unteren Rand an dem Fahrzeugrahmen nachgiebig befestigt ist. Eine modernere Version dieses Ansatzes ist in dem US Patent 4 917 203 von Sacco et al. veranschaulicht. Dort ist ein Kühlergrill offenbart, der innerhalb einer Kühlerabdeckung abgestützt ist. Die Kühlerabdeckung ist an der Motorhaube mittels nachgiebiger, Innenplatten befestigt und mittels dieser dort aufgehängt, was es der Kühlerabdeckung gestattet, sich nachgiebig um den Rand der Haube zu verschwenken, wenn die Stoßstange einen Aufprall erfährt. Ein Vorteil der obenerwähnten Struktur besteht darin, daß die zusätzlichen Kleinteile und das zusätzliche Gewicht, die mit den Lehren von Fuener et al., Szymczak et al., Nguyen und Mansoor et al. verbunden sind, vermieden werden. Außerdem veranschaulicht Sacco et al. insbesondere die Styling- und aerodynamischen Vorteile des Fahrzeugs, wenn der Kühlergrill bündig mit den ihn umgebenden Karosserieverkleidungen und der Stoßstange montiert wird.

Die sowohl von Johnson und Sacco et al. gelehrten Kühlergrills haben jedoch zwei beträchtliche Nachteile. Erstens sind die Raumerfordernisse für die bogenförmige Bewegung, die von Nguyen als unerwünscht erkannt wurden, wieder vorhanden, so daß eine beträchtliche Menge Raum für die Kühlerabdeckung vorgesehen werden muß, die innerhalb des vorderen Endes des Fahrzeugs zu verschieben ist. Außerdem kann die Kühlerabdeckung nur entlang eines Rands befestigt werden, um die nachgiebige Schwenkbewegung zwischen der Kühlerabdeckung und der Haube zuzulassen. Folglich ist die Kühlerabdeckung Wind und Straßenvibrationen gegenüber sehr empfindlich, was eine klar unerwünschte Eigenschaft ist.

Als Lösung jeder der vorstehend erwähnten Nachteile lehrt das US Patent 5 205 597 von Chase, welches an den Abtretungsempfänger dieser Erfindung abgetreten wurde, einen Fährzeugkühlergrill, der die Vorteile hat, daß er mit der Stoßstange während eines Aufpralls durchgebogen werden kann und daß er in ausreichender Weise von der Fahrzeugkarosserie gestützt. wird, und daß bei ihm gleichzeitig der Bedarf nach zusätzlichen Kleinteilen und zusätzlichem Gewicht für die Zwecke des Vorsehens dieser erwünschten Fähigkeiten vermieden wird. Die von Chase gelehrte Lösung umfaßt das Modifizieren der inneren Struktur eines Fahrzeugkühlergrills, um eine Art von Nachgiebigkeit zu schaffen, die es dem Kühlergrill ermöglicht, einen Aufprall mit der Stoßstange zu absorbieren, während er noch sicher an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Insbesondere lehrt Chase einen Kühlergrill, der vollständig aus einem nachgiebigen, schlagfesten Material, wie einem hochschlagfesten Kunststoff mit einer Streckgrenze hergestellt ist, die ausreicht, um sich mit der Verschiebebewegung der Stoßstange durchzubiegen. Der Kühlergrill umfaßt einen im allgemeinen länglichen Körperbereich der sich über einen Teil des vorderen Endes des Fahrzeugs erstreckt wie dies durch das besondere Design des Fahrzeugs bestimmt ist. Der Körperbereich weist einen oberen Rand, der vorzugsweise an der Motorhaube des Fahrzeugs befestigt ist, und einen unteren Rand auf, der sich im allgemeinen waagerecht der Stoßstange benachbart erstreckt.

Um die notwendige Durchbiegungsfähigkeit des Kühlergrills vorzusehen, wird mindestens der untere Rand so hergestellt, daß er ein Widerstandsmoment aufweist, das entlang seiner Länge variiert. Vorzugsweise weist das Widerstandsmoment des unteren Rands mindestens einen örtlich verringerten Bereich auf, um einen verbesserten Grad an Nachgiebigkeit zu gestatten ohne die Streckgrenze des Materials zu überschreiten. Folglich wird die Nachgiebigkeit des gesamten Fahrzeugkühlergrills verbessert.

Während es die von Chase gelehrte Lösung ermöglicht, daß sich der Fahrzeugkühlergrill beträchtlich biegt ohne permanenten Schaden zu erleiden, erhöht das Vorhandensein einer herkömmlichen, dekorativen Galvanisierung bei solch einem Fahrzeugkühlergrill das Biegemodul des Fahrzeugkühlergrills beträchtlich. Wie hier verwendet, dient der Ausdruck "Biegemodul" dazu, die Eignung eines bestimmten polymeren Materials für eine Anwendung zu quantifizieren, die ein beträchtliches Maß an Biegen erfordert. Typischerweise werden aus solchen Materialien hergestellte Gegenstände getestet, indem ein Prüfstück an seinem Mittelpunkt gebogen wird, während es an zwei Umfangspunkten gestützt wird. Das Biegemodul gibt die Spannungs-Dehnungs-Beziehung des polymeren Materials an, was als Hinweis auf die Fähigkeit des Gegenstands dient, wiederholt gebogen zu werden ohne plastisch deformiert zu werden.

Das Vorhandensein eines dekorativen, metallischen Überzugs, wie galvanisiertem Chrom, auf einem Fahrzeugkühlergrill erhöht das scheinbare Biegemodul des Kühlergrills drastisch, manchmal um einen Faktor von fünf oder mehr. Folglich ist bei einer gegebenen Aufprallkraft beträchtlich weniger Biegen gestattet. In dem Fall, in dem ein Kühlergrill dazu gezwungen wird, sich mit einer stoßabsorbierenden Stoßstange durchzubiegen, kann das Biegen, das von dem Kühlergrill gefordert wird damit er die Stoßstange während ihrer maximalen Schiebebewegung begleitet, den Kühlergrill plastisch deformieren und den dekorativen Überzug des Kühlergrills permanent beschädigen. Solche dekorativen Überzüge sind jedoch vom ästhetischen Gesichtspunkt auf höchst erwünscht, so daß ihre Beseitigung keine gangbare Lösung ist.

Dementsprechend wird ein flexibler Fahrzeugkühlergrill benötigt, der mit einem dekorativen, metallischen Überzug versehen ist, wobei der Kühlergrill starr an den ihn umgebenden vorderen. Karosserieverkleidungen des Fahrzeugs, und/oder der Stoßstange befestigt werden kann, um Wind und Straßenvibrationen zu widerstehen, aber trotzdem imstande ist, sich während eines Aufpralls oder während der maximalen Verschibebewegung der Stoßstange leicht zu biegen ohne daß die körperliche Struktur des Kühlergrills, oder der dekorative Überzug des Kühlergrills einen permanenten Schaden erleidet.

Gemäß der Erfindung wird ein Fahrzeugkühlergrill für ein Fahrzeug mit einer stoßabsorbierenden Stoßstange geschaffen. Der erfindungsgemäße Kühlergrill wird mit einem dekorativen metallischen Überzug versehen und ist im Hinblick darauf gestattet, im wesentlichen bündig mit den ihn umgebenden vorderen Fahrzeugkarosserieverkleidungen und der Stoßstange montiert zu werden, so daß er sich mit der Verschiebebewegung der stoßabsorbierenden Stoßstange während eines Aufpralls durchbiegen kann. Der Kühlergrill wird vorzugsweise mindestens teilweise aus einem nachgiebigen, schlagfesten Material hergestellt. Um die verbesserte Flexibilität des Küh lergrills zu erzielen, wird der dekorative, metallische Überzug auf dem Kühlergrill selektiv aufgebracht, um die Biegeeigenschaften des Kühlergrills zu optimieren, so dass der Kühlergrill flexibler ist und weniger wahrscheinlich während eines Stoßes einen permanenten Schaden erleidet, insbesondere, wenn er zusammen, mit einer stoßabsorbierenden Stoßstange verwendet wird. Eine Möglichkeit des selektiven Aufbringens eines metallischen Überzuges auf ein nicht leitendes Grundmaterial, bei dem die nicht zu beschichtenden Flächen aufwendig mit einem Kunststoffmaterial bedeckt werden, lehrt die deutsche Offenlegungsschrift DE-OS 2 207 511.

Der Kühlergrill weist im allgemeinen, einen länglichen Körperbereich auf der sich über einen Teil des vorderen Endes des Fahrzeugs erstreckt wie durch das besondere Design des Fahrzeugs bestimmt. Der Körperbereich ist im allgemeinen der mit einem Muster versehene, mittlere Teil des Kühlergrills, der oft eine Kreuzschraffierung oder eine senkrechte Anordnung von Rippen umfasst. Der Körperbereich weist einen oberen Rand, der sich im allgemeinen waagerecht, der Motorhaube des Fahrzeugs benachbart erstreckt, einen unteren Rand, der sich im allgemeinen waagerecht der Stoßstange benachbart erstreckt, und vorzugsweise ein mittleres Element auf, das sich im allgemeinen waagerecht zwischen den oberen und unteren Rändern erstreckt. Der obere Rand kann so gestaltet sein, dass er an dem Fahrzeug in Abhängigkeit von dem bevorzugten Styling eines bestimmten Designs und der Art der Anwendung befestigt ist. Als solcher wird der obere Rand typischerweise entweder an der Motorhaube oder einer anderen geeigneten Stelle am vorderen Ende des Fährzeugs aufgrund von Design-Kriterien und der Anwendung befestigt. Außerdem sind Befestigungsabschnitte entlang der Seiten des unteren Rands für die Befestigung an dem Fahrzeug, entweder an der Fahrzeugkarosserie oder der Stoßstange oder den Stoßstangenbändern oder einer Kombination davon, ausgebildet. In jedem Fall ist der Körperbereich an dem Fahrzeug so befestigt, dass sich der Kühlergrill leicht biegen kann, wenn er von einem Aufprall getroffen wird, der seinen Ursprung außerhalb des Fahrzeugs hat.

Der Körperbereich begrenzt eine äußere Fläche des Kühlergrills, die sichtbar freigelassen ist, wenn der Kühlergrill in das Fahrzeug eingebaut wird, so daß die äußere Fläche die dekorative Fläche des Kühlergrills begrenzt. Der Körperbereich begrenzt auch eine gegenüberliegende, innere Fläche, die dem Motorraum des Fahrzeugs zugewandt ist. Der Körperbereich weist auch Seitenflächen auf, die durch die Seiten der einzelnen Elemente des Körperbereichs, wie die vorstehend erwähnten Rippen, begrenzt sind, so daß die Seitenflächen zwischen den äußeren und den inneren Flächen liegen. Obgleich die äußere Fläche von der Geometrie des Kühlergrills abhängt, unterliegt sie typischerweise hauptsächlich einem Zusammendrücken, wenn der Kühlergrill als Folge eines Aufpralls gebogen wird, während die inneren Flächen typischerweise hauptsächlich einem Zug unterliegen.

In Übereinstimmung mit dem US Patent 5 205 597 von Chase wird mindestens der Körperbereich und sein unterer Rand aus hochschlagfestem, polymeren Material hergestellt. Außerdem besitzen zur Verbesserung der Durchbiegungsfähigkeit des Kühlergrills einer oder mehrere der oberen oder unteren Ränder oder das Zwischenelement vorzugsweise ein variables Widerstandsmoment entlang ihrer Länge. Gemäß den Lehren von Chase dient das variable Widerstandsmoment dazu, den Grad der Elastizität zu verbessern, der erzielt werden kann ohne die Streckgrenze des Materials zu überschreiten. Folglich wird die Flexibilität des gesamten Fahrzeugkühlergrills verbessert.

Erfindungsgemäß wird, um den Grad der Flexibilität eines in Übereinstimmung mit Chase hergestellten Kühlergrills vollständiger auszunützen, die dekorative, metallische Schicht selektiv auf den Außenflächen des Kühlergrills unter Verwendung einer Schutzanstrichstechnik aufgebracht, so daß die de korative, metallische Schicht selektiv nur dort, wo es aus ästhetischen Zwecken notwendig ist, aufgebracht wird. Im allgemeinen wird die dekorative, metallische Schicht auf die Außenfläche und möglicherweise auch begrenzte Bereiche der Seitenflächen des Kühlergrills beschränkt und fehlt vorzugsweise vollständig an der Innenfläche des Kühlergrills.

Ein beträchtlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die nachteilige Wirkung, die die dekorative, metallische Schicht auf das Biegemodul des Kühlergrills hat, beträchtlich minimiert wird. Dekorative Materialien wie Chrom sind insbesondere hart und relativ spröde. Dementsprechend sind solche Materialien nicht relativ flexibel und erhöhen das Biegemodul des Kühlergrills beträchtlich. Da der erfindungsgemäße Kühlergrill dadurch gekennzeichnet ist, daß bei ihm die dekorative, metallische Schicht nur auf die dekorativen Flächen des Kühlergrills beschränkt ist, weist der Kühlergrill beträchtlich bessere Biegeeigenschaften im Vergleich zu einem Kühlergrill auf, der vollständig von einem dekorativen, metallischen Überzug bedeckt ist. Außerdem ist es weniger wahrscheinlich, daß der dekorative, metallische Überzug reißt, wenn ein Stoß auf den Kühlergrill in einer Weise auftrifft, die die Innenfläche des Kühlergrills einer Spannung unterwirft, weil der dekorative, metallische Überzug an der Innenfläche des Kühlergrills fehlt.

Als Folge der vorstehenden Fähigkeiten kann sich der mittlere Bereich des Kühlergrills biegen, obgleich der Kühlergrill fest an der Fahrzeugkarosserie oder -haube an Stellen entlang des oberen Rands und des unteren Rands des Kühlergrills befestigt ist. Folglich ist der Kühlergrill ausreichend befestigt, um aerodynamischen Vibrationen und Vibrationen aufgrund der Straßenverhältnisse gegenüber widerstandsfähig zu sein, biegt sich jedoch frei, wenn er direkt von einem Stoß getroffen wird oder gezwungen wird, mit der Stoßstange während eines Aufpralls eine Schiebebewegung auszuführen. Eine verbesserte Flexibilität verbessert auch die Fähigkeit des Kühlergrills, einem Stoß zu widerstehen ohne einen permanenten Schaden zu erleiden.

Außerdem ist ein bedeutsamer Vorteil dieser Erfindung, dass die vorherigen Lehren von Chase mit den gegenwärtigen Lehren dieser Erfindung kompatibel sind. Insbesondere kann das Widerstandsmoment vorbestimmter Bereiche des Kühlergrills modifiziert werden, um die Biegeeigenschaften des Kühlergrills weiter zu verbessern, ohne die selektive Galvanisierungstechnik dieser Erfindung zu beeinträchtigen. Folglich können optimale Biegeeigenschaften für ein gegebenes Kühlergrill-Design und eine gegebene Anwendung erzielt werden, ohne das äußere Aussehen des Kühlergrills nachteilig zu beeinflussen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen flexiblen, mit einem dekorativen, metallischen Überzug versehenen Fahrzeugkühlergrill vorzusehen, der starr an den ihn umgebenden vorderen Karrosserieverkleidungen des Fahrzeugs, und/oder der Stoßstange befestigt werden kann, um Wind und Straßenvibrationen zu widerstehen, aber trotzdem imstande ist, sich während eines Aufpralls oder während der maximalen Verschiebebewegung der Stoßstange leicht zu biegen, ohne dass die körperliche Struktur des Kühlergrills oder der dekorative Überzug des Kühlergrills einen permanenten Schaden erleidet.

Diese Aufgabe wird durch einen Fahrzeugkühlergrill mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugkühlergrills mit den Verfahrensschritten nach Anspruch 13 gelöst. Zusätzliche Ausgestaltungen des Fahrzeugkühlergrills und des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Vorteile dieser Erfindung werden nach dem Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen ersichtlich, in denen zeigen:
1 eine Vorderansicht des Vorderendes eines Fahrzeuges mit einer stoßabsorbierenden Stoßstange und einem Kühlergrill in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung,
2 einen Querschnitt durch das vordere Ende eines Fahrzeugs entlang der Linie 2-2 von 1 und
3 einen Querschnitt durch as vordere Fahrzeugende von 1, unter Darstellung der Reaktion des Kühlergrills während des Aufpralls eines Hindernisses in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung.
Mit Bezug auf 1 wird der vordere Endbereich 18 eines Fahrzeugs gezeigt, das einen dekorativen Kühlergrill 10 auf weist, der an seinen vorderen Blechverkleidungen befestigt ist. Gemäß Darstellung ist der Kühlergrill 10 an dem vorderen Rand einer Motorhaube 14 zwischen einem Paar vorderer Haubenstrukturen 20 angebracht. Die sich nach unten erstreckenden Haubenstrukturen 20 trennen den Kühlergrill 10 von einem Paar Scheinwerfern 12. In dieser Stellung ist der Kühlergrill oberhalb einer vorderen Stoßstange 16 des vorderen Endbereichs 18 des Fahrzeugs aufgehängt. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann der Kühlergrill 10 so angebracht werden, daß er im wesentlichen mit der ihn umgebenden Fahrzeugkarosserieverkleidungs struktur, wie der Stoßstange 16, der Haube 14 und den sich nach unten erstreckenden Haubenstrukturen 20 gemäß Darstellung in 1 bündig ist.
Bei heutigen Fahrzeugen ist die Stoßstange 16 eine stoßabsorbierende Stoßstange, die so gestaltet ist, daß sie einem vorbestimmten Aufprall ohne permanente Deformation widersteht und ihn absorbiert. Heutzutage wird von solchen Stoßstangen 16 verlangt, daß sie einen Aufprall mit 8 km/h absorbieren, wonach die Stoßstange 16 in ihre Stellung vor dem Aufprall zurückkehren muß. Im Laufe eines Aufpralls kann sich die Stoßstange 16 7,6 cm oder mehr hinter den vorderen Fahrzeugendbereich 18 bewegen. Nach dem Aufprall, während dessen die Energie des Aufpralls durch die nachgiebige Struktur der Stoßstange 16 verteilt wird, kehrt die Stoßstange in ihre ursprüngliche Stellung zurück.
Da der Kühlergrill 10 im wesentlichen bündig mit der Stoßstange 16 angebracht ist, muß der Kühlergrill 10 auf einen Aufprall, der auf die Stoßstange 16 auftrifft, nachgiebig reagieren, was erforderlich macht, daß der Kühlergrill 10 sich auch nachgiebig 7,6 cm oder mehr biegen kann. Der Kühlergrill 10 ist im allgemeinen so ausgebildet, daß er einen mit einem Muster versehenen, mittleren Bereich auf weist, der eine Kreuzschraffierung oder eine senkrechte Anordnung von Rippen 42 aufweist. Wie am besten aus 2 und 3 ersichtlich, weist der Kühlergrill 10 ein oberes Abstützelement 22, das sich im allgemeinen waagerecht der Motorhaube 14 des Fahrzeugs benachbart erstreckt, ein unteres Abstützelement 24, das sich im allgemeinen waagerecht der Stoßstange benachbart erstreckt, und ein Zwischenelement 28, das sich waagerecht in etwa in der Mitte zwischen den oberen und unteren Abstützelementen 22 und 24 erstreckt, und ein Paar senkrechter Abstützelemente 26 auf, die die benachbarten seitlichen Enden der oberen und unteren Abstützelemente 22 und 24 und das Zwischenelement 28 miteinander verbinden. Gemäß Darstellung ist das obere Abstützelement 22 so ausgebildet, daß es an dem Fahrzeug mit einem oberen Abstützbefestigungsmittel 36 befestigt werden kann und die waagerechten Abstützelemente 26 sind jeweils so ausgebildet, daß sie mit einem unteren Abstützanker 34 und Befestigungsmitteln 38 an einer der vorderen Haubenstrukturen 20 befestigt werden können. Jedes geeignete Befestigungsmittel kann verwendet werden, obgleich der Erfordernis Rechnung getragen werden muß, daß der Kühlergrill 10 während der Bewegung des Fahrzeugs erzeugten Wind- und Vibrationskräften gegenüber strukturell widersteht. Wenn er wie vorstehend angegeben befestigt ist, kann der mittlere Bereich des Kühlergrills 10 sich ohne weiteres biegen, wenn ein Aufprall von der Vorderseite des Fahrzeugs aus stattfindet.
Der Kühlergrill definiert eine äußere oder vordere Fläche, die von der Vorderseite des Fahrzeugs aus sichtbar ist, wie dies durch 1 gezeigt ist. Dementsprechend bildet die vordere Fläche die dekorative Fläche des Kühlergrills 10. Der Kühlergrill 10 weist auch eine gegenüberliegend angeordnete innere oder hintere Fläche auf, die dem Motorraum des Fahrzeugs zugewandt ist, wie dies aus 2 und 3 ersichtlich ist. Die Rippen 42, die das zentrale Muster des Kühlergrills 10 bilden, wie auch die oberen und unteren Abstützelemente 22 und 24, die senkrechten Abstützelemente 26 und das Zwischenelement 28 definieren zahlreiche Seitenflächen, die dazwischen liegen und gemäß Darstellung in etwa lotrecht zu der vorderen und hinteren Fläche verlaufen. Aufgrund der Weise, in der der Kühlergrill 10 an dem vorderen Fahrzeugendbereich 18 befestigt ist, unterliegt die vordere Fläche des Kühlergrills 10 hauptsächlich einem Zusammendrücken, wenn sich der Kühlergrill 10 während eines direkten frontalen Aufpralls auf den Kühlergrills 10 nach hinten biegt, während die hintere Fläche hauptsächlich einem Zug unterliegt. Gemäß Darstellung in 3 kann die vordere Fläche auch örtlich an der Stelle des Aufpralls einem Zug unterliegen, während die gegenüberliegende hintere Fläche auch örtlich einem Zusammendrücken unterliegen kann.
Da sich der vorstehend beschriebene Kühlergrill 10 mit des Stoßstange 16 während eines Zusammenstoßes nachgiebig biegen muß, müssen das Material und die Struktur des Kühlergrills 10 derart sein, daß das Biegen des Kühlergrills, 10 den Aufprall absorbiert ohne daß der Kühlergrill 10 bricht. Dementsprechend muß das Material des Kühlergrills nachgiebig sein und eine ausreichende Stoßfestigkeit aufweisen, um dem nachteiligen Einfluß der Stoßstange 16 zu widerstehen. Ein besonders geeignetes Material für den Kühlergrill 10 ist hochschlagfester Kunststoff wie Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder ein modifiziertes PC/ABS-Material. Da das Biegen hauptsächlich in dem mittleren und den unteren Bereichen des Kühlergrills 10 auftritt, wird bevorzugt, daß mindestens das untere Abstützelement 24 und die senkrechten Kühlergrillrippen 42 aus dem bevorzugten hochschlagfesten, polymeren Material hergestellt werden, obgleich es aufgrund von Herstellungspraktiken typischerweise vorzuziehen ist, den ge samten Kühlergrill 10 aus einem solchen Material herzustellen.
Außerdem muss für die Zwecke der Erfindung jeder an dem Kühlergrill 10 anhaftende, dekorative, metallische Überzug auch mit der erforderlichen Flexibilität des Kühlergrills 10 kompatibel sein. Herkömmlicherweise werden alle Flächen eines Fahrzeugkühlergrills mit einem dekorativen, metallischen Überzug für die Zwecke der Verbesserung des ästhetischen Aussehens des Kühlergrills 10 galvanisiert. Der am häufigsten für Fahrzeuganwendungen verwendete metallische Überzug ist galvanisiertes Chrom, das eine äußerst reflektive Fläche auf dem Kühlergrill 10 erzeugen kann. Eine Verchromung ist jedoch hart und relativ spröde. Dementsprechend verringert das Vorhandensein einer Verchromung auf dem Kühlergrill 10 die Biegeeigenschaften des Kühlergrills beträchtlich, wie durch seinen Biegemodul quantifiziert. Eine aus einem modifizierten PC/ABS-Material hergestellte, 3,2 mm dicke Stange kann ein Biegemodul von etwa 241 N/cm² aufweisen, während die gleiche Stange, wenn sie auf allen Flächen mit einer dünnen Schicht aus galvanisiertem Chrom plattiert ist, ein Biegemodul von etwa 1378,9 N/cm² aufweisen kann. Während ein solches Biegemodul ein beträchtliches Biegen ohne permanente Beschädigung des Kühlergrills 10 oder der Verchromung gestattet, würde ein niedrigeres Biegemodul den Grad an Flexibilität des Kühlergrills 10 beträchtlich verbessern. Insbesondere würde ein niedrigeres Biegemodul die Fähigkeit des Kühlergrills 10, eine maximale Verschiebebewegung der Stoßstange 16, d.h. etwa 7,6 cm oder mehr, zu überstehen, verbessern.
Außerdem ist ein metallischer Überzug wie galvanisiertes Chrom Zugkräften gegenüber nicht sehr beständig, weil es hart und spröde ist. Dementsprechend neigt eine Verchromung auf dem Kühlergrill 10 dazu, zu reißen, wenn sie unter Zug gesetzt wird. Beispielsweise wird, wenn der Kühlergrill 10 einen Aufprall durch einen Gegenstand außerhalb des Fahrzeugs derart erfährt, dass die hintere Fläche unter Zug gesetzt wird, auch die Verchromung auf der hinteren Fläche unter Zug gesetzt. Falls die Zugbelastung ausreichend hoch ist, reißt die Verchromung, wobei sich das Reißen und Absplittern letztendlich entlang der gesamten Verchromung auf dem Kühlergrill 10 fortsetzt. Falls das Widerstandsmoment des Kühlergrills 10 modifiziert wird, um ein Biegen an vorbestimmten Stellen zu fördern, ist die Zugbelastung auf dem galvanisierten Chrom auch lokalisiert, um ein Reißen der Verchromung weiter zu begünstigen.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird das vorstehende Problem gelöst, indem der erfindungsgemäße Kühlergrill 10 selektiv galvanisiert wird, um das Biegemodul des Kühlergrills 10 zu optimieren. Mit Bezug auf 2 und 3 ist der erfindungsgemäße Kühlergrill 10 mit einer galvanisierten Verchromung 32 nur auf der vorderen Fläche des Kühlergrills 10 versehen, d.h. den Flächen des Kühlergrills 10, die für einen Beobachter von der Vorderseite des Fahrzeugs aus sichtbar sind. Außerdem können die Seitenflächen des Kühlergrills 10, d.h. diejenigen, die zwischen der vorderen Fläche und der hinteren Fläche des Kühlergrills 10 liegen, auch galvanisiert sein. Die Galvanisierung der Seitenflächen ist jedoch vorzugsweise auf jene Bereiche beschränkt, die an die vordere Fläche angrenzen, und auf die vordere Seite der neutralen Biegeachse des Kühlergrills, die den Kühlergrill 10 in eine vordere und eine hintere Hälfte in etwa halbiert. Theoretisch ergeben Spannungen innerhalb des Kühlergrills 10 während des Biegens an der neutralen Biegeachse netto Null, wobei das Material an der vorderen Seite der neutralen Biegeachse ein Zu sammendrücken erfährt und Material an der rückwärtigen Seite der neutralen Biegeachse einen Zug erfährt.
Der Einfluss des erfindungsgemäßen selektiven Galvanisierungsverfahrens auf die Stoßnachgiebigkeit des Kühlergrills 10 ist bei einem Vergleich von 2 und 3 ersichtlich. 2 zeigt einen seitlichen Querschnitt durch den Kühlergrill 10 vor dem Aufprall eines Gegenstands, während 3 den gleichen seitlichen Querschnitt zeigt, bei dem ein Hindernis 40 auf den Kühlergrill 10 aufgeprallt ist. Wie ersichtlich, ist die Durchbiegung des Kühlergrills 10 auf das untere Abstützelement 24 mit nimimaler Beeinflussung der Zwischen- und oberen Abstützelemente 28 und 22 beschränkt. Wie gezeigt, ist die vordere Fläche des Kühlergrills 10 örtlich einem Zug unterworfen, während die hintere Fläche des Kühlergrills 10 örtlich einem Zusammendrücken unterworfen ist. Als Folge der bevorzugten Weise, in der der Kühlergrill 10 an dem vorderen Fahrzeugendbereich 18 befestigt ist, erfährt die verchromte, vordere Fläche des Kühlergrills 10 hauptsächlich eine Zugbelastung, während die nicht galvanisierte, hintere Fläche hauptsächlich unter Druck steht. Entsprechend ist bei den Lehren der Erfindung, bei denen die hintere Fläche des Kühlergrills 10 nicht verchromt ist, die nachteilige Wirkung, die eine Verchromung auf das Biegemodul des Kühlergrills 10 hat, auf ein Minimum herabgesetzt. Außerdem wird die Verchromung 32 an der vorderen Fläche des Kühlergrills 10 hauptsächlich einer örtlich begrenzten Zugbelastung unterzogen und neigt daher weniger leicht zum Reißen. Mit dem verbesserten Grad an Flexibilität, der durch das vorstehende Konzept geschaffen wird, kann der Kühlergrill 10 sich leichter während der gesamten Verschiebebewegung der Stoßstange 16 wie in 3 gezeigt nachgiebig verbiegen, so dass der Kühlergrill 10 im Wesentlichen bündig mit der Stoßstange 16 wäh rend des Aufpralls bleiben kann ohne plastisch deformiert zu werden.
Um die vorstehenden Vorteile zu erzielen, wird bei der Erfindung eine Schutzanstrichtechnik verwendet, die dazu dient, zu verhindern, dass Chrommetall auf Flächen des Kühlergrills 10 aufgebracht wird, die mit einem Schutzanstrich versehen worden sind. Schutzanstriche sind in der Technik wohlbekannt und werden in herkömmlicher Weise verwendet.
Die Oberfläche des anzustreichenden Gegenstands wird mit einem Schutzanstrich angestrichen der das Aufbringen von Chrom auf dieser bestimmten Oberfläche verhindert.
In Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird eine Schutzanstrichtechnik verwendet, um den Kühlergrill 10 selektiv zu galvanisieren. Eine bevorzugte Schutzanstrichzusammensetzung für die Zwecke dieser Erfindung ist ein modifizierter Lösungsvinyllack, obgleich vorhersehbar ist, dass auch andere Schutzanstriche verwendet werden können.
Solche Vinyllacke können auf den Kühlergrill 10 selektiv vor dem Galvanisieren unter Verwendung einer Tauch- oder Sprühanstrichtechnik aufgebracht werden. Im Allgemeinen werden Tauchverfahren verwendet, um das Galvanisieren von spezifischen Strukturen wie Ansätzen und Halterungen, die von dem Kühlergrill 10 vorstehen, Flächen für Wärmeschichten, Schneidschrauben oder zur Aufnahme von mit Widerhaken versehenen Befestigungsmitteln. Sprühverfahren werden im Allgemeinen im Zusammenhang mit einer harten Maske verwendet, um Chrom auf einen Teil ästhetisch aufzubringen. Wie Fachleuten wohlbekannt ist, ist eine harte Maske eine Metallabdeckung, die das Auftragen eines Schutzanstrich während eines Schutzanstrichvezfahrens verhindert.
Das bevorzugte Verfahren dieser Erfindung umfaßt das Aufbringen des modifizierten Lösungsvinyllacks auf die hintere Fläche des Kühlergrills 10, und vorzugsweise auf die Seitenflächen des Kühlergrills 10 angrenzend an die hintere Fläche und hinter der neutralen Biegeachse des Kühlergrills 10. Der Vinyllack wird darin entweder durch Lufttrocknen bei Raumtemperatur während mindestens etwa einer Stunde oder in einem Ofen bei einer Temperatur von etwa 60°C bis etwa 74°C während eines Zeitraums von etwa fünf bis etwa fünfzehn Minuten getrocknet.
Wie es beim Galvanisieren von Kunststoff üblich ist, wird der Kühlergrill 10 dann einem Säureätzen unterzogen. Die bei diesem Verfahren verwendete Säure kann eine einer Reihe von herkömmlichen Säuren sein, die bei der Vorbehandlung von Kunststoff vor dem Galvanisieren verwendet wird. Es wurde gefunden, daß eine Chromschwefelsäure für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet ist. Wie üblich, ist die Säure vorzugsweise innerhalb eines Bads vorhanden, in das der Kühlergrill 10 getaucht wird. Die Zeit der Säurebehandlung und die Temperatur des Bads kann über einen großen Bereich in Abhängigkeit von der Konzentration der Säure in dem Bad, der Art der Säure und der besonderen Zusammensetzung des Kunststoffmaterials variieren. Die Säurekonzentration, die Zeit und die Temperatur werden ausgewählt, um die Oberfläche des Kühlergrills 10 wirksam zu ätzen und aufzurauhen, um ihn für das Galvanisieren geeignet zu machen. Was wichtig ist, ist jedoch, daß die Säure nicht die hintere und die Seitenflächen des Kühlergrills 10, die mit dem Schutzanstrich versehen sind, angreift, sondern daß sie von dem Schutzanstrich absorbiert wird.
Nach dem Säureätzen wird eine herkömmliche Neutralisierungstechnik verwendet, um die Säure von den Flächen des Kühlergrills 10 zu entfernen. Das Neutralisierungsmittel beeinträchtigt jedoch nicht die von dem Schutzanstrich absorbierte Säure. Dann wird das Aufbringen der Verchromung 32 durchgeführt, indem zuerst eine Schicht einer geeigneten Metallanschlaggalvanisierung auf dem Substrat autokatalytisch aufgebracht wird und dann das Chrom auf die Metallanschlaggalvanisierungsschicht anodisch aufgebracht wird. Ein herkömmlicher Katalysator wie Palladium wird verwendet, um das Galvanisieren des Chroms auf die Flächen des Kühlergrills 10 zu katalysieren. Der Katalysator wird von den aufgerauhten Flächen des Kühlergrills 10 absorbiert. Die von dem Schutzanstrich absorbierte Säure "vergiftet" jedoch den Katalysator in den Flächen, die mit dem Schutzanstrich überzogen sind, so daß während des Galvanisierungsverfahrens das Chrommetall nur auf jene Flächen des Kühlergrills 10 aufgebracht wird, die nicht mit dem Schutzanstrich überzogen sind. Geeignete Galvanisierungsverfahren, bei denen im allgemeinen eine dünne Schicht Chrommetall auf den Kühlergrill 10 aufgebracht wird, indem ein elektrischer Strom durch eine wässerige Lösung eines Salzes, das Chromionen enthält, geleitet wird, sind Fachleuten wohlbekannt und werden nicht weiter detailliert beschrieben.
Aufgrund der vorstehenden Angaben ist ersichtlich, daß eine Schutzanstrichtechnik verwendet werden kann, um den Kühlergrill 10 selektiv zu galvanisieren, um die Biegeeigenschaften des Kühlergrills 10 zu optimieren. Die bevorzugte Schutzanstrichtechnik kann leicht verwendet werden, um das Auftragen des Chroms auf etwa die Hälfte oder weniger des gesamten Oberflächenbereichs des Kühlergrills 10 zu begrenzen, so daß der Kühlergrill 10 ein Biegemodul aufweist, das näher bei demjenigen des Kunststoffmaterials liegt, aus dem der Kühlergrill 10 hergestellt ist. Folglich wird die Flexibilität des Kühlergrills 10 beträchtlich verbessert, insbesondere im Vergleich zu einem identischen Kühlergrill, der an allen seinen Flächen verchromt ist, so dass die Neigung des Kühlergrills 10, permanent beschädigt zu werden, wenn er mit der stoßabsorbierenden Stoßstange 16 eine Verschiebebewegung ausführen muss, beträchtlich verringert ist.
Dementsprechend ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, dass die nachteilige Wirkung, die das Verchromen 32 auf das Biegemodul des Kühlergrills 10 hat, beträchtlich verringert wird. Außerdem können, weil die Verchromung 32 Zusammendrückbelastungen besser verträgt als Zugbelastungen, die Biegeeigenschaften des Kühlergrills 10 in geeigneter Weise aufrechterhalten werden, in dem die Verchromung 32 von den Flächen des Kühlergrills 10 beseitigt wird, die während eines direkten frontalen Aufpralls auf den Kühlergrill 10 hauptsächlich einer Zugbelastung ausgesetzt sind. Da die Verchromung 32 auf der hinteren Fläche des Kühlergrills 10 fehlt, wird insbesondere die Neigung der Verchromung 32, zu reißen, beträchtlich verringert.
Um den Grad der Verbesserung der Biegeeigenschaften zu bewerten, der in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann, wurden vier Biegeprüfstücke aus einem modifizierten PC/ABS-Material für eine Vergleichsprüfung hergestellt. Jedes Prüfstück war etwa 10,2 cm lang mit einem quadratischen Querschnitt von etwa 12,7 mm × 12,7 mm. Die neutrale Biegeachse jedes Prüfstücks, die als Prüfstücke A, B, C und D bezeichnet wurden, wurde als parallel zu der Länge in der Längsrichtung jedes Prüfstücks liegend bezeichnet. Eine erste Fläche jedes Prüfstücks wurde als die obere Fläche des Prüfstücks bezeichnet, gegen die eine Biegebelastung in einer Richtung senkrecht zu dieser Fläche aufgebracht werden. Die beiden an die obere Fläche angrenzenden Flächen, die im allgemeinen parallel zu der Richtung liegen, in der die Biegebelastung aufgebracht wird, wurden als Seitenflächen bezeichnet. Die letzte Fläche gegenüber der oberen Fläche wurde als untere Fläche bezeichnet.
Aufgrund der Geometrie der vorstehend beschriebenen Prüfstücke begrenzte die neutrale Biegeachse jedes Prüfstücks eine Biegeebene, die parallel zu den oberen und unteren Flächen lag und in etwa durch die Seitenflächen halbiert wurde (d.h. die Prüfstücke waren in wesentlichen halbiert, wobei sich die Biegeebene etwa 6,4 mm von der oberen und der unteren Fläche befand). Als solche war die obere Hälfte jedes Prüfstücks, die die obere Fläche und die obere Hälfte jeder Seitenfläche umfaßte, einem Zusammendrücken unterworfen, und die untere Hälfte jedes Prüfstücks, die die untere Fläche und die untere Hälfte jeder Seitenfläche umfaßte, war einem Zug unterworfen, wenn sie einer Biegebelastung unterworfen wurde.
Die Prüfstücke wurden dann mit einer Verchromung vergleichbarer Dicke, aber mit den folgenden Ausnahmen, galvanisiert: Das Prüfstück A war vollständig verchromt, das Prüfstück B war vollständig verchromt mit Ausnahme der unteren Fläche und eines angrenzenden 3,2 mm Streifens (etwa das untere 1/4) jeder Seitenfläche, das Prüfstück C war so galvanisiert, daß alle Flächen, die einen Zug erfahren sollten, d.h. die untere Fläche und die untere Hälfte jeder Seitenfläche, keine Verchromung aufwiesen und das Prüfstück D wurde so galvanisiert, daß nur die obere Fläche und ein angrenzender 3,2 mm Streifen (etwa das untere 1/4) jeder Seitenfläche verchromt war. Die nicht galvanisierten Flächen der Pro bestücke B, C und D wurden jeweils in Übereinstimmung mit dem von der Erfindung gelehrten Schutzanstrichverfahren erzielt. Jedes Probestück wurde dann nacheinander auf ein Paar stationärer, etwa 7,6 cm von einander beabstandeter Dorne mit der oberen Fläche nach oben gewandt angeordnet. Die Biegebelastung wurde dann auf die obere Fläche des Prüfstücks zwischen den Dornen allmählich aufgebracht, um zu bestimmen, welcher Grad an Durchbiegen erzielt werden konnte, bevor ein Brechen der Verchromung des Prüfstücks auftrat. Die Ergebnisse des Biegetests sind nachstehend zusammengefaßt.
Aus vorstehenden Angaben ist ersichtlich, daß der Grad, mit dem ein Prüfstück vor dem Brechen der Verchromung durchgebogen werden konnte, beträchtlich von dem Grad abhängt, mit dem das Prüfstück von der Verchromung bedeckt war. Je mehr Oberflächenbereich frei von Verchromung war, desto größer war die Flexibilität des Prüfstücks. Außerdem gaben die Ergebnissean, daß falls die Verchromung 32 von den Flächenbereichen entfernt ist, die einer Zugbelastung ausgesetzt werden, wenn der Kühlergrill 10 gebogen wird, der Kühlergrill 10 sich sehr viel stärker biegen konnte, bevor die Verchromung 32 riß. Dementsprechend kann der Kühlergrill 10, der selektiv in Übereinstimmung mit vorstehenden Angaben galvanisiert wurde, fest an dem vorderen Fahrzeugendbereich 18 wie in 2 und 3 gezeigt befestigt werden, kann sich jedoch leichter mit der maximalen Verschiebebewegung der Gestaltung der stoßabsorbierenden Stoßstange 16 biegen, ohne daß der Kühlergrill 10 oder die Verchromung 32 permanent beschädigt werden.
Außerdem ist es ein großer Vorteil, daß die erfindungsgemäß verwendete, selektive Galvanisierungstechnik mit den Lehren des US Patents 5 205 597 von Chase kompatibel ist, bei dem das Widerstandsmoment vorbestimmter Bereiche des Kühlergrills 10 modifiziert wird, um die Biegeeigenschaften des Kühlergrills 10 weiter zu verbessern, ohne das äußere Aussehen des Kühlergrills 10 zu beeinträchtigen. Folglich kann die Flexibilität des Kühlergrills 10 für eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungen beträchtlich modifiziert und optimiert werden.
Dementsprechend sieht die Erfindung einen Fahrzeugkühlergrill 10 vor, der leichter einem frontalen Aufprall ohne permanente Beschädigung des Kühlergrills 10 oder seiner dekorativen Verchromung 32 widerstehen kann. Indem die Biegeeigenschaften des Kühlergrills 10 in Übereinstimmung mit dieser Erfindung optimiert werden, macht die sich ergebende, verbesserte Flexibilität den Kühlergrill 10 besonders zum bündigem Einbau mit einer stoßabsorbierenden Stoßstange 16 geeignet, da sich der Kühlergrill 10 während der gesamten Verschiebebewegung der Stoßstange 16 leichter nachgiebig durchbiegen kann. Außerdem verringert das selektive Auftragen der Verchromung 32 auf Flächen des Kühlergrills 10, die hauptsächlich eine Zusammendrückbelastung erfahren, die Wahrscheinlichkeit beträchtlich, daß die Verchromung 32 unter Zug reißt.
Während die Erfindung hauptsächlich mit Bezug auf den vorderen Kühlergrill eines Fahrzeugs erörtert wurde, sind diese Lehren auch auf andere Fahrzeugbauteile anwendbar, die ein Ausmaß an Nachgiebigkeit benötigen, um dem Aufprall von Gegenständen zu widerstehen. Beispiele umfassen kritische Bereiche der Stoßstangenzierteile, Lkw-Stoßstangenabdeckungen und Frontspoiler wie auch andere dekorative Komponenten, die wahrscheinlich einem hohen Grad an Deformierung ausgesetzt sind.
Beispielsweise könnten auch unterschiedliche Verarbeitungsschritte und -parameter von Fachleuten angewandt werden, um die erfindungsgemäß erzielte selektive Verchromung zu erzielen. Außerdem könnte die Geometrie des Grills 10 beträchtlich geändert werden, während die verbesserte, durch die Lehren dieser Erfindung erzielbare Flexibilität ausgenutzt wird.

Claims

Fahrzeugkühlergrill für ein Fahrzeug mit einem Stoßfänger (16), wobei der Fahrzeugkühlergrill (10) folgendes umfasst: ein Körperelement mit einem ersten Segment (22), einem zweiten Segment (24) und einer Vielzahl von Abstützelementen (26, 28, 42) die mit dem ersten und dem zweiten Segment verbunden sind, wobei mindestens ein Teil des Körperelements aus einem polymeren Material mit einem vorbestimmten Biegemodul hergestellt ist, wobei das Körperelement eine erste Fläche, eine gegenüberliegend angeordnete, zweite Fläche und eine Seitenfläche zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche aufweist, wobei die erste Fläche eine äußere dekorative Fläche des Fahrzeugkühlergrills bildet; eine dekorative, metallische Schicht (32), die selektiv auf der ersten Fläche des Körperelements aufgebracht ist, wobei die zweite Fläche im Wesentlichen frei von einer dekorativen, metallischen Schicht ist, um das Biegemodul des Körperelements klein zu halten, wodurch sich das Körperelement in Abwesenheit der dekorativen, metallischen Schicht auf der zweiten Fläche und damit der Fahrzeugkühlergrill (10), wenn er einen Aufprall erfährt, biegen kann, ohne dass sich das Körperelement plastisch deformiert und ohne dass die dekorative, metallische Schicht (32) auf der ersten Fläche reißt; und an dem Körperelement angebrachte Mittel zur Befestigung (36, 38) des Körperelements an dem Fahrzeug, damit sich das Körperelement biegen kann, während es einen Aufprall, der seinen Ursprung außerhalb des Fahrzeugs hat, erfährt.
Fahrzeugkühlergrill nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Körperelement ein oberes und ein unteres Ende aufweist, dass der erste Segmentbereich (22) ein oberer Segmentbereich ist, der an dem oberen Ende des Körperbereichs angeordnet ist, dass der zweite Segmentbereich (24) ein unterer Segmentbereich ist, der sich an dem unteren Ende des Körperelementes befindet; dass die Vielzahl der länglichen Abstützelemente (42) und der untere Segmentbereich (24) aus dem polymeren Material mit einem vorbestimmten Biegemodul her gestellt sind; dass die Außenfläche von einer Vielzahl der länglichen Abstützelemente (42) begrenzt ist, und die Außenfläche freigelassen ist, wenn der Fahrzeugkühlergrill (10) an dem Fahrzeug befestigt ist, derart dass die Außenfläche zusammengedrückt wird, wenn sich der Fahrzeugkühlergrill biegt, während er einen Aufprall durch einen Gegenstand erfährt; dass die Innenfläche von einer Vielzahl der länglichen Abstützelemente (42) begrenzt ist, wobei die Innenfläche verdeckt ist, wenn der Fahrzeugkühlergrill an dem Fahrzeug befestigt ist, derart dass die Innenfläche unter Spannung steht, wenn sich der Fahrzeugkühlergrill biegt, während er einen Aufprall durch einen Gegenstand erfährt; und dass die Seitenfläche von einer Vielzahl der länglichen Abstützelemente (42) begrenzt ist, die zwischen den Außen- und Innenflächen liegen.
Fahrzeugkühlergrill nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dekorative, metallische Schicht (32) sich auf der Seitenfläche des Körperelements befindet.
Fahrzeugkühlergrill nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Abstützelemente (26, 28, 42) ein längliches Abstützelement (42) ist, das sich von einem der ersten und zweiten Segmente (22, 24) zu dem anderen der ersten und zweiten Segmente (22, 24) erstreckt.
Fahrzeugkühlergrill nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Körperelement eine neutrale Biegeachse aufweist, wobei die dekorative, metallische Schicht (32) auf die erste Fläche und Teile der Seitenfläche, die an die erste Fläche angrenzen und auf eine Seite der neutralen Biegeachse beschränkt ist.
Fahrzeugkühlergrill nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Körperelement an dem Fahrzeug an den ersten und zweiten Segmenten (22, 24) mit dem Befestigungsmittel (36, 38) befestigt ist.
Fahrzeugkühlergrill nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Segmentbereich (22) Mittel zur Befestigung des Körperbereichs an dem Fahrzeug aufweist, damit sich der Fahrzeugkühlergrill biegen kann, während er einen Aufprall durch den Gegenstand erfährt;
Fahrzeugkühlergrill nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außen- und die Innenfläche durch das Körperelement, die oberen und unteren Segmentbereiche (22, 24) und die Vielzahl von länglichen Abstützelementen (42) begrenzt sind, und eine neutrale Biegeebene zwischen der Außen- und der Innenfläche ausgebildet ist, wobei sich die Außenfläche und ein erster Bereich der Seitenflächen auf einer Seite der neutralen Biegeebene befinden, wobei die Innenfläche und ein zweiter Bereich der Seitenflächen sich auf der gegenüberliegenden Seite der neutralen Biegeebene befindet, wobei die dekorative, metallische Schicht (32) auf die Außenfläche und den ersten Bereich der Seitenfläche beschränkt ist.
Fahrzeugkühlergrill nach einem der Ansprüche 2–8, dadurch gekennzeichnet, dass das Körperelement, die oberen und unteren Segmentbereiche (22, 24) und die Vielzahl der länglichen Abstützelemente (42) aus dem polymeren Material hergestellt sind.
Fahrzeugkühlergrill nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Material ein schlagfester Thermoplast, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol, ist.
Fahrzeugkühlergrill nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dekorative, metallische Schicht (32) eine galvanisierte Chromschicht ist.
Fahrzeugkühlergrill nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin Mittel umfasst, die an mindestens einem der Vielzahl von Abstützelementen befestigt sind, um mindestens eines der Vielzahl von längli chen Abstützelementen an dem Fahrzeug zu befestigen.
Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugkühlergrills (10) gemäß einem der Ansprüche 1–12 mit einem dekorativen Überzug, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Herstellen des Fahrzeugkühlergrills mit einem ersten Segment (22), einem zweiten Segment (24) und einer Vielzahl von Abstützelementen (26, 28, 42), die mit den ersten und zweiten Segmenten (22, 24) verbunden sind, wobei die Vielzahl von Abstützelementen aus einem polymeren Material mit einem vorbestimmten Biegemodul hergestellt sind, wobei der Fahrzeugkühlergrill (10) eine erste Fläche, eine gegenüberliegend angeordnete, zweite Fläche und eine Seitenfläche zwischen der ersten und der zweiten Fläche aufweist, wobei die erste Fläche eine äußere dekorative Fläche des Fahrzeugkühlergrills bildet, und anschließendes selektives Aufbringen eines Metalls auf die erste Fläche, um eine dekorative, metallische Schicht (32) auf der ersten Fläche des Fahrzeugkühlergrills auszubilden, wobei ein auf die zweite Fläche abgestimmtes Schutzanstrichverfahren die Ausbildung einer dekorativen, metallischen Schicht (32) auf dieser zweiten Fläche unterbindet, wobei der Fahrzeugkühlergrill (10) in Abwesenheit der dekorativen, metallischen Schicht (32) auf der zweiten Fläche ein geringeres Biegemodul aufweist, wodurch er sich biegen kann, wenn ein Gegenstand auf ihn aufprallt, ohne dass der Fahrzeugkühlergrill (10) plastisch deformiert wird und ohne dass die dekorative, metallische Schicht (32) reißt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der selektive Aufbringungsschritt ein Chromgalvanisierungsverfahren ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Herstellungsschritt das Herstellen des Fahrzeugkühlergrills (10) aus einem schlagfesten Thermoplast, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der selektive Auf bringungsschritt das Verhindern des Aufbringens des Metalls auf der zweiten Fläche und mindestens einem Teil der Seitenfläche des Fahrzeugkühlergrills (10) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der selektive Aufbringungsschritt folgendes umfasst: Aufbringen einer Schutzlösung auf mindestens die zweite Fläche des Fahrzeugkühlergrills (10); Trocknen der Schutzlösung, um eine Schutzschicht auf mindestens der zweiten Fläche des Fahrzeugkühlergrills (10) auszubilden; Aussetzen des Fahrzeugkühlergrills einer Säure, so dass die Säure von der Schutzschicht auf der zweiten Fläche absorbiert wird und die Säure die erste Fläche ätzt, um das Galvanisieren der ersten Fläche zu verbessern; Aussetzen des Fahrzeugkühlergrills einem Neutralisierungsmittel, um die Säure von der ersten Fläche im wesentlichen zu entfernen ohne die Säure von der zweiten Fläche im wesentlichen zu entfernen; Aussetzen des Fahrzeugkühlergrills (10) einem Katalysator, so dass der Katalysator in der ersten Fläche absorbiert wird, daran gehindert wird, von der zweiten Fläche durch die von der Schutzschicht absorbierte Säure absorbiert zu werden, und Aufbringen des Metalls auf die erste Fläche, um die dekorative, metallische Schicht auf der ersten Fläche des Fahrzeugkühlergrills auszubilden ohne die dekorative, metallische Schicht (32) auf der zweiten Fläche auszubilden.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzlösung ein modifizierter Lösungsvinyllack ist.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Aufbringens das Aufbringen der Schutzlösung auf die zweite Fläche und mindestens einen Teil der Seitenfläche des Fahrzeugkühlergrills (10) umfasst.