DE60303713T2

DE60303713T2 - Bauteilträger

Info

Publication number: DE60303713T2
Application number: DE60303713T
Authority: DE
Inventors: Herbert Kirner; Torsten Wahler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2023-07-16
Also published as: EP1499170A1; WO2005015969A1; ATE319283T1; EP1499170B1; BRPI0412542A; ES2258683T3; JP2007526969A; US20070076351A1; CN100446644C; DE60303713D1; CN1823559A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das allgemeine Gebiet der Bauteilträger und insbesondere einen verbesserten Träger für Bauteile, wobei die Bauteile Anzeigen u. Ä. einschließen, wie in Anspruch 1 dargelegt, und ein Verfahren zur Herstellung solcher Träger wie in Anspruch 9 dargelegt. Bauteilträger weisen allgemein einen mit einer Dichtlippe umgebenen Rahmen auf (siehe z. B. JP-A-08313880 und DE-A-3408176). Die Kombination aus dem Rahmen und der Lippe bildet einen Rahmen, in dem ein Bauteil untergebracht werden kann. Zu den Bauteilen gehören allgemein Anzeigen und andere derartige empfindliche elektronische Vorrichtungen. Die Vorrichtungen definieren allgemein eine vordere und eine hintere Richtung je nach Anwendung des Bauteils. Eine Anzeige definiert beispielsweise eine Vorwärtsrichtung, die angezeigte Informationen zu einem bestimmungsgemäßen Betrachter projiziert. Die Rückseite einer Anzeige ist allgemein durch elektronische Bauteile gekennzeichnet, die vor mechanischen Belastungen und Umwelteinflüssen geschützt werden müssen. Die oben genannten Belastungen und Einflüsse beeinträchtigen und beschränken somit die Gebrauchslebensdauer des Bauteils. Die Belastungen und Einflüsse ergeben sich allgemein aus dem Gebrauch und der Gebrauchsumgebung. Eine häufige Anwendung für Anzeigen, um bei dem Anzeigenbeispiel zu bleiben, findet sich in Kraftfahrzeugen und anderen sich bewegenden Fahrzeugen. Solche Fahrzeuge kommen in einer rauen Welt zum Einsatz, die Einflüssen von außen ausgesetzt ist, bei denen es sich sowohl um mechanische Kraft aufgrund der typischen Anwendung des Fahrzeugs als auch um Umwelteinflüsse je nach der Betriebsumgebung des Fahrzeugs handelt. Eine zusätzliche Quelle von Belastungen und Einflüssen ergibt sich während des Zusammenbaus sowohl von Bauteil mit Träger als auch von Träger in ein größeres (z. B. Fahrzeug-) Gehäuse. Belastungen und Einflüsse sind typische Beispiele für die Probleme, die beim Gebrauch von Bauteilen in bestimmungsgemäßen, zuweilen rauen Betriebsumgebungen entstehen. Dementsprechend besteht eine Lösung oder ein Bedarf an einem Bauteilträger, der Belastungen und Einflüsse aushält.
Zu gegenwärtigen Lösungen für das obige Problem zählt das Aufbringen von zwei getrennten Dichtungen auf einen Metallrahmen. Solche Dichtungen sind allgemein aus Schaumstoff hergestellt und weisen sich lose biegende Teile auf. Bei dem Gebrauch solcher Dichtungen kommt es zu mehreren Problemen. Das Aufbringen der Dichtungen erfordert Stützwerkzeuge mit hoher Positionierungsgenauigkeit und der Möglichkeit der visuellen Einsichtnahme. Solche Werkzeuge werden angesichts der Unterschiedlichkeit der verwendeten Metallrahmen, auf die die Dichtungen aufzubringen sind, benötigt. Angesichts der Schaumstoffzusammensetzung sind die Dichtungen außerdem nicht so deformierbar und liefern somit nur einen geringen Absorbierungs- oder Schutzgrad in Bezug auf mechanische Kraft. Solche Dichtungen haben außerdem eine hohe Zykluszeit, was den funktionalen Nutzen sowohl des Trägers als auch des Bauteils reduziert. Dementsprechend besteht ein Bedarf nach einem oder eine Lösung für einen Bauteilträger, der widerstandsfähiger gegenüber mechanischen und Umweltbelastungen und dessen Herstellung verbessert ist.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung für die obigen Probleme bereit. Die vorliegende Erfindung richtet sich auf einen Bauteilträger, der eine Kombination aus einem Rahmen und einer einzigen Dichtlippe aufweist. Der Rahmen kann aus Metall hergestellt sein und eine innere Höhlung definierende Wände aufweisen. Die Dichtlippe kann aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt sein, das zu einer doppelseitigen Dichtlippe geformt ist.
Eine Aufgabe und ein Vorteil der vorliegenden Erfindung bestehen somit darin, die obige Bauteilträgerkombination auf preisgünstige und wirksame Weise bereitzustellen. Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden dadurch erreicht, dass die Dichtlippe schwalbenschwanzförmig ist, wobei ein erster Arm länger als ein zweiter Arm ist. Der erste Arm kann nach vorne weisen, in eine durch die Anwendung des Bauteils definierte Richtung. Die Dichtlippe kann ferner durch ein Sprüh- oder ein Spritzgussverfahren aufgebracht werden, wobei beide Verfahren in der Technik wohlbekannt und preisgünstiger als andere Verfahren sind und keine komplizierten Geräte erfordern. Ferner kann der vorliegende Bauteilträger entlang einer Fläche der die innere Höhlung definierenden Wände Ausnehmungen oder Öffnungen aufweisen. Die Öffnungen können die Form eines der Höhlung gegenüberliegenden offenen V haben. Die Ausnehmungen bieten einen Angriffspunkt für das Elastomer, das dort während des Abkühlens anhaftet. Dementsprechend kann die Dichtlippe ihre Form behalten.
Diese und weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden weiter unten ausführlicher unter Bezugnahme auf die Offenlegung bevorzugter Ausführungsformen und insbesondere unter Bezugnahme auf die beiligenden Figuren besprochen. Es zeigen:
1 eine erste Ansicht eines ersten Rahmens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 eine zweite Ansicht des ersten Rahmens,
3 eine Dichtlippe ohne einen Rahmen,
4 eine Kombination aus einer Dichtlippe und einem Rahmen,
5 eine zweite Ansicht einer Kombination aus einer Dichtlippe und einem ersten Rahmen,
6 eine dritte Ansicht einer Kombination aus einer Dichtlippe und einem ersten Rahmen,
7 eine erste Ansicht eines zweiten Rahmens,
8 eine zweite Ansicht des zweiten Rahmens,
9 eine erste Ansicht einer Kombination aus der Dichtlippe und dem zweiten Rahmen und
10 eine zweite Ansicht der Kombination aus der Dichtlippe und dem zweiten Rahmen.
In der ganzen Beschreibung beziehen sich gleiche Bezugszahlen auf entsprechende Elemente. 1 zeigt eine erste Ansicht des ersten Rahmens 10. Der Rahmen kann aus Metall und/oder einem anderen derartigen Material hergestellt sein. Wie gezeigt, weist der erste Rahmen 10 Wände 14 auf, die eine innere Höhlung 12 und einen äußeren Bereich 16 definieren. Der innere Bereich weist einen die Höhlung 12 umgebenden inneren Rand 18 auf. Der Rand 18 weist Öffnungen 20 auf. Je nach Auslegung können beliebig viele Öffnungen vorliegen. Bei dieser Ausführungsform haben die Öffnungen 20 die Form offener V, wobei das untere Ende des V zur Höhlung 12 hin gerichtet ist. Wie gezeigt, weist der erste Rahmen 10 acht Öffnungen auf. Je nach Auslegung sind auch andere Formen möglich. Ein Rand der Wände 14 in der Nähe des äußeren Bereichs 16 ist in einem Winkel von ungefähr 90° umgebogen oder umgeklappt. Die Randwände gehen in einer von einer die Höhlung 12 aufweisenden Ebene weg weisenden Richtung weiter und werden hier als sekundäre Wände 22 bezeichnet. Die sekundären Wände 22 können verschiedene Formen haben – durchgehend oder unterbrochen, mit Öffnung 24 oder ohne 26, und können je nach Anwendung andere Auslegungsmerkmale haben. Der Zweck der sekundären Wände besteht darin, an anderen, nicht ge zeigten Elementen befestigt zu werden, um den Rahmen (und was immer am Rahmen angebracht sein kann) an den anderen Elementen zu befestigen. Der erste Rahmen kann ferner Öffnungen 28 entlang der Seitenwände 30 in einer von der Höhlung 12 weg weisenden Richtung aufweisen. Die Öffnungen 28 erleichtern den Umgang mit dem Rahmen.
2 zeigt den Rahmen von 1, wobei bestimmte Merkmale mit Abmessungen versehen sind. Die Abmessungen sind nur beispielhaft und ungefähr und beschränken die Erfindung nicht auf diese Werte. Andere Werte sind möglich, wie es für einen Fachmann offensichtlich ist. Nach der Darstellung definieren die Öffnungen 20 in der Form offener V einen Winkel 32 von neunzig Grad. Eine Mittellinie 34 der Öffnungen 20 ist etwa 12 mm von der nächstliegenden Seitenwand 30 entfernt. Die Öffnungen 20b, die sich nicht in der Nähe einer Seitenwand befinden, haben einen Abstand 42 von 25 mm zwischen ihren Mittellinien 36 und anderen Öffnungen 20a näher an den Seitenwänden 30. Die Öffnungen 20 definieren eine Tiefe 38 von 1,5 mm in die Wände 14 sowie eine Öffnungslänge 40 von 0,5 mm. Die Höhlung 12 hat eine Mittellinie 44, die 10,25 mm von einer senkrechten seitlichen Innenwandfläche 46 entfernt ist.
3 zeigt eine Dichtlippe 50 ohne einen Rahmen. Die Dichtlippe ist dem ersten Rahmen 10 zugeordnet. Die Dichtlippe kann ein thermoplastisches Elastomer aufweisen. Wie in der Technik bekannt, handelt es sich bei Thermoplasten um Materialien, die beim Erhitzen weich werden oder schmelzen und beim Abkühlen hart werden. Der Begriff Elastomer, eine Zusammenziehung aus den Worten elastisch und Polymer, wird als eine Substanz definiert, die bei Raumtemperatur auf mindestens das Zweifache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden kann und die nach der Dehnung und Entlastung innerhalb kurzer Zeit mit Kraft zu ungefähr ihrer ursprünglichen Länge zurückkehrt. Thermoplastische Polymere bestehen aus langen Polymermolekülen, die nicht mit einander verbunden, d. h. nicht vernetzt, sind. Sie werden häufig in granulärer Form geliefert und erhitzt, damit sie durch Formen oder Extrudieren verarbeitet werden können. Unter erneutem Bezug auf 3 weist die Dichtlippe 50 Wände 52 auf, die eine innere Höhlung 54 und einen äußeren Bereich 56 definieren. Die einstückige Dichtlippe kann mittels in der Technik wohlbekannter Spritzguss- und/oder Sprühverfahren hergestellt werden. Die Wände sind schwalbenschwanzförmig und erstrecken sich von der inneren Höhlung 54 zum äußeren Bereich 56 in ihren jeweiligen Richtungen und zu beiden Seiten der Wände 14 nach außen. Die Schwalbenschwänze bilden ein V 58. Entlang dem V 58 sind Abstandhalter 60 angeordnet, deren Größe und Anzahl den Öffnungen 20 entsprechen. Dank der Abstandhalter 60 kann das thermoplastische Elastomer der Dichtlippe 50 während des Abkühlens leichter am Rahmen 10 angreifen. Die Höhlung 54 entspricht der Höhlung 12 des ersten Rahmens 10. Auch die Wände 52 entsprechen den Rahmenwänden 14. Bei der Herstellung wird die Dichtlippe 50 um den ersten Rahmen 10 geformt und/oder gesprüht. Das V 58 weist zwei Arme 58a und 58b auf. Wie dargestellt, geht eine vordere Richtung 62 in Richtung des unteren Teils der Figur. Der nach vorne gerichtete Arm 58a ist länger als der nach hinten 64 weisende Arm 58b.
4 zeigt einen Querschnitt durch den Rahmen 10 und die Dichtlippe 50. Die schraffierten Bereiche 66 zeigen Abschnitte, auf die das thermoplastische Elastomer spritzgegossen oder gesprüht wird. Die Dicke 68 des Arms 58a kann 0,5 bis 3,0 mm betragen und die Dicke 70 des Arms 58b 0,5 bis 3,0 mm.
5 zeigt eine Seitenansicht der Kombination aus Rahmen 10 und Dichtlippe 50; hier sieht man, dass der Rahmen 10 die Dichtlippe 50 einschließt. Ein Bauteil kann mit der Dichtlippe montiert und über den Rahmen 10 an einem anderen Element angebracht werden.
6 zeigt eine längliche Sicht der Kombination aus Rahmen und Dichtlippe von 5. Hier sind die sekundären Wände 22 besser sichtbar.
7 zeigt eine Perspektivansicht eines zweiten Rahmens 72. Wie schon der erste Rahmen 10 weist auch der zweite Rahmen 72 Wände 74 auf, die eine innere Höhlung 76 und einen äußeren Bereich 78 definieren. Ferner werden die sekundären Wände 80 auch von den Wänden 74 definiert, die zu einer die Höhlung 76 aufweisenden Ebene in einem Winkel von im Wesentlichen 90 Grad gebogen sind. Die Länge der Wände 74 zwischen einem die Höhlung 76 definierenden inneren Rand und dem die obige Biegung angebenden Rand beträgt 4,15 mm. Die Länge des zweiten Rahmens 72 beträgt 79 mm ± 0,15 mm. Die oben genannten Messwerte sind lediglich beschreibender Natur, wobei andere Werte im Rahmen der Erfindung liegen und dem Fachmann bekannt sind. Gezeigt werden auch Seitenöffnungen 82, die von der Höhlung 76 weg weisen.
8 zeigt eine weitere Perspektivansicht des zweiten Rahmens 72 von 7. 9 zeigt eine Perspektivansicht einer Kombination mit Dichtlippe 50, die auf den zweiten Rahmen 72 aufgebracht werden kann. Die Merkmale der Dichtlippe 50 sind dieselben wie oben angegeben. 10 schließlich zeigt einen Querschnitt der Kombination aus Dichtlippe 50 und dem zweiten Rahmen 72.

10: erster Rahmen
14: Wände
12: innere Höhlung
16: äußerer Bereich
18: innerer Rand
20: Öffnungen
20a: Öffnungen
20b: Öffnungen
22: sekundäre Wände
24: Öffnung
26: ohne Öffnung
28: (Seitenwand-) Öffnungen
30: Seitenwand
32: offener V-Winkel
34: Mittellinie
36: Mittellinien
38: Tiefe
40: Öffnungslänge
44: Mittellinie
46: Innenwandfläche
50: Dichtlippe
52: Wände
54: innere Höhlung
56: äußerer Bereich
58: V-Form
58a: Arm
58b: Arm
60: Abstandhalter
62: Vorwärtsrichtung
64: rückwärts
66: schraffierte Bereiche
68: Dicke des Arms 58a
70: Dicke des Arms 58b
72: zweiter Rahmen
74: Wände
76: innere Höhlung
78: äußerer Bereich
80: sekundäre Wände

Claims

Bauteilträger (100), der einen Rahmen (10) und eine doppelseitige Dichtlippe (50) aufweist, wobei die Dichtlippe (50) dafür sorgt, dass das im Rahmen (10) und der Dichtlippe (50) eingeschlossene Bauteil mechanischer Krafteinwirkung standhält und die darauf ausgeübte mechanische Kraft ausgeglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass – die Dichtlippe (50) schwalbenschwanzförmig ist und ein thermoplastisches Elastomer und zwei Arme (58a und 58b) aufweist, wobei ein erster (58a) der beiden Arme (58a und 58b) länger als ein zweiter (58b) der beiden Arme ist, und – der Rahmen (10) Ausnehmungen aufweist, damit das Elastomer daran anhaften kann.
Bauteilträger (100) nach Anspruch 1, wobei die Dichtlippe (50) einstückig ist.
Bauteilträger (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rahmen (10) eine innere Öffnung (12) definierende Wände (14) aufweist und die Ausnehmungen (20) entlang der inneren Öffnung (12) angeordnet sind.
Bauteilträger (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ausnehmungen (20) die Form eines offenen V haben.
Bauteilträger (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dichtlippe (50) schwalbenschwanzförmig ist und zwei ausgestreckte Arme (58a, 58b) auf weist, wobei ein erster (58a) der beiden Arme (58a und 58b) länger als ein zweiter (58b) ist.
Bauteilträger (100) nach Anspruch 5, wobei der erste Arm (58a) nach vorne (62) weist.
Bauteilträger (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei das Bauteil eine Anzeige ist.
Verfahren zur Herstellung eines Bauteilträgers (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch – Spritzgießen und/oder Sprühen einer Dichtlippe (50) um einen Rahmen (10), wobei die Dichtlippe (50) ein thermoplastisches Elastomer aufweist, der Rahmen (10) eine innere Höhlung (12) definierende Wände (14) mit Ausnehmungen (20) entlang den Höhlungswänden (18) aufweist und die Dichtlippe (50) schwalbenschwanzartig geformt ist, und – Abkühlen der durch Spritzgießen und/oder Sprühen hergestellten Dichtlippe (50), so dass das Dichtlippenformteil (50) an den Ausnehmungen (20) anhaftet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Spritzgussteil thermoplastisches Elastomer umfasst.