WO2012156092A1 - Kunststoffbauteil eines fahrzeugs mit einem einlegeteil - Google Patents

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WO2012156092A1
WO2012156092A1 PCT/EP2012/002121 EP2012002121W WO2012156092A1 WO 2012156092 A1 WO2012156092 A1 WO 2012156092A1 EP 2012002121 W EP2012002121 W EP 2012002121W WO 2012156092 A1 WO2012156092 A1 WO 2012156092A1
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plastic
component
insert
plastic component
decoupling layer
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PCT/EP2012/002121
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Jan Hammer
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Webasto Ag
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    • B60J7/04—Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs of sliding type, e.g. comprising guide shoes with rigid plate-like element or elements, e.g. open roofs with harmonica-type folding rigid panels
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    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof

Definitions

  • the invention relates to a plastic component of a vehicle with at least one insert part, which is embedded in the plastic material of the plastic component.
  • Such a plastic component is, for example, a cover of a vehicle roof with which a roof opening of the vehicle roof can be optionally closed or at least partially exposed.
  • the lid is made of polycarbonate, for example, and is adjustably mounted on the vehicle roof by means of a cover mechanism. Parts of the cover mechanism such. B. bearing parts for release lever are fixedly mounted on the lid and are inserts, in particular made of metal, which are at least partially inserted and molded or molded in the plastic of the lid or in a marginal or peripheral molding of plastic on the lid.
  • the casting or encapsulation of the inserts can not meet high quality requirements with sufficient reliability.
  • the invention has for its object to provide a plastic component mentioned above, in which the disadvantages described in the embedding of inserts are avoided in the plastic material, and to provide a method for producing such an improved plastic component.
  • the object is achieved in the aforementioned plastic component according to the invention in that the insert is separated by means of a decoupling layer of the plastic material of the plastic component.
  • the object is further achieved by a method having the features of claim 12.
  • the decoupling layer separates the particular metallic insert from the plastic material of the plastic component during its production and in particular during the injection molding of the plastic component and also after its embedding in the plastic component, so that the thermal behavior of thermoplastic component areas and adjacent areas of the insert is decoupled from each other and a mutual negative influence is excluded.
  • an improved surface quality can be provided because the embedded insert on the surface of the plastic component no longer visibly recognizable due to an improved cooling behavior of the coated and thus decoupled inserts against the plastic material.
  • other production methods can also be used in which intimate contact is made between the insert part overmolded or encased with the decoupling layer and the plastic material of the plastic component which is in particular brought into contact with the heat supply.
  • a component As a plastic component, a component is referred to, which has at least a portion of plastic material in which the insert is embedded or is, and it may consist of several parts or components.
  • the insert consists at least in the relevant contact areas or embedding sections of metallic material or of a composite material of different materials.
  • Insert parts are, for example, profile pieces, angle parts, one-part or multi-part frames or screw inserts.
  • the decoupling layer is formed as gating on the insert part or as encapsulation of the insert, z. B. in the manner of a partial or complete sheathing.
  • a leg of an insert is partially embedded or injected into the plastic material.
  • the embedding can also be done by only one-sided surface contact of the insert with the plastic material or by molding the plastic material to the insert.
  • the plastic material, in which the insert is embedded is a thermoplastic such.
  • a thermoplastic such as polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyamide (PA), a PC blend, or polyethylene terephthalate (PET).
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PA polyamide
  • PET polyethylene terephthalate
  • a disc of a lid of an openable vehicle roof may be formed in the inserts are injected in particular at the edge outside a see-through range of the transparent pane, wherein the inserts are provided for coupling the lid to the roof mechanism.
  • plastic material also PC-ABS blend, PC-PET blend, PC-PBT blend and other PC blends, as well as PMMA, PA, SAN, ASA, each with glass fiber reinforcement, can be used.
  • plastic materials can be used, for example, as a second component of the above-mentioned thermoplastics, the first component z. B. form the disc, in particular frame-like molded and form a receptacle for the inserts. It is essential that the above-mentioned materials predominantly have such material properties, which leads to the mentioned disadvantages when embedding inserts without the inventive decoupling layer.
  • the plastic material of the decoupling layer contains an elastomeric component and is in particular a thermoplastic elastomer (TPE).
  • TPE thermoplastic elastomer
  • the elastomeric component can also be rubber, for example.
  • the types TPE-O, TPE-V, TPE-U, TPE-S, in particular SBS, SEBS, SEPS, SEEPS and MBS, can be used as TPEs, for example.
  • the decoupling layer can already fulfill its function in a thickness of about 1 to 2 mm. However, the decoupling layer may also be formed substantially thicker and z. B. a stable connection of at least two components of a multi-part reinforcement frame z. B. form a lid.
  • the plastic material of the decoupling layer has a Shore A hardness of 40 to 80 in a preferred design.
  • the plastic material or the TPE is sufficiently soft to absorb any shear forces occurring, and also hard enough to mechanical forces caused by shaking or vibration of the component z. B. can be generated when driving a vehicle, record and also be able to dampen.
  • the decoupling layer can also accommodate dimensional changes with different thermal expansion of the plastic component or cover and the insert.
  • the material of the decoupling layer or the TPE is melted or melted when the embedding plastic material is injected or injected, so that an adhesive composite of the contacted plastic materials is formed. Therefore, for this purpose, the melting temperature of the embedding plastic material or thermoplastic must be sufficiently high.
  • the metal insertion part in particular is encapsulated with a thermoplastic elastomer to form a decoupling layer, at least in an embedding section, and with a jacket during encapsulation of the insert part
  • the thermoplastic elastomer of the decoupling layer is fused or melted to form an adhesive bond between the decoupling layer and the embedding plastic material.
  • the plastic component can be produced in particular in a 2-K injection molding or in a 3-K injection molding.
  • the insert part already encased with the decoupling layer is placed in an injection mold and embedded in the plastic material, whereas in the 3-component injection molding process, the decoupling layer is applied to the insert part in the injection mold.
  • the invention will be explained in more detail with reference to embodiments of inventive plastic components and inserts with reference to the drawings. It shows: in a cross-sectional view in partial representation of an inventive plastic component with an overmolded and embedded in plastic material insert; in a cross-sectional view of the insert of Figure 1 with a molded decoupling layer.
  • a plastic component 1 of a vehicle is z. B. as a cover 2 for a roof opening of an openable vehicle roof such. B. a sliding, lifting or spoiler roof.
  • the lid 2 includes a disc 3 made of transparent plastic material such. B. polycarbonate with an edge on the inside 4 of the disc 3 mounted gating 5, which consists of a z. B. non-transparent and, for example, black plastic material such. B. PC-ABS is formed. In principle, however, the pane 3 can also consist of glass.
  • the z. B. only on the bottom or inside 4 of the disc 3 or an edge of the disc 3 may be formed encompassing and may also be formed as a thickening of the disc 3, an insert 6 is partially injected.
  • the insert 6 is, for example, a cross-sectionally T-shaped metal profile with a base plate 7 and a vertically projecting leg 8.
  • the insert 6 is an anchoring part of a cover mechanism for adjusting the lid 2 and includes a bore 9 for fixing a part of the cover mechanism z. B. a deployment lever or the like (not shown).
  • the insert 6 is surrounded by a decoupling layer 10 at least in the region in which it is embedded in the gating 5 (see also FIG. 2, which shows the encapsulated insert 6 prior to embedding).
  • the base plate 7 and a portion 11 of the leg 8 are surrounded by the decoupling layer 0 or encased or encapsulated with this.
  • the decoupling layer 10 is made of a thermoplastic such.
  • B a thermoplastic elastomer (TPE). 1 can also be provided only on the upper side of the base plate 7 opposite the leg 8 and leave the underside of the base plate 7 with the decoupling layer 10 attached to it uncovered, so that it lies against the underside of the lid 2 is visible.
  • Another insert 6 is formed in cross-section L-shaped with a base plate 7 and a leg 8, wherein substantially only the base plate 7 is surrounded by a decoupling layer 10 and only the base plate 7 in a plastic material of the plastic component is embedded.
  • the embodiment shown in Fig. 4 is a modification of the insert 6 of FIG. 3, however, the base plate 7 is curved and contains on its lower surface as shown in FIG. 4 and on the opposite upper surface with the decoupling layer 10. Conveniently this insert 6 in its installed state on a plastic component only via this with the decoupling layer 10 coated areas contact with the plastic material of the plastic component.
  • Such an insert 6 can be applied or injected to a plastic component according to a method in which first the particular metallic insert 6 with a thermoplastic elastomer (TPE) to form at least one decoupling layer 10 is encapsulated.
  • TPE thermoplastic elastomer
  • the first component as shown in FIG. 1, the transparent plastic disk 3 is produced in a corresponding injection molding tool.
  • the at least one prepared and provided with the decoupling layer 10 insert 6 is inserted into the injection mold.
  • the second component in the form of the plastic material of the gating 5 is injected.
  • the TPE of the decoupling layer 10 melts or on, so that an adhesion-forming composite is formed, for which purpose the melting temperature of the second component must be sufficiently high, so that the TPE is at least melted.
  • the insert 6 can be completely enclosed, z. B. in a reinforcing sheet, or partially in certain areas, eg. B. the base plate 7, or the plastic material can be molded only on one side of the decoupling layer 10.
  • the plastic component is produced in a 3-component injection molding process.
  • the see-through region or the disc 3 first component
  • the TPE component and the second component thermoplastic are injected simultaneously or successively in such a way that the decoupling layer 10 made of TPE is always between the material or metal of the Insert 6 and the thermoplastic gating 5 is present.
  • these two production methods mentioned by way of example can generally be used for any type of plastic component according to the invention.
  • the TPE may basically be hard or soft, but it should be soft enough to absorb shear forces, and hard enough to withstand mechanical forces, e.g. B. occur due to vibrations of the plastic component to be able to record.
  • the plastic component shown in Fig. 5 to 7 represents a cover 2 of a vehicle roof and includes a transparent plate 3, for example, polycarbonate, at the bottom or inside edge of a circumferential gating 5 is attached PC-ABS.
  • a reinforcing frame is formed from four inserts 6 in the form of modular sheet metal profiles, which are attached to the four edge sides 12 of the lid 2 in the gating 5.
  • Each insert 6 or sheet metal profile is attached to the gating 5 spaced therefrom by means of a TPE decoupling layer, which is formed as a comparatively thick strip.
  • a TPE decoupling layer which is formed as a comparatively thick strip.
  • the two legs 13 of the sheet metal profile and its inner side 14 are injected and encased, whereas the outer side 15 of the central region of the sheet metal profile of TPE is not covered.
  • two in the corner regions of the lid 2 adjacent inserts 6 and sheet metal profiles are spaced apart and separated by a buffer 16 of TPE and decoupled, but also firmly connected by this buffer 16 to increase the torsional stiffness of the reinforcing frame.
  • the sheet metal profile is z. B. produced by rolling, bending or extrusion.
  • the thermal behavior of the metal of the insert 6 is thus decoupled from the thermoplastic material, in particular polycarbonate, the gating 5 when the insert 6 is coated or encapsulated with the plastic material of the gating 5 or the buffer 16.
  • the insert 6 of the invention allows the direct connection of the cover mechanism to a plastic cover or a plastic roof, in particular made of polycarbonate and avoids the disadvantages of the known inserts mentioned above.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffbauteil (1) eines Fahrzeugs mit zumindest einem Einlegeteil (6), das in das Kunststoffmaterial (5) des Kunststoffbauteils (1) eingebettet ist, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass das insbesondere metallische Einlegeteil (6) mittels einer Entkopplungsschicht (10) von dem Kunststoffmaterial des insbesondere durch Spritzgießen hergestellten Kunststoffbauteils (1) getrennt ist.

Description

Kunststoffbauteil eines Fahrzeugs mit einem Einlegeteil
Die Erfindung betrifft ein Kunststoffbauteil eines Fahrzeugs mit zumindest einem Einlegeteil, das in das Kunststoffmaterial des Kunststoffbauteils eingebettet ist.
Ein derartiges Kunststoffbauteil ist beispielsweise ein Deckel eines Fahrzeugdaches, mit dem eine Dachöffnung des Fahrzeugdaches wahlweise verschließbar oder zumindest teilweise freilegbar ist. Der Deckel ist beispielsweise aus Polycar- bonat hergestellt und ist mittels einer Deckelmechanik am Fahrzeugdach verstellbar gelagert. Teile der Deckelmechanik wie z. B. Lagerteile für Ausstellhebel sind am Deckel fest angebracht und sind Einlegeteile insbesondere aus Metall, die in den Kunststoff des Deckels oder in eine Randanspritzung oder Randumspritzung aus Kunststoff am Deckel zumindest teilweise eingelegt und eingegossen oder umspritzt sind. Das Eingießen oder Umspritzen der Einlegeteile kann jedoch hohen Qualitätsanforderungen nicht mit ausreichender Zuverlässigkeit genügen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Kunststoff- bauteil zu schaffen, bei dem die beschriebenen Nachteile beim Einbetten von Einlegeteilen in das Kunststoffmaterial vermieden werden, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen verbesserten Kunststoffbauteils anzugeben. Die Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Kunststoffbauteil erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Einlegeteil mittels einer Entkopplungsschicht von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffbauteils getrennt ist. Die Aufgabe wird des weiteren durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Entkopplungsschicht trennt das insbesondere metallische Einlegeteil von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffbauteils während dessen Herstellung und insbesondere während dem Spritzgießen des Kunststoffbauteils und auch nach seiner Einbettung in das Kunststoffbauteil, so dass das thermische Verhalten von ther- moplastischen Bauteilbereichen und benachbarten Bereichen des Einlegeteils voneinander entkoppelt ist und eine gegenseitige negative Beeinflussung ausgeschlossen ist.
Bei einer solchen Gestaltung eines Kunststoffbauteils wie z. B. eines Deckels ei- nes Fahrzeugdaches ist die Haftung zwischen den Einlegeteilen und dem Thermoplast-Kunststoff des Deckels bzw. der An- oder Umspritzung aufgrund der Entkopplungsschicht wesentlich verbessert und Spannungen durch das unterschiedliche Werkstoffverhalten der Einlegeteile und des Trägermaterials bzw. Kunststoffes insbesondere beim Abkühlen der beim Spritzgießen erwärmten Materialien können vermieden werden. Des weiteren wird vermieden, dass Scherwirkungen an den Übergängen der Metalleinlegeteile zum Kunststoffmaterial aufgrund von Wärmedehnungen auftreten können und dass Kerbspannungen sich im vergleichsweise starren und spröden Kunststoffmaterial wie insbesondere Polycar- bonat an den Ecken der Metalleinlegeteile bilden können. Schließlich kann eine verbesserte Oberflächenqualität bereitgestellt werden, da sich die eingebetteten Einlegeteil an der Oberfläche des Kunststoffbauteils aufgrund eines verbesserten Abkühlverhaltens der ummantelten und damit entkoppelten Einlegeteile gegenüber dem Kunststoffmaterial nicht mehr optisch erkennbar abzeichnen. Grundsätzlich sind statt des Spritzgießens auch andere Herstellungsverfahren anwendbar, bei denen ein inniger Kontakt zwischen dem mit der Entkopplungsschicht umspritzten oder ummantelten Einlegeteil und dem mit diesem insbeson- dere unter Wärmezufuhr in Kontakt gebrachten Kunststoffmaterial des Kunststoffbauteils hergestellt wird.
Als Kunststoffbauteil wird ein Bauteil bezeichnet, das zumindest einen Anteil an Kunststoffmaterial aufweist, in dem das Einlegeteil eingebettet wird bzw. ist, und es kann aus mehreren Teilen oder Komponenten bestehen.
Das Einlegeteil besteht zumindest in den relevanten Kontaktbereichen oder Einbettungsabschnitten aus metallischem Werkstoff oder aus einem Verbundwerkstoff aus unterschiedlichen Materialien. In einem erfindungsgemäßen Kunststoff- bauteil können mehrere gleiche oder unterschiedliche Einlegeteile eingebettet sein. Einlegeteile sind beispielsweise Profilstücke, Winkelteile, ein- oder mehrteilige Rahmen oder Schraubinserts.
Zweckmäßigerweise ist die Entkopplungsschicht als Anspritzung an dem Einlege- teil oder als Umspritzung des Einlegeteils gebildet, z. B. in der Art einer teilweisen oder vollständigen Ummantelung.
Beim Einbetten wird das Einlegeteil vollständig oder nur teilweise eingebettet, wobei z. B. ein Schenkel eines Einlegeteils in das Kunststoffmaterial teilweise eingebettet oder eingespritzt ist. Das Einbetten kann auch durch nur einseitiges flächiges Kontaktieren des Einlegeteils mit dem Kunststoffmaterial oder durch Anspritzen des Kunststoff materials an das Einlegeteil erfolgen.
Das Kunststoffmaterial, in das das Einlegeteil eingebettet wird, ist ein Thermo- plast wie z. B. bevorzugt Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyamid (PA), ein PC-Blend, oder Polyethylenterephtalat (PET). Aus diesem Kunststoffmaterial kann z. B. eine Scheibe eines Deckels eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches gebildet sein, in die Einlegeteile insbesondere randseitig außerhalb eines Durchsichtsbereichs der transparenten Scheibe eingespritzt werden, wobei die Einlegeteile zum Ankoppeln des Deckels an die Dachmechanik vorgesehen sind.
Als Kunststoffmaterial können auch PC-ABS-Blend, PC-PET-Blend, PC-PBT- Blend und andere PC-Blends, wie auch PMMA, PA, SAN, ASA, jeweils auch mit Glasfaserverstärkung, verwendet werden. Diese Kunststoffmaterialien können beispielsweise als zweite Komponente an die oben genannten Thermoplaste, die als erste Komponente z. B. die Scheibe bilden, insbesondere rahmenartig angespritzt werden und eine Aufnahme für die Einlegeteile bilden. Wesentlich ist, dass die voranstehend genannten Materialien überwiegend solche Materialeigenschaften aufweisen, die beim Einbetten von Einlegeteilen ohne die erfindungsgemäße Entkopplungsschicht zu den genannten Nachteilen führt.
Das Kunststoffmaterial der Entkopplungsschicht enthält eine elastomere Komponente und ist insbesondere ein thermoplastisches Elastomer (TPE). Die elastomere Komponente kann beispielsweise auch Gummi sein. Als TPE können bei- spielsweise die Typen TPE-O, TPE-V, TPE-U, TPE-S wie insbesondere SBS, SEBS, SEPS, SEEPS und MBS verwendet werden.
Die Entkopplungsschicht kann schon in einer Dicke von etwa 1 bis 2 mm ihre Funktion erfüllen. Jedoch kann die Entkopplungsschicht auch wesentlich dicker gebildet sein und z. B. eine stabile Verbindung von zumindest zwei Bauteilen eines mehrteiligen Verstärkungsrahmens z. B. eines Deckels bilden.
Das Kunststoff material der Entkopplungsschicht weist in bevorzugter Gestaltung eine Shore-A-Härte von 40 bis 80 auf. Damit ist das Kunststoffmaterial bzw. das TPE ausreichend weich, um auftretende Scherkräfte aufnehmen zu können, und auch ausreichend hart, um mechanische Kräfte, die durch Schütteln oder Vibrationen des Bauteils z. B. im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs erzeugt werden können, aufnehmen und auch dämpfen zu können. Die Entkopplungsschicht kann auch Maßänderungen bei unterschiedlicher Wärmedehnung des Kunststoffbauteils oder Deckels und des Einlegeteils aufnehmen.
Besonders bevorzugt ist daher, dass das Material der Entkopplungsschicht bzw. das TPE angeschmolzen oder aufgeschmolzen wird, wenn das einbettende Kunststoffmaterial ein- oder angespritzt wird, so dass ein haftungsfähiger Verbund aus den in Kontakt gebrachten Kunststoffmaterialien gebildet wird. Daher muss hierfür die Schmelztemperatur des einbettenden Kunststoffmaterials bzw. Thermoplasts ausreichend hoch sein.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffbauteils eines Fahrzeugs, bei dem ein Einlegeteil in das Kunststoffmaterial des Kunst- Stoffbauteils eingebettet wird, wird das insbesondere metallische Einlegeteil zumindest in einem Einbettungsabschnitt mit einem thermoplastischen Elastomer zur Bildung einer Entkopplungsschicht umspritzt und beim Umspritzen des Einlegeteils mit einem Thermoplast wird das thermoplastische Elastomer der Entkopplungsschicht an- oder aufgeschmolzen, um einen haftungsfähigen Verbund zwi- sehen der Entkopplungsschicht und dem einbettenden Kunststoffmaterial zu bilden.
Dabei kann das Kunststoffbauteil insbesondere in einem 2-K-Spritzgießverfahren oder in einem 3-K-Spritzgießverfahren hergestellt werden. Bei dem 2-K-Spritz- gießverfahren wird das mit der Entkopplungsschicht schon ummantelte Einlegeteil in eine Spritzgussform eingelegt und in das Kunststoffmaterial eingebettet, wohingegen beim 3-K-Spritzgießverfahren auch das Aufbringen der Entkopplungsschicht auf das Einlegeteil in der Spritzgussform erfolgt. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Kunststoffbauteile und Einlegeteile unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: in einer Querschnittsansicht in Teildarstellung ein erfindungsgemäßes Kunststoffbauteil mit einem umspritzten und in Kunststoffmaterial eingebetteten Einlegeteil; in einer Querschnittsansicht das Einlegeteil gemäß Fig. 1 mit einer umspritzten Entkopplungsschicht; in einer Querschnittsansicht ein weiteres Einlegeteil mit einer Entkopplungsschicht; in einer Querschnittsansicht ein Einlegeteil mit einer Entkopplungsschicht gemäß einer weiteren Ausführungsform; in einer Draufsicht ein Kunststoffbauteil in Gestalt eines Deckels mit Einlegeteilen; in einer Querschnittsansicht das Kunststoffbauteil der Fig. 5 entlang der Schnittebene A - A in Fig. 5; und in einer Querschnittsansicht das Kunststoffbauteil der Fig. 5 entlang der Schnittebene B - B in Fig. 5.
Ein Kunststoffbauteil 1 eines Fahrzeugs ist z. B. als Deckel 2 für eine Dachöffnung eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches wie z. B. eines Schiebe-, Hub- oder Spoilerdaches gebildet. Der Deckel 2 enthält eine Scheibe 3 aus transparentem Kunststoffmaterial wie z. B. Polycarbonat mit einer randseitig an der Innenseite 4 der Scheibe 3 angebrachten Anspritzung 5, die aus einem z. B. nicht transparenten und beispielsweise schwarzen Kunststoffmaterial wie z. B. PC-ABS gebildet ist. Grundsätzlich kann die Scheibe 3 jedoch auch aus Glas bestehen.
In der Anspritzung 5, die z. B. nur an der Unter- oder Innenseite 4 der Scheibe 3 oder auch einen Rand der Scheibe 3 umgreifend gebildet sein kann und die auch als Verdickung der Scheibe 3 gebildet sein kann, ist ein Einlegeteil 6 teilweise eingespritzt. Das Einlegeteil 6 ist beispielsweise ein im Querschnitt T-förmiges Metallprofil mit einem Basisblech 7 und einem hiervon senkrecht abstehenden Schenkel 8. Das Einlegeteil 6 stellt ein Verankerungsteil einer Deckelmechanik zum Verstellen des Deckels 2 dar und enthält eine Bohrung 9 zum Befestigen eines Teils der Deckelmechanik wie z. B. eines Ausstellhebels oder dergleichen (nicht dargestellt).
Das Einlegeteil 6 ist zumindest in dem Bereich, in dem es in der Anspritzung 5 eingebettet ist, von einer Entkopplungsschicht 10 umgeben (siehe auch Fig. 2, die das umspritzte Einlegeteil 6 vor dem Einbetten zeigt). Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Basisblech 7 und ein Abschnitt 11 des Schenkels 8 von der Entkopplungsschicht 0 umgeben oder ummantelt bzw. mit dieser umspritzt. Die Entkopplungsschicht 10 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff wie z. B einem thermoplastischen Elastomer (TPE). Die Ansprit- zung 5 des Beispiels der Fig. 1 kann auch nur an der dem Schenkel 8 gegenüberliegenden Oberseite des Basisblechs 7 vorgesehen sein und die Unterseite des Basisblechs 7 mit der daran angebrachten Entkopplungsschicht 10 unbedeckt lassen, so dass diese an der Unterseite des Deckels 2 sichtbar ist. Ein weiteres Einlegeteil 6 (siehe Fig. 3) ist im Querschnitt L-förmig gebildet mit einem Basisblech 7 und einem Schenkel 8 , wobei im wesentlichen nur das Basisblech 7 von einer Entkopplungsschicht 10 umgeben ist und auch nur das Basisblech 7 in einem Kunststoffmaterial des Kunststoffbauteils eingebettet wird. Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des Einlegeteils 6 der Fig. 3, jedoch ist das Basisblech 7 gekrümmt und enthält auf seiner gemäß Fig. 4 unteren Fläche sowie auf der gegenüberliegenden oberen Fläche jeweils eine Beschichtung mit der Entkopplungsschicht 10. Zweckmäßigerweise hat dieses Einlegeteil 6 in seinem Einbauzustand an einem Kunststoffbauteil nur über diese mit der Entkopplungsschicht 10 beschichteten Bereiche Kontakt mit dem Kunststoffmaterial des Kunststoffbauteils. Ein derartiges Einlegeteil 6 kann an einem Kunststoffbauteil gemäß einem Verfahren an- oder eingespritzt werden, bei dem zunächst das insbesondere metallische Einlegeteil 6 mit einem thermoplastischen Elastomer (TPE) zur Bildung zumindest einer Entkopplungsschicht 10 umspritzt wird. In einem 2K-Spritzgieß- verfahren wird in einem entsprechenden Spritzgusswerkzeug die erste Komponente, gemäß Fig. 1 die Scheibe 3 aus transparentem Kunststoff, hergestellt. Nach dem Öffnen des Spritzgusswerkzeugs wird das zumindest eine vorbereitete und mit der Entkopplungsschicht 10 versehene Einlegeteil 6 in das Spritzgusswerkzeug eingelegt. Nach dem Schließen des Spritzgusswerkzeugs wird die zweite Komponente in Form des Kunststoffmaterials der Anspritzung 5 eingespritzt. Dabei schmilzt das TPE der Entkopplungsschicht 10 an oder auf, so dass ein haftungsbildender Verbund entsteht, wobei hierfür die Schmelztemperatur der zweiten Komponente ausreichend hoch sein muss, so dass das TPE zumindest angeschmolzen wird. Das Einlegeteil 6 kann dabei vollständig umschlossen wer- den, z. B. bei einem Verstärkungsblech, oder partiell in bestimmten Bereichen, z. B. dem Basisblech 7, oder das Kunststoffmaterial kann auch nur einseitig an die Entkopplungsschicht 10 angespritzt werden.
Stets muss jedoch zwischen der Grenzfläche von Werkstoff bzw. Metall des Ein- legeteils zu Thermoplast eine Entkopplungsschicht aus TPE vorhanden sein.
Gemäß einem alternativen Verfahren wird das Kunststoffbauteil in einem 3- Komponenten-Spritzgussverfahren hergestellt. Dabei wird zunächst in einer Kavität des Spritzgusswerkzeugs der Durchsichtsbereich bzw. die Scheibe 3 (erste Komponente) gefertigt. Nach dem Umsetzen oder Übergeben des Durchsichtsbereichs bzw. der Scheibe 3 in eine zweite Kavität des Spritzgusswerkzeugs werden gleichzeitig oder nacheinander die TPE-Komponente und die zweite Komponente (Thermoplast) derart eingespritzt, dass stets die Entkopplungsschicht 10 aus TPE zwischen dem Werkstoff bzw. Metall des Einlegeteils 6 und dem Thermoplast der Anspritzung 5 vorhanden ist. Diese beiden beispielhaft genannten Herstellungsverfahren können über die Ausführungsbeispiele hinaus allgemein für jede Art von erfindungsgemäßen Kunst- stoffbauteilen verwendet werden. Das TPE kann grundsätzlich hart oder weich sein, jedoch soll es weich genug sein, um Scherkräfte aufnehmen zu können, und hart genug, um mechanische Kräfte, die z. B. durch Erschütterungen des Kunststoffbauteils auftreten, aufnehmen zu können. Das in Fig. 5 bis 7 dargestellte Kunststoffbauteil stellt einen Deckel 2 eines Fahrzeugdaches dar und enthält eine transparente Scheibe 3 aus beispielsweise Polycarbonat, an deren Unter- oder Innenseite randseitig eine umlaufende Anspritzung 5 aus PC-ABS angebracht ist. Ein Verstärkungsrahmen ist aus vier Einlegeteilen 6 in Form von modularen Blechprofilen gebildet, die an den vier Randseiten 12 des Deckels 2 im Bereich der Anspritzung 5 angebracht sind. Jedes Einlegeteil 6 bzw. Blechprofil ist mittels einer TPE-Entkopplungsschicht, die als vergleichsweise dicker Streifen gebildet ist, an der Anspritzung 5 von dieser beabstandet angebracht. Dabei sind die beiden Schenkel 13 des Blechprofils und seine Innenseite 14 eingespritzt und ummantelt, wohingegen die Außenseite 15 des Mittelbereichs des Blechprofils von TPE nicht bedeckt ist. Jeweils zwei in den Eckbereichen des Deckels 2 aneinander angrenzende Einlegeteile 6 bzw. Blechprofile sind voneinander beabstandet und durch einen Puffer 16 aus TPE voneinander getrennt und entkoppelt, jedoch durch diesen Puffer 16 zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit des Verstärkungsrahmens auch miteinander fest verbunden. Das Blechprofil wird z. B. durch Rollen, Biegen oder Strangpressen hergestellt.
Durch die zumindest eine Entkopplungsschicht 10 wird somit das thermische Verhalten des Metalls des Einlegeteils 6 vom thermoplastischen Kunststoffmaterial, wie insbesondere Polycarbonat, der Anspritzung 5 beim An- oder Umspritzen des Einlegeteils 6 mit dem Kunststoffmaterial der Anspritzung 5 bzw. dem Puffer 16 entkoppelt. Das erfindungsgemäße Einlegeteil 6 gestattet die direkte Anbindung der Deckelmechanik an einen Kunststoffdeckel bzw. ein Kunststoffdach insbesondere aus Polycarbonat und vermeidet die eingangs genannten Nachteile der bekannten Einlegeteile.
Bezugszeichenliste
Kunststoffbauteil 9 Bohrung
Deckel 10 Entkopplungsschicht
Scheibe 11 Abschnitt
Innenseite 12 Randseite
Anspritzung 13 Schenkel
Einlegeteil 14 Innenseite
Basisblech 15 Außenseite
Schenkel 16 Puffer

Claims

Patentansprüche
Kunststoffbauteil eines Fahrzeugs mit zumindest einem Einlegeteil, das in das Kunststoffmaterial des Kunststoffbauteils eingebettet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Einlegeteil (6) mittels einer Entkopplungsschicht (10) von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffbauteils (1) getrennt ist.
Kunststoffbauteil nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (6) gänzlich oder zumindest in einem von der Entkopplungsschicht (10) bedeckten Abschnitt aus metallischem Werkstoff besteht.
Kunststoffbauteil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass es durch Spritzgießen hergestellt ist.
Kunststoffbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplungsschicht (10) als Anspritzung an dem Einlegeteil (6) oder an einem Abschnitt des Einlegeteils (6) oder als Umspritzung des Einlegeteils (6) oder eines Abschnitts des Einlegeteils (6) gebildet ist.
Kunststoffbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplungsschicht (10) eine elasto- mere Komponente enthält und insbesondere ein thermoplastisches Elastomer ist.
6. Kunststoffbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial des Kunststoffbauteils (1) ein Thermoplast wie Polycarbonat oder ein PC-Blend ist. 7. Kunststoffbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffbauteil (1) eine erste Komponente und eine zweite Komponente aufweist und zumindest die zweite Komponente (5) aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. 8. Kunststoffbauteil nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente eine insbesondere rahmenartige Anspritzung (5) an der ersten Komponente (3) des Kunststoffbauteils (1) ist. 9. Kunststoffbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei gleiche oder unterschiedliche Einlegeteile (6) eingebettet sind.
10. Kunststoffbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff material der Entkopplungsschicht (10) ein Shore-A-Härte von 40 bis 80 aufweist. 1. Kunststoffbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 0,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffbauteil (1 ) ein verstellbarer Deckel (2) eines Fahrzeugdaches, ein festes Flächenteil eines Fahrzeugs, ein Windabweiser oder ein an einem anderen Fahrzeugbauteil angespritztes Bauteil ist.
12. Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffbauteils eines Fahrzeugs, bei dem ein Einlegeteil in das Kunststoffmaterial des Kunststoffbauteils eingebettet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Einlegeteil (6) zumindest in einem Einbettungsabschnitt mit ei- nem thermoplastischen Elastomer zur Bildung einer Entkopplungsschicht (10) umspritzt wird und
dass beim Umspritzen des Einlegeteils (6) mit einem Thermoplast das thermoplastische Elastomer der Entkopplungsschicht (10) an- oder aufge- schmolzen wird, um einen haftungsfähigen Verbund zwischen der Entkopplungsschicht (10) und dem einbettenden Kunststoffmaterial zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffbauteil (1) in einem 2-K- Spritzgießverfahren oder in einem 3-K-Spritzgießverfahren hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 zum Herstellen eines Kunststoffbauteils (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.
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