WO2024110182A1 - VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES, VORZUGSWEISE POLYMEREN, AUßENANBAUTEILS EINES KRAFTFAHRZEUGES - Google Patents

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES, VORZUGSWEISE POLYMEREN, AUßENANBAUTEILS EINES KRAFTFAHRZEUGES Download PDF

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WO2024110182A1
WO2024110182A1 PCT/EP2023/080917 EP2023080917W WO2024110182A1 WO 2024110182 A1 WO2024110182 A1 WO 2024110182A1 EP 2023080917 W EP2023080917 W EP 2023080917W WO 2024110182 A1 WO2024110182 A1 WO 2024110182A1
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external attachment
attachment
injection molding
external
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PCT/EP2023/080917
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Stefan Dietel
Fabian Röder
Marc Schulz
Alexander Schwarz
Henning Koch
Werner Lang
Holger Uhl
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Rehau Automotive Se & Co. Kg
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    • G01S2015/938Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details in the bumper area

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a preferably polymeric external attachment part of a motor vehicle, in particular a bumper,
  • the external attachment part is provided with an opening in the area of the receiving device attached thereto, which opening enables the electrical sensor, after its mounting on the receiving device, to communicate without interference with the external environment of the external attachment part mounted on the motor vehicle.
  • the mounting device can be firmly attached to the preferably thermoplastic external attachment, for example by means of a welding process, and is used for the precise positioning of the sensor on the external attachment.
  • the sensor often passes through this opening so that the outer edge of the sensor is flush with the outer edge of the opening, for example, which is desired for optical reasons.
  • the corresponding openings on the external attachment are usually made by means of a punching process after the actual injection molding of the external attachment, as described, for example, in EP 3 271 136 B1. This process has proven itself, but represents an additional work step in the manufacture of the external attachment and must meet the high quality requirements that are usual for visible components in the automotive industry.
  • the object of the invention is to provide a method with the features described above which can be carried out cost-effectively.
  • the opening on the external attachment is created in the injection molding tool during the injection molding process.
  • the separate process step of creating the opening can be omitted if all vehicles in the corresponding vehicle series are equipped with corresponding sensors, i.e. these sensors are part of the vehicle's standard equipment.
  • the opening creation can be integrated directly into the injection molding process and the additional process step of punching can be omitted, which not only reduces the process engineering effort but also shortens the production time for producing the external attachment. The effort regularly required to insert the corresponding punching tools is also eliminated.
  • the positioning tolerances specified for the opening can be more easily maintained due to the injection molding of the external attachment together with the opening "in one step".
  • the optically perfect positioning of the sensor within the opening (in particular no overhang or underhang) can also be more easily ensured using the process according to the invention.
  • the invention provides greater design freedom with regard to the positioning of the opening, since it can be placed closer to contours that are disruptive to a punching process (e.g. stiffeners or the like).
  • irregularities that cannot be completely excluded during punching are eliminated, such as the formation of a visible substrate edge on, for example, painted components or stress whitening.
  • the teaching according to the invention can also be applied in the event that not all vehicles in a corresponding vehicle series are equipped with corresponding sensors.
  • the corresponding openings are expediently subsequently closed again for the usually few vehicles without sensors.
  • the attachment of the holding device for mounting the sensor on the external attachment can be carried out in a separate work step after the injection molding of the external attachment, as is usual in the state of the art when punching the openings if necessary.
  • the teaching according to the invention also basically allows the attachment of the holding device on the external attachment as well as the creation of the opening according to the invention to be integrated directly into the process for injection molding the external attachment, i.e. the holding device can be molded onto the external attachment in one piece in this way.
  • the opening preferably has at least one inner edge surface that is aligned at an angle to the opening axis.
  • This makes it easier to remove the part from the injection mold, e.g. from a tool half or from a tool slide.
  • this design provided the inclined inner edge surface borders on the inside of the external attachment and widens towards this inside - also offers the possibility of making it easier to insert the sensor into the opening in the sense of an insertion bevel for the sensor formed by the opening contour.
  • this insertion bevel makes it easier to install a decoupling ring that is expediently installed between the sensor and the external attachment and reduces the risk of this ring turning inside out during assembly.
  • the opening expediently has two adjacent inner edge surfaces, each aligned at an angle to the opening axis, which define the free cross-section of the opening in their adjacent area. This results in particular in these two surfaces expanding towards the outer and inner surfaces of the external attachment, so that the inner border area of the two surfaces defines the narrowest area of the opening and thus its free cross-section through which the sensor signals can pass unhindered.
  • Opening axis means in particular an axis running through the opening, e.g. centrally, which is aligned perpendicular to the local plane of the external attachment. This makes it possible overall for the external attachment to be easily demolded from the injection molding tool in the area of the opening.
  • the border area is expediently located in a parting plane of the injection molding tool. This also makes it easier to demold the external attachment from the injection molding tool in the area of the opening.
  • the border area can have an annular separation recess.
  • This recess is advantageous in terms of process technology and ensures a defined, geometrically clean design of the opening in the area of the separation plane during Injection molding process.
  • the separation recess is expediently designed to be comparatively narrow and has a web width of 0.1 to 0.5 mm, in particular 0.2 to 0.4 mm.
  • An inner boundary surface expediently has a straight funnel shape and encloses an opening angle of 5° to 30°, preferably 7° to 25°, with the opening axis.
  • Straight funnel shape means that, seen in cross section, the funnel formed by the inner boundary surface has a linear boundary wall.
  • an inner edge surface which preferably forms an outer area of the external attachment, is curved in a funnel shape.
  • a funnel shape is often desired for optical reasons when designing the external attachment in the area of the sensor and can also be created subsequently when using the punching methods described in the prior art, which is comparatively demanding and therefore complex in view of the high optical requirements that must be met.
  • this desired funnel shape can be created directly during injection molding, which results in further process-related advantages when producing the external attachment.
  • the mechanical and thermal stress on the external attachment caused by the punching process is eliminated, which is particularly important with regard to the painting of the external attachment that is usually carried out before punching.
  • the surface of the external attachment facing away from this surface i.e. preferably its inner surface, is expediently also curved.
  • the external attachment can be painted after the injection molding process that creates the opening. This means that the usual practice of punching the opening on the already painted component, which requires very careful punching in order to avoid damage to the paint in this area, is also eliminated according to the invention.
  • Fig. 1 shows an external motor vehicle component manufactured according to the invention in
  • Fig. 2a shows an opening shown in Fig. 1 and produced according to the invention by injection molding in a sectional view
  • Fig. 2b shows another opening produced according to the invention in a representation corresponding to Fig. 2a
  • FIG. 3 the injection molding tool halves in the area shown in Fig. 2b
  • Fig. 4 shows another opening produced according to the invention in a representation corresponding to Fig. 2a
  • Fig. 1 shows a polymeric external attachment 1 of a motor vehicle (not shown) in the form of a front bumper (e.g. made of PP) produced according to the invention in a three-dimensional representation.
  • the external attachment 1 shown was shaped by means of an injection molding process in an injection molding tool 2, a section of which is shown in Fig. 3.
  • the external attachment 1 is equipped with several electrical parking sensors (not shown). For each parking sensor, a mounting device (also not shown) is attached to the inner side 8 of the external attachment 1, in which the respective sensor can be mounted in a precise position.
  • the external attachment 1 is provided with an opening 3, 4, 5, 6 in the area of the sensors, which enables the corresponding electrical sensor, after it has been mounted on the mounting device, to communicate without interference with the outside environment of the external attachment 1 mounted on the motor vehicle.
  • the external attachment 1 When the external attachment 1 is mounted on the motor vehicle, its outer side 11 is visible from the outside as a component of the motor vehicle.
  • the openings 3, 4, 5, 6 shown in Fig. 1 are created on the external attachment 1 during the injection molding process in the injection molding tool 2.
  • the separate process step of creating the openings for example by means of a punching process, which is usual in the prior art, can be omitted in particular if all vehicles of the corresponding vehicle series equipped with the external attachment 1 are equipped with corresponding sensors, i.e. these sensors are part of the standard equipment of the vehicle.
  • the creation of the openings 3, 4, 5, 6 can be integrated directly into the injection molding process and the additional process step of punching can be omitted.
  • the attachment of the mounting devices for mounting the sensors on the external attachment 1 can be carried out in a separate work step after the injection molding of the external attachment 1, as is usual in the prior art when punching the openings if necessary.
  • the teaching according to the invention also basically allows the attachment of the mounting devices on the external attachment 1 as well as the inventive creation of the openings 3, 4, 5, 6 to be integrated directly into the process for injection molding the external attachment 1, i.e. the mounting device can be molded in one piece onto the external attachment 1 in this way.
  • Fig. 2a shows the opening 3 shown in Fig. 1 in detail in a three-dimensional cross-sectional view. It can be seen that the opening 3 has an inner edge surface 7 which is aligned obliquely to the opening axis x. This makes it easier to remove the mold from the injection molding tool 2, e.g. from a tool half or from a tool slide.
  • the obliquely aligned inner edge surface 7 borders on the inner side 8 of the external attachment 1 and widens towards this inner side 8. This also makes it easier to insert the sensor from the inner side 8 into the opening 3 in the sense of an insertion bevel for the sensor formed by the opening contour predetermined by the inner edge surface 7.
  • the opening 3 has two adjacent inner edge surfaces 9, 7, each aligned obliquely to the opening axis x, in the exemplary embodiment rotationally symmetrical to the axis x, which define the free cross section of the opening 3 in their adjacent area 10. Both surfaces 9, 7 expand towards the outside 11 or the inside 8 of the external attachment, so that the inner border area 10 of the two surfaces 7, 9 defines the narrowest area of the opening 3 and thus its free cross-section through which sensor signals can pass unhindered.
  • the opening axis x is an axis that runs centrally through the opening 3 and is aligned perpendicular to the local plane of the external attachment 1.
  • the border area 10 lies in a parting plane 12 of the injection molding tool 2 (see Fig. 3). It can be seen in Fig. 2a that the border area 10 has an annular separation recess 13 (see also enlarged section in Fig. 3). This recess 13 is advantageous in terms of process technology and ensures a defined, geometrically clean design of the opening edge in the area of the parting plane 12 during the injection molding process.
  • the separation recess 13 has a web width s of 0.1 to 0.5 mm, in particular 0.2 to 0.4 mm.
  • the inner edge surface 7 adjacent to the inner side 8 of the external attachment 1 has a straight funnel shape and encloses an opening angle a of 10° with the opening axis x in the embodiment according to Fig. 2a.
  • Straight funnel shape means that, seen in cross-section, the funnel formed by the inner boundary surface 7 has a linear boundary wall.
  • Such a funnel shape is often desired for optical reasons when designing the external attachment 1 in the area of the sensor and can also be produced subsequently using the punching processes described above, which are known in the prior art and are comparatively demanding and therefore complex in view of the high optical requirements to be met.
  • this desired funnel shape can be produced directly by appropriately shaping the injection molding tool 2 during injection molding, which results in further process-related advantages when producing the external attachment 1.
  • the mechanical and thermal stress on the external attachment 1 required for funnel production is eliminated, which is particularly important with regard to the comparatively sensitive paint 15 (see Fig. 2b) that is usually applied to the external attachment 1 before the funnel production or punching.
  • the external attachment 1 can be painted according to the invention after the injection molding process that produces both the opening 3 and the funnel shape described above. This means that the punching of the opening 3 on the already painted component, which is common in practice and requires very careful punching in order to avoid paint damage in this area, is also eliminated according to the invention.
  • the surface 16 facing away from this surface 9 on the opposite inner side 8 of the outer attachment part 1 is also curved, so that the basic wall thickness of the outer attachment part 1 is at least substantially maintained in this area.
  • Fig. 3 shows the corresponding local design of the two injection molding tool halves 20, 30 of the injection molding tool 2 with respect to the embodiment according to Fig. 2b.
  • the core 20 shown above has a certain projection 13' relative to the die 30 at the parting plane 12 in the area of the opening 3 for manufacturing reasons (see enlarged detail), which causes the previously described separation recess 13 in the adjacent area 10 of the opening 3.
  • Fig. 4 again shows an opening 40 produced according to the invention in detail in a three-dimensional cross-sectional view.
  • the inner edge surface 7 with a straight funnel shape adjacent to the inner side 8 of the external attachment part 1 has a larger opening angle a here compared to Fig. 2a, which is 20° in Fig. 4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines, vorzugsweise polymeren, Außenanbauteils (1) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Stoßfängers, wobei zunächst die Formgebung des Außenanbauteils (1) mittels eines Spritzgussvorgangs in einem Spritzgusswerkzeug (2) erfolgt, wobei an das Außenanbauteil (1) mindestens eine Aufnahmevorrichtung zur Montage eines Anschlusselementes am Außenanbauteil (1) in Form eines elektrischen Sensors angebracht wird, wobei das Außenanbauteil (1) im Bereich der daran angebrachten Aufnahmevorrichtung mit einer Öffnung (3, 4, 5, 6) versehen wird, welche dem elektrischen Sensor nach dessen Montage an der Aufnahmevorrichtung eine störungsfreie Kommunikation mit der Außenumgebung des am Kraftfahrzeug montierten Außenanbauteils (1) ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Öffnung (3, 4, 5, 6) am Außenanbauteil (1) während des Spritzgussvorgangs im Spritzgusswerkzeug (2) erzeugt.

Description

REHAU Automotive SE & Co. KG
Verfahren zur Herstellung eines, vorzugsweise polymeren, Außenanbauteils eines Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines, vorzugsweise polymeren, Außenanbauteils eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Stoßfängers,
- wobei zunächst die Formgebung des Außenanbauteils mittels eines Spritzgussvorgangs in einem Spritzgusswerkzeug erfolgt,
- wobei an das Außenanbauteil mindestens eine Aufnahmevorrichtung zur Montage eines Anschlusselementes am Außenanbauteil in Form eines elektrischen Sensors angebracht wird, und
- wobei das Außenanbauteil im Bereich der daran angebrachten Aufnahmevorrichtung mit einer Öffnung versehen wird, welche dem elektrischen Sensor nach dessen Montage an der Aufnahmevorrichtung eine störungsfreie Kommunikation mit der Außenumgebung des am Kraftfahrzeug montierten Außenanbauteils ermöglicht.
Die Aufnahmevorrichtung kann beispielsweise mittels eines Schweißvorganges an dem vorzugsweise thermoplastischen Außenanbauteil stoffschlüssig befestigt werden und dient zur positionsgenauen Montage des Sensors am Außenanbauteil. In der Praxis sind derartige Sensoren häufig als PDC-Sensoren (PDC = Park Distance Control) bzw. PTS-Sensoren (PTS = Park Tronic System) am Außenanbauteil montiert, wobei die PDC-/PTS-Sensoren in der Regel als Einparkhilfen bzw. als Abstandswarner dienen. Damit ein entsprechender Sensor störungsfrei mit der Außenumgebung des entsprechenden Kraftfahrzeugs kommunizieren und z.B. Abstände zu möglichen Kollisionsgegenständen (bspw. einem benachbarten, parkenden Fahrzeug) erkennen kann, befindet sich in der Regel in Signalsendungs- bzw. Signalempfangsrichtung des Sensors gesehen eine Öffnung am Außenanbauteil, durch welche hindurch der Sensor Signale senden und empfangen kann. Häufig wird diese Öffnung vom Sensor durchfasst, so dass der Außenrand des Sensors z.B. bündig mit der Außenberandung der Öffnung abschließt, was bspw. aus optischen Gründen gewünscht ist. Die entsprechenden Öffnungen am Außenanbauteil werden in der Regel mittels eines Stanzverfahrens nach der eigentlichen spritzgusstechnischen Herstellung des Außenanbauteils in dieses eingebracht, so wie beispielsweise in der EP 3 271 136 B1 beschrieben. Dieses Verfahren hat sich bewährt, stellt allerdings einen zusätzlichen Arbeitsschritt bei der Herstellung des Außenanbauteils dar und muss den in der Kraftfahrzeugbranche für Sichtbauteile üblichen hohen Qualitätsanforderungen entsprechen.
Vor dem beschriebenen Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, welches kostengünstig durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Öffnung am Außenanbauteil während des Spritzgussvorgangs im Spritzgusswerkzeug erzeugt wird. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der separate Verfahrensschritt der Öffnungserzeugung entfallen kann, sofern alle Fahrzeuge der entsprechenden Fahrzeugserie mit entsprechenden Sensoren ausgestattet sind, diese Sensoren also zur Serienausstattung des Fahrzeugs gehören. Dann kann erfindungsgemäß die Öffnungserzeugung direkt in den Spritzgussvorgang integriert werden und der zusätzliche Verfahrensschritt der Stanzung entfallen, wodurch neben der Reduzierung des verfahrenstechnischen Aufwandes insbesondere auch die Fertigungsdauer für die Herstellung des Außenanbauteils verkürzt wird. Ebenso entfällt der regelmäßig erforderliche Aufwand zum Einfahren der entsprechenden Stanzwerkzeuge. Gleichzeitig können die bzgl. der Öffnung vorgegebenen Positionierungstoleranzen aufgrund der Spritzguss-Fertigung des Außenanbauteils mitsamt der Öffnung „in einem Schritt“ einfacher eingehalten werden. Auch die optisch einwandfreie Positionierung des Sensors innerhalb der Öffnung (insbesondere kein Über- bzw. Unterstand) kann mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens leichter gewährleistet werden. Ferner ergibt sich erfindungsgemäß eine größere Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Positionierung der Öffnung, da diese näher an Konturen platziert werden kann, welche hinsichtlich eines Stanzvorganges störend sind (z.B. Versteifungen o. dergl.). Darüber hinaus entfallen Unregelmäßigkeiten, die beim Stanzen nicht vollständig ausgeschlossen werden können, wie z.B. die Bildung einer sichtbaren Substratkante bei bspw. lackierten Bauteilen bzw. Weißbruch. Auch für den Fall, dass nicht grundsätzlich alle Fahrzeuge einer entsprechenden Fahrzeugserie mit entsprechenden Sensoren ausgestattet werden, kann die erfindungsgemäße Lehre angewandt werden. In einem solchen Fall werden zweckmäßigerweise für die in der Regel wenigen Fahrzeuge ohne Sensoren die entsprechenden Öffnungen nachträglich wieder verschlossen. Die Anbringung der Aufnahmevorrichtung zur Montage des Sensors am Außenanbauteil kann nach der spritzgusstechnischen Formgebung des Außenanbauteils in einem separaten Arbeitsschritt erfolgen, so wie dies gemäß dem Stand der Technik bei Stanzung der Öffnungen im Bedarfsfall üblich ist. Die erfindungsgemäße Lehre erlaubt es grundsätzlich aber auch, die Anbringung der Aufnahmevorrichtung am Außenanbauteil ebenso wie die erfindungsgemäße Erzeugung der Öffnung direkt in den Vorgang zur Spritzgussformgebung des Außenanbauteils zu integrieren, also die Aufnahmevorrichtung auf diesem Weg einstückig an das Außenanbauteil anzuformen.
Vorzugsweise weist die Öffnung mindestens eine Innenberandungsfläche auf, die schräg zur Öffnungsachse ausgerichtet ist. Hierdurch wird eine Entformung aus dem Spritzgusswerkzeug, z.B. aus einer Werkzeughälfte oder auch aus einem Werkzeug-Schieber erleichtert. Insbesondere bietet diese Gestaltung - sofern die schräg ausgerichtete Innenberandungsfläche an die Innenseite des Außenanbauteils angrenzt und sich zu dieser Innenseite hin erweitert - aber auch die Möglichkeit, die Einführung des Sensors in die Öffnung im Sinne einer durch die Öffnungskontur gebildeten Einführschräge für den Sensor zu erleichtern. Darüber hinaus ermöglicht diese Einführungsschräge, dass ein zwischen Sensor und Außenanbauteil zweckmäßigerweise zu verbauender Entkopplungsring leichter montierbar ist und die Gefahr eines Umstülpens dieses Ringes bei der Montage verringert wird. Zweckmäßigerweise weist die Öffnung zwei aneinander angrenzende, jeweils schräg zur Öffnungsachse ausgerichtete Innenberandungsflächen auf, die in ihrem Angrenzungsbereich den freien Querschnitt der Öffnung definieren. Daraus ergibt sich insbesondere, dass sich diese beiden Flächen jeweils zur Außen- bzw. Innenoberfläche des Außenanbauteils hin erweitern, der innere Angrenzungsbereich der beiden Flächen also den engsten Bereich der Öffnung definiert und somit deren freien Querschnitt, durch den die Sensor-Signale ungehindert hindurchtreten können. Öffnungsachse meint insbesondere eine durch die Öffnung, z.B. zentrisch, verlaufende Achse, welche senkrecht zur lokalen Ebene des Außenanbauteils ausgerichtet ist. Dadurch ist insgesamt eine gute Entformbarkeit des Außenanbauteils aus dem Spritzgusswerkzeug im Bereich der Öffnung möglich. Zweckmäßigerweise liegt der Angrenzungsbereich in einer Trennebene des Spritzgusswerkzeugs. Auch dies erleichtert eine Entformung des Außenanbauteils aus dem Spritzgusswerkzeug im Bereich der Öffnung.
Der Angrenzungsbereich kann einen ringförmigen Trennungsrücksprung aufweisen. Dieser Rücksprung ist verfahrenstechnisch vorteilhaft und gewährleistet eine definierte, geometrisch saubere Ausgestaltung der Öffnung im Bereich der Trennebene während des Spritzgussvorganges. Zweckmäßigerweise ist der Trennungsrücksprung vergleichsweise schmal ausgebildet und weist eine Stegbreite von 0,1 bis 0,5 mm, insbesondere 0,2 bis 0,4 mm auf.
Zweckmäßigerweise weist eine Innenberandungsfläche eine gerade Trichterform auf und schließt mit der Öffnungsachse einen Öffnungswinkel von 5° bis 30°, vorzugsweise 7° bis 25°, ein. Gerade Trichterform meint, dass im Querschnitt gesehen der von der Innenberandungsfläche gebildete Trichter eine lineare Begrenzungswand aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine, vorzugsweise einen Außenbereich des Außenanbauteils bildende, Innenberandungsfläche gekrümmt trichterförmig ausgebildet. Eine solche Trichterform wird bei der Ausgestaltung des Außenanbauteils im Bereich des Sensors aus optischen Gründen häufig gewünscht und ist bei der Anwendung der im Stand der Technik vorbeschriebenen Stanzverfahren entsprechend auch nachträglich zu erzeugen, was Hinblick auf die zu erfüllenden hohen optischen Ansprüche vergleichsweise anspruchsvoll und daher aufwändig ist. Beim erfindungsgemäßen Verfahren hingegen kann die Erzeugung dieser gewünschten Trichterform direkt beim Spritzgießen erfolgen, wodurch sich weitere verfahrenstechnische Vorteile bei der Herstellung des Außenanbauteils ergeben. So entfällt insbesondere die mechanische sowie auch thermische Belastung des Außenanbauteils durch den Stanzvorgang, was vor allem hinsichtlich der in der Regel vor der Stanzung durchgeführten Lackierung des Außenanbauteils von Bedeutung ist. Zweckmäßigerweise ist im Bereich der gekrümmten Innenberandungsfläche die dieser Fläche abgewandte Oberfläche des Außenanbauteils, also vorzugsweise deren innere Oberfläche, ebenfalls gekrümmt ausgebildet ist.
Das Außenanbauteil kann, wie bereits erläutert, nach dem die Öffnung erzeugenden Spritzgussvorgang lackiert werden. Das heißt, dass die in der Praxis übliche Stanzung der Öffnung am bereits lackierten Bauteil, welche zwecks Vermeidung einer Lackbeschädigung in diesem Bereich ein sehr sorgfältiges Stanzen erfordert, erfindungsgemäß ebenfalls entfällt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 ein erfindungsgemäß hergestelltes Kraftfahrzeug-Außenanbauteil in
Form eines vorderen Stoßfängers in dreidimensionaler Darstellung, Fig. 2a eine in Fig. 1 gezeigte, erfindungsgemäß im Spritzgussverfahren hergestellte Öffnung in einer Schnittdarstellung,
Fig. 2b eine weitere erfindungsgemäß hergestellte Öffnung in einer der Fig. 2a entsprechenden Darstellung
Fig. 3 die Spritzguss-Werkzeughälften im Bereich der in Fig. 2b dargestellten
Öffnung in schematischer Darstellung und
Fig. 4 eine weitere erfindungsgemäß hergestellte Öffnung in einer der Fig. 2a entsprechenden Darstellung
Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäß hergestelltes polymeres Außenanbauteil 1 eines (nicht dargestellten) Kraftfahrzeuges in Form eines vorderen Stoßfängers (z.B. aus PP) in einer dreidimensionalen Darstellung. Die Formgebung des dargestellten Außenanbauteils 1 erfolgte mittels eines Spritzgussvorgangs in einem Spritzgusswerkzeug 2, welches ausschnittsweise in Fig. 3 dargestellt ist. Das Außenanbauteil 1 wird mit mehreren (nicht dargestellten) elektrischen Parksensoren ausgestattet. Für jeden Parksensor ist am Außenanbauteil 1 jeweils an dessen Innenseite 8 eine (ebenfalls nicht dargestellte) Aufnahmevorrichtung angebracht, in der der jeweilige Sensor positionsgenau montiert werden kann. Das Außenanbauteil 1 ist im Bereich der Sensoren jeweils mit einer Öffnung 3, 4, 5, 6 versehen, welche dem entsprechenden elektrischen Sensor nach dessen Montage an der Aufnahmevorrichtung eine störungsfreie Kommunikation mit der Außenumgebung des am Kraftfahrzeug montierten Außenanbauteils 1 ermöglicht. Im montierten Zustand des Außenanbauteils 1 am Kraftfahrzeug ist dessen Außenseite 11 als Bestandteil des Kraftfahrzeugs nach außen hin sichtbar.
Erfindungsgemäß werden die in der Fig. 1 dargestellten Öffnungen 3, 4, 5, 6 am Außenanbauteil 1 während des Spritzgussvorgangs im Spritzgusswerkzeug 2 erzeugt. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der im Stand der Technik übliche, separate Verfahrensschritt der Öffnungserzeugung, bspw. mittels eines Stanzvorgangs, insbesondere dann entfallen kann, sofern alle mit dem Außenanbauteil 1 ausgerüsteten Fahrzeuge der entsprechenden Fahrzeugserie mit entsprechenden Sensoren ausgestattet sind, diese Sensoren also zur Serienausstattung des Fahrzeugs gehören. Dann kann erfindungsgemäß die Erzeugung der Öffnungen 3, 4, 5, 6 direkt in den Spritzgussprozess integriert werden und der zusätzliche Verfahrensschritt der Stanzung entfallen. Die Anbringung der Aufnahmevorrichtungen zur Montage des Sensoren am Außenanbauteil 1 kann nach der spritzgusstechnischen Formgebung des Außenanbauteils 1 in einem separaten Arbeitsschritt erfolgen, so wie dies gemäß dem Stand der Technik im Bedarfsfall bei einer Stanzung der Öffnungen üblich ist. Die erfindungsgemäße Lehre erlaubt es grundsätzlich aber auch, die Anbringung der Aufnahmevorrichtungen am Außenanbauteil 1 ebenso wie die erfindungsgemäße Erzeugung der Öffnungen 3, 4, 5, 6 direkt in den Vorgang zur Spritzgussformgebung des Außenanbauteils 1 zu integrieren, also die Aufnahmevorrichtung auf diesem Weg einstückig an das Außenanbauteil 1 anzuformen.
Die Fig. 2a zeigt die in Fig. 1 dargestellte Öffnung 3 im Detail in einer dreidimensionalen Querschnittsdarstellung. Es ist erkennbar, dass die Öffnung 3 eine Innenberandungsfläche 7 aufweist, die schräg zur Öffnungsachse x ausgerichtet ist. Hierdurch wird eine Entformung aus dem Spritzgusswerkzeug 2, z.B. aus einer Werkzeughälfte oder auch aus einem Werkzeug-Schieber erleichtert. Die schräg ausgerichtete Innenberandungsfläche 7 grenzt an die Innenseite 8 des Außenanbauteils 1 an und erweitert sich zu dieser Innenseite 8 hin. Somit wird zusätzlich die Einführung des Sensors von der Innenseite 8 her in die Öffnung 3 im Sinne einer durch die von der Innenberandungsfläche 7 vorgegebenen Öffnungskontur gebildeten Einführschräge für den Sensor erleichtert. Es ist weiterhin erkennbar, dass die Öffnung 3 zwei aneinander angrenzende, jeweils schräg zur Öffnungsachse x ausgerichtete, im Ausführungsbeispiel zur Achse x rotationssymmetrische Innenberandungsflächen 9, 7 aufweist, die in ihrem Angrenzungsbereich 10 den freien Querschnitt der Öffnung 3 definieren. Beide Flächen 9, 7 erweitern sich jeweils zur Außenseite 11 bzw. Innenseite 8 des Außenanbauteils hin, so dass der innere Angrenzungsbereich 10 der beiden Flächen 7, 9 den engsten Bereich der Öffnung 3 definiert und somit deren freien Querschnitt, durch den Sensor-Signale ungehindert hindurchtreten können. Die Öffnungsachse x ist im Ausführungsbeispiel eine durch die Öffnung 3 zentrisch verlaufende Achse, welche senkrecht zur lokalen Ebene des Außenanbauteils 1 ausgerichtet ist. Der Angrenzungsbereich 10 liegt in einer Trennebene 12 des Spritzgusswerkzeugs 2 (s. Fig. 3). Man erkennt in Fig. 2a, dass der Angrenzungsbereich 10 einen ringförmigen Trennungsrücksprung 13 aufweist (vergl. auch vergrößerten Ausschnitt in Fig. 3). Dieser Rücksprung 13 ist verfahrenstechnisch vorteilhaft und gewährleistet eine definierte, geometrisch saubere Ausgestaltung der Öffnungsberandung im Bereich der Trennebene 12 während des Spritzgussvorganges. Der Trennungsrücksprung 13 weist eine Stegbreite s von 0,1 bis 0,5 mm, insbesondere 0,2 bis 0,4 mm auf. Die an die Innenseite 8 des Außenanbauteils 1 angrenzende Innenberandungsfläche 7 weist eine gerade Trichterform auf und schließt mit der Öffnungsachse x im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2a einen Öffnungswinkel a von 10° ein. Gerade Trichterform meint, dass im Querschnitt gesehen der von der Innenberandungsfläche 7 gebildete Trichter eine lineare Begrenzungswand aufweist. Die andere, einen an die Öffnung 3 angrenzenden Außenbereich 14 an der Außenseite 11 des Außenanbauteils 1 bildende Innenberandungsfläche 9 ist gekrümmt trichterförmig ausgebildet. Eine solche Trichterform wird bei der Ausgestaltung des Außenanbauteils 1 im Bereich des Sensors aus optischen Gründen häufig gewünscht und ist bei der Anwendung der im Stand der Technik bekannten, vorbeschriebenen Stanzverfahren entsprechend auch nachträglich zu erzeugen, was im Hinblick auf die zu erfüllenden hohen optischen Ansprüche vergleichsweise anspruchsvoll und daher aufwändig ist. Beim erfindungsgemäßen Verfahren hingegen kann die Erzeugung dieser gewünschten Trichterform direkt durch eine entsprechende Formgebung des Spritzguss- Werkzeuges 2 beim Spritzgießen erfolgen, wodurch sich weitere verfahrenstechnische Vorteile bei der Herstellung des Außenanbauteils 1 ergeben. Es entfällt insbesondere die für die Trichtererzeugung erforderliche mechanische sowie auch thermische Belastung des Außenanbauteils 1 , was vor allem hinsichtlich der in der Regel vor der T richtererzeugung bzw. Stanzung auf das Außenanbauteil 1 aufgetragenen, vergleichsweise empfindlichen Lackierung 15 (s. Fig. 2b) von Bedeutung ist. Das Außenanbauteil 1 kann, wie gerade erläutert, erfindungsgemäß nach dem sowohl die Öffnung 3 als auch die vorbeschriebene Trichterform erzeugenden Spritzgussvorgang lackiert werden. Das heißt, dass die in der Praxis übliche Stanzung der Öffnung 3 am bereits lackierten Bauteil, welche zwecks Vermeidung einer Lackbeschädigung in diesem Bereich ein sehr sorgfältiges Stanzen erfordert, erfindungsgemäß ebenfalls entfällt.
Bei einer Gestaltung der Öffnung 3 gemäß Ausführungsbeispiel in Fig. 2b ist im Bereich der trichterförmig gekrümmten Innenberandungsfläche 9 die dieser Fläche 9 abgewandte Oberfläche 16 an der gegenüberliegenden Innenseite 8 des Außenanbauteils 1 ebenfalls gekrümmt ausgebildet, so dass die Grundwandstärke des Außenanbauteils 1 in diesem Bereich zumindest im Wesentlichen beibehalten wird.
Die Fig. 3 zeigt bezüglich des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2b die entsprechende lokale Gestaltung der beiden Spritzguss-Werkzeughälften 20, 30 des Spritzgusswerkzeugs 2. Mann erkennt, dass der oben dargestellte Kern 20 an der Trennebene 12 im Bereich der Öffnung 3 aus fertigungstechnischen Gründen einen gewissen Überstand 13‘ gegenüber der Matrize 30 aufweist (s. vergrößerten Ausschnitt), welcher den vorbeschriebenen Trennungsrücksprung 13 im Angrenzungsbereich 10 der Öffnung 3 bedingt. Fig. 4 zeigt wiederum eine erfindungsgemäß hergestellte Öffnung 40 im Detail in einer dreidimensionalen Querschnittsdarstellung. Die an die Innenseite 8 des Außenanbauteils 1 angrenzende Innenberandungsfläche 7 mit gerader Trichterform weist hier im Vergleich zur Fig. 2a einen größeren Öffnungswinkel a auf, welcher in Fig. 4 20° beträgt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines, vorzugsweise polymeren, Außenanbauteils (1) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Stoßfängers,
- wobei zunächst die Formgebung des Außenanbauteils (1) mittels eines Spritzgussvorgangs in einem Spritzgusswerkzeug (2) erfolgt,
- wobei an das Außenanbauteil (1) mindestens eine Aufnahmevorrichtung zur Montage eines Anschlusselementes am Außenanbauteil (1) in Form eines elektrischen Sensors angebracht wird, und
- wobei das Außenanbauteil (1) im Bereich der daran angebrachten Aufnahmevorrichtung mit einer Öffnung (3, 4, 5, 6) versehen wird, welche dem elektrischen Sensor nach dessen Montage an der Aufnahmevorrichtung eine störungsfreie Kommunikation mit der Außenumgebung des am Kraftfahrzeug montierten Außenanbauteils (1) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (3, 4, 5, 6) am Außenanbauteil (1) während des Spritzgussvorgangs im Spritzgusswerkzeug (2) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (3, 4, 5, 6) mindestens eine Innenberandungsfläche (7, 9) aufweist, die schräg zur Öffnungsachse (x) ausgerichtet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (3, 4, 5, 6) zwei aneinander angrenzende, jeweils schräg zur Öffnungsachse (x) ausgerichtete Innenberandungsflächen (7, 9) aufweist, die in ihrem im Angrenzungsbereich (10) den freien Querschnitt der Öffnung (3, 4, 5, 6) definieren. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Angrenzungsbereich (10) in einer Trennebene (12) des Spritzgusswerkzeugs (2) liegt. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Angrenzungsbereich (10) einen ringförmigen Trennungsrücksprung (13) aufweist. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennungsrücksprung (13) eine Stegbreite (s) von 0,1 bis 0,5 mm aufweist. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenberandungsfläche (7) eine gerade Trichterform aufweist und mit der Öffnungsachse (x) einen Öffnungswinkel (a) von 5° bis 30°, vorzugsweise 7° bis 25°, einschließt. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine, vorzugsweise einen Außenbereich (14) des Außenanbauteils (1) bildende, Innenberandungsfläche (9) gekrümmt trichterförmig ausgebildet ist. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der gekrümmten Innenberandungsfläche (9) die dieser Fläche (9) abgewandte Oberfläche (16) des Außenanbauteils (1) ebenfalls gekrümmt ausgebildet ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenanbauteil (1) nach dem die Öffnung (3, 4, 5, 6) erzeugenden Spritzgussvorgang lackiert wird.
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