DE10125764A1 - Verbindungselement für Kunststoffteile - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement (1), das sich insbesondere zur Befestigung bzw. beweglichen Lagerung eines flächigen Kunststoffteils (10), beispielsweise eines verschiebbaren Innenverkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug eignet. Das Verbindungselement (1) umfasst einen bei der Urformung in das Kunststoffteil (10) einformbaren Befestigungsbereich (2) sowie zumindest einen, vorzugsweise jedoch mehrere Verbindungs- bzw. Lagerbereiche (3, 8), mit denen das Kunststoffteil (10) beispielsweise in Gleitschienen (6) verschieblich gelagert werden kann. DOLLAR A Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verbindungselement (1) dadurch aus, dass der Befestigungsbereich (2) und/oder der Verbindungs- bzw. Lagerbereich (3, 8) jeweils zumindest teilweise mit einem Kunststoffmaterial umspritzt sind. Durch Umspritzen des Befestigungsbereichs (2) lässt sich bei der Urformung des Kunststoffteils (10) die Aufgabe einer Abdichtung der Formtrennebene (15) im Bereich des in die Form (9) eingelegten Verbindungselements (1) durch das Verbindungselement (1) selbst übernehmen, wodurch aufwendige und teure Abdichtmaßnahmen am Werkzeug (9) entfallen können. Umspritzen des Verbindungsbereichs (3, 8) ergibt auf einfache Weise einen platzsparenden und besonders maßhaltigen Gleitschuh (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement, insbesondere zur Befesti­ gung bzw. beweglichen Lagerung eines flächigen Kunststoffteils, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur insbesondere lösbaren Befestigung oder zur beweglichen Lagerung eines flächigen Kunststoffteils ist es notwendig, am Kunststoffteil Ver­ bindungselemente vorzusehen, mittels derer sich das Kunststoffteil an einer Sockel- oder Rahmenanordnung befestigen bzw. in Gleitschienen der Sockel- oder Rahmenanordnung beweglich lagern lässt. Gattungsge­ mäße Verbindungselemente bestehen dabei meist aus Metall, sie können aber auch aus anderen Werkstoffen, wie z. B. faserverstärkten Polymeren gefertigt werden.

Aus der DE 196 24 734 C2 ist ein gattungsgemäßes Verbindungselement bekannt, das zur verschiebbar beweglichen Lagerung eines aus Kunststoff bestehenden, flächigen Kfz-Innenverkleidungsteils in zwei parallelen Gleitschienen dient, die am Kraftfahrzeug angeordnet sind. Dieses be­ kannte Verbindungselement weist einen bei der Urformung des Kunst­ stoffteils in das Kunststoffteil einformbaren Befestigungsbereich sowie zwei beispielsweise mit Gleitschuhen versehbare Verbindungs- bzw. La­ gerbereiche auf, wobei die Verbindungs- bzw. Lagerbereiche für den Eingriff in die Gleitschienen über die Begrenzung des Kunststoffteils hinausragen.

Bei der Urformung dieses Kunststoffteils, bei der eine Anzahl gattungs­ gemäßer Verbindungselemente in das Kunststoffteil eingeformt werden, ist es notwendig, dass die im Bereich der Formtrennebene eingelegten, teilweise in das Formnest hineinragenden Verbindungselemente jeweils so gelagert sind, dass beim Anfüllen des Formnests mit Kunststoffmasse zwar einerseits die Befestigungsbereiche der Verbindungselemente voll­ ständig in das Kunststoffmaterial eingeformt werden, dass jedoch ande­ rerseits keine Undichtigkeiten im Bereich der Formtrennebene entstehen. Hierzu war es bei Verwendung gattungsgemäßer Verbindungselemente bisher notwendig, besondere Dichtungsmaßnahmen am Werkzeug zu er­ greifen, wozu beispielsweise die Kombination aus gehärteten metalli­ schen Dichtungen an der einen Werkzeughälfte und nachgiebigen E­ lastomerdichtungen an der anderen Werkzeughälfte zählt. Die Herstel­ lung dieser speziellen Dichtungsteile sowie deren Anordnung in den Werkzeughälften bringt jedoch zusätzlichen Aufwand bei Werkzeugher­ stellung und Formteilproduktion mit sich. Zudem ist es erfahrungsgemäß notwendig, diese Dichtungen aufgrund von Abnutzungserscheinungen in regelmäßigen Intervallen zu überprüfen und ggf. auswechseln zu müssen, was weiteren Aufwand und Kosten verursacht.

Mit diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verbindungselement zu schaffen, das in ein Kunststoffteil teilweise ein­ formbar ist, bei dem jedoch keine besonderen Maßnahmen zur Abdich­ tung des Herstellungswerkzeugs für das Kunststoffteil erforderlich wer­ den, insbesondere keine speziellen Dichtungen im Bereich des in die Form eingelegten Verbindungselements notwendig sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Verbindungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Un­ teransprüche.

Das Verbindungselement gemäß der vorliegenden Erfindung dient in an sich bekannter Weise der insbesondere verschieblichen Lagerung eines flächigen Kunststoffteils in Gleitschienen, die beispielsweise an einem Sockel- bzw. Rahmenelement angeordnet sind, und weist hierzu einen bei der Urformung des Kunststoffelements in das Kunststoffteil einformba­ ren Befestigungsbereich sowie zumindest einen, beispielsweise mit den Gleitschienen des Sockel- bzw. Rahmenelements in gleitenden Eingriff bringbaren Verbindungs- bzw. Lagerbereich auf. Gemäß der Erfindung zeichnet sich das Verbindungselement jedoch dadurch aus, dass der in das Kunststoffteil einformbare Befestigungsbereich und/oder der zumin­ dest eine Verbindungs- bzw. Lagerbereich jeweils zumindest teilweise mit einem Kunststoffmaterial umspritzt sind. Diese zumindest teilweise Umspritzung des Befestigungsbereichs mit einem Kunststoffmaterial ist insofern vorteilhaft, als damit die Aufgabe einer Abdichtung der Form­ trennebene im Bereich des in das Werkzeug eingelegten Verbindungs­ elements auf einfachste Weise durch das Verbindungselement selbst er­ füllt werden kann, weshalb im Bereich des eingelegten Verbindungsele­ ments am Herstellungswerkzeug für das Kunststoffteil auch keine weite­ ren speziellen Dichtungsmaßnahmen notwendig sind, insbesondere keine zusätzlichen aufwendigen Dichtungen in die Form integriert oder einge­ legt werden müssen.

Mit anderen Worten wird mit dem erfindungsgemäß im Befestigungsbe­ reich zumindest teilweise mit Kunststoffmaterial umspritzten Verbin­ dungselement die nunmehr am Einlegeteil und nicht mehr am Werkzeug angeordnete Dichtung bei jeder Urformung eines Kunststoffteils erneu­ ert, wodurch auch das Überprüfen und regelmäßige Wechseln der bisher notwendigen speziellen Werkzeugdichtungen selbstverständlich entfällt.

Ohne wesentliche Erhöhung des Aufwands können in ein und demselben Arbeitsgang bzw. in ein und derselben Aufspannung, über das Umsprit­ zen von zumindest Teilen des Befestigungsbereichs hinaus, gleichzeitig auch andere Bereiche des Verbindungselements, insbesondere der zumin­ dest eine Verbindungs- bzw. Lagerbereich mit Kunststoffmaterial um­ spritzt werden. Das Umspritzen von Verbindungs- bzw. Lagerbereichen mit Kunststoffmaterial ist insofern vorteilhaft, als sich so auf einfache Weise insbesondere das Gleitverhalten von Verbindungs- bzw. Lagerbe­ reichen, die zur gleitenden Führung des Kunststoffteils in Gleitschienen vorgesehen sind, gegenüber dem Stand der Technik verbessern lässt.

Mit anderen Worten wird durch das Umspritzen des Verbindungs- bzw. Lagerbereichs mit Kunststoffmaterial ein unmittelbar am Verbindungs- bzw. Lagerbereich fest angeordneter Gleitschuh aus Kunststoff erzeugt. Ein solcher durch Umspritzen erzeugter fester Gleitschuh besitzt gegen­ über aus dem Stand der Technik bekannten, aufsteckbaren Gleitschuhen Vorteile wie Platzersparnis, besserer Halt des Gleitschuhs am Verbin­ dungs- bzw. Lagerbereich, einfachere Gestaltung des Verbindungs- bzw. Lagerbereichs, verbesserte Klapper- und Geräuschdämpfung sowie insbe­ sondere die Möglichkeit des Ausgleichs von Fertigungstoleranzen, oder, bei aus Federstahl oder gehärtetem Stahl hergestellten Verbindungsele­ menten, die Möglichkeit des Ausgleichs von Härteverzug beim Umsprit­ zen.

Durch geeignete Gestaltung der in das Kunststoffteil einzuformenden oder mit Kunststoffmaterial zu umspritzenden Befestigungs- und/oder Verbindungs- bzw. Lagerbereiche lässt sich jeweils eine besonders inni­ ge Verbindung zwischen dem Befestigungs- und/oder Verbindungs- bzw. Lagerbereich und den Kunststoffmaterialien erzielen. Es ist daher gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Befestigungsbereich und/oder der Verbindungs- bzw. Lagerbereich des Verbindungselements eine Einrichtung zur Verankerung im Kunststoff­ material aufweist, die insbesondere in Form einer beim Umspritzen bzw. Einformen mit Kunststoffmasse anfüllbaren durchbruchartigen Ausneh­ mung vorliegen kann. Beim Einformen bzw. Umspritzen des Befesti­ gungsbereichs oder beim Umspritzen des Verbindungs- bzw. Lagerbe­ reichs kann die noch flüssige bzw. pastöse Kunststoffmasse eine solche Ausnehmung durchdringen, wodurch nach dem anschließenden Aushärten bzw. Verfestigen der Kunststoffmasse ein inniger Verbund zwischen Verbindungselement und Kunststoffteil bzw. Kunststoffmaterial vorliegt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ver­ bindungs- bzw. Lagerbereich nicht unmittelbar am Befestigungsbereich des Verbindungselements angeordnet, sondern das Verbindungselement umfasst einen zwischen Befestigungsbereich und Verbindungs- bzw. La­ gerbereich angeordneten Trägerbereich. Dieser Trägerbereich ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung federelas­ tisch nachgiebig ausgebildet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mittels erfindungsgemäßer Verbindungselemente Kunststoffteile, beispielsweise großflächige Verkleidungsteile, in Gleitschienen leicht­ beweglich geführt werden sollen. Großflächige Teile aus Kunststoff wei­ sen bereits aufgrund der Wärmeausdehnung Maßtoleranzen auf, die im Millimeterbereich liegen können. Zudem können zum Beispiel auch die Gleitschienen, in denen das Kunststoffteil verschiebbar gelagert werden soll, in ihrem Verlauf und/oder bezüglich ihrer Parallelität Toleranzen aufweisen, die sich zu den Maßtoleranzen des Kunststoffteils addieren, was im Ergebnis zum Klemmen oder Verkanten des Kunststoffteils in den Gleitschienen führen kann. Mit dem zwischen Befestigungsbereich und Verbindungs- bzw. Lagerbereich angeordneten federelastisch nach­ giebigen Trägerbereich kann nun trotz unvermeidlicher Maßtoleranzen die leichtgängige Verschieblichkeit des Kunststoffteils in den Gleit­ schienen gewährleistet werden, ohne dass Klemmen oder Verkanten auf­ tritt.

Bei einem erfindungsgemäßen Verbindungselement mit dergestalt feder­ elastisch ausgebildetem Trägerbereich, das beispielsweise zur verschieb­ baren Lagerung eines sich in einer x-y-Ebene erstreckenden flächigen Verkleidungsteils eingesetzt wird, kann es vorkommen, dass Kräfte, die in der senkrechten z-Richtung auf das Kunststoffteil einwirken, zu einer unerwünschten Verformung des federelastischen Trägerbereichs führen, was ebenfalls zum Verklemmen oder Herausspringen der Gleitschuhe aus den Gleitschienen führen kann. Daher ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Verbindungsele­ ment mehrere Verbindungs- bzw. Lagerbereiche aufweist, wobei zumin­ dest ein erster Verbindungs- bzw. Lagerbereich der Abstützung des Kunststoffteils in der x-y-Ebene und zumindest ein weiterer Verbin­ dungs- bzw. Lagerbereich der Abstützung des Kunststoffteils in z-Richtung dient. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dabei der zumindest eine erste Verbindungs- bzw. La­ gerbereich über einen federelastischen Trägerbereich und der zumindest eine weitere Verbindungs- bzw. Lagerbereich starr mit dem Befesti­ gungsbereich verbunden. Auf diese Weise lässt sich eine Funktionstren­ nung in einerseits erste, federelastisch nachgiebige Verbindungs- bzw. Lagerbereiche zur leichtgängigen Lagerung des Kunststoffteils in den Gleitschienen und in andererseits weitere, starr am Befestigungsbereich angeordnete Verbindungs- bzw. Lagerbereiche zur Aufnahme in z-Richtung wirkender Kräften und deren unmittelbare Einleitung in die Gleitschienen vornehmen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbei­ spiel darstellender Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Draufsicht ein erfindungsgemäßes Verbindungselement; und

Fig. 2 in schematischer, teilweise geschnittener seitlicher Darstellung das im Herstellungswerkzeug für ein Kunststoffteil angeordnete Verbindungselement gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist in höchst schematischer sowie nicht maßstabsgetreuer Dar­ stellung ein erfindungsgemäßes Verbindungselement 1 dargestellt. Das dargestellte Verbindungselement 1 umfasst in der gezeigten Ausfüh­ rungsform einen Befestigungsbereich 2, zwei Verbindungs- bzw. Lager­ bereiche 3 sowie zwei federelastisch ausgebildete Trägerbereiche 4, mit denen jeweils ein Verbindungs- bzw. Lagerbereich 3 innerhalb der x-y-Ebene federelastisch nachgiebig mit dem Befestigungsbereich 2 ver­ bunden ist. Die beiden Verbindungs- bzw. Lagerbereiche 3 sind im dar­ gestellten Ausführungsbeispiel mit einem Kunststoffmaterial umspritzt, wodurch Gleitschuhe 5 gebildet werden, die in einer mittels strichlierter Linien angedeuteten Gleitschiene 6 entlang der y-Richtung verschiebbar aufgenommen werden können. Weiterhin erkennt man in Fig. 1, dass auch der Verbindungs- bzw. Lagerbereich 3 teilweise mit einem Kunst­ stoffmaterial umspritzt ist, wodurch einerseits ein Abdichtungsbereich 7 zur Abdichtung der Formtrennebene beim Einformen des Verbindungs­ elements 1 in ein Kunststoffteil und andererseits ein weiterer Verbin­ dungs- bzw. Lagerbereich 8 gebildet wird, der in die Gleitschiene 6 ein­ greift, im Unterschied zu den in der x-y-Ebene federelastisch nachgiebi­ gen Verbindungs- bzw. Lagerbereichen 3 jedoch starr mit dem Befesti­ gungsbereich 2 verbunden ist, um so in der z-Richtung wirkende Kräfte unmittelbar in die Gleitschiene 6 einleiten zu können, ohne dass diese Kräfte die federelastischen Trägerbereiche 4 verformen können. Zur Ver­ steifung und Stabilisierung kann im Verbindungs- bzw. Lagerbereich 8 selbstverständlich ein am Befestigungsbereich 2 entspringender Vor­ sprung des Verbindungselements 1 enthalten sein, was im Sinne der Ü­ bersichtlichkeit jedoch nicht eigens dargestellt ist.

In Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Verbindungselement 1 aus Fig. 1 in teilweise geschnittener seitlicher Ansicht dargestellt. Dabei ist das Ver­ bindungselement 1 in ein Werkzeug 9 zur Herstellung eines Kunststoff­ teils 10 eingelegt. Das Werkzeug bzw. die Herstellungsform 9 besitzt Vorsprünge 11, die formkorrespondierende Ausnehmungen 12 im Ver­ bindungselement 1 durchgreifen und zusammen mit weiteren Vorsprün­ gen 13 das Verbindungselement 1 im Werkzeug 9 fixieren. Zum Einfor­ men des Verbindungselements 1 in das mittels Herstellungsform 9 pro­ duzierbare Kunststoffteil 10 wird die Kavität der Form 9 mit einer Kunststoffmasse 10 angefüllt, wobei auch das eingelegte Verbindungs­ element 1 mit Kunststoffmasse 10 umströmt und somit beim Erstarren bzw. Verfestigen der Kunststoffmasse fest in das Kunststoffteil 10 ein­ gebettet wird. Beim Einfüllen der Kunststoffmasse 10 in die Kavität der Form 9 müssen die Formtrennstellen 14, 15 jedoch dicht abschließen, um ein unerwünschtes Austreten von flüssiger bzw. pastöser Kunststoffmas­ se 10 aus der Formkavität zu vermeiden. Es ist in Fig. 2 deutlich zu er­ kennen, dass die Aufgabe der Abdichtung der Formtrennebene bei 15 durch das Verbindungselement 1 selbst, und zwar mittels des bei 7 mit Kunststoffmaterial umspritzten Befestigungsbereichs 2 erfüllt wird. Mit anderen Worten bildet der bei 7 mit Kunststoffmaterial umspritzte Befes­ tigungsbereich 2 erfindungsgemäß die Dichtung für das Herstellungs­ werkzeug 9 im Bereich des eingelegten Verbindungselements 1, wodurch insbesondere die nach dem Stand der Technik bisher notwendigen, sepa­ rat vorzuhaltenden und separat zu wartenden sowie regelmäßig auszutau­ schenden Dichtungselemente vollständig entfallen können.

Ferner erkennt man in Fig. 2 einen der beiden mittels federnden Träger­ bereich 4 federelastisch mit dem Befestigungsbereich 2 verbundenen Verbindungs- bzw. Lagerbereiche 3, der einen durch Umspritzung mit Kunststoffmaterial gebildeten Gleitschuh 5 umfasst, welcher in einer durch strichlierte Linien angedeuteten Schiene 6 gleiten kann. Der Gleit­ schuh kann sich dabei, dank federelastischer Abstützung mittels Träger­ bereich 4, in x-Richtung relativ zum Kunststoffteil 10 bewegen, wodurch Fertigungs- und Maßtoleranzen von Kunststoffteil 10 und Gleitschie­ nen 6 im Sinne leichtgängiger Verschiebbarkeit des Kunststoffteils 10 ausgeglichen werden. Der in Fig. 1 dargestellte dritte Verbindungs- bzw. Lagerbereich 8 zur unmittelbaren Einleitung von in z-Richtung wirken­ den Kräften in die Gleitschiene 6 ist in der Darstellung der Fig. 2 der besseren Übersichtlichkeit halber weggelassen.

Schließlich wird aus Fig. 2 ersichtlich, dass der durch Umspritzen mit Kunststoffmaterial erzeugte Gleitschuh 5 etwaige Fertigungstoleranzen oder einen etwaigen Härteverzug des Verbindungselements 1 im Bereich des Verbindungs- bzw. Lagerbereichs 3 ohne weiteres, insbesondere oh­ ne nachträgliches Richten des Verbindungselements 1 ausgleichen kann, was durch das innerhalb des Gleitschuhs 5 schräg verlaufende, abgewin­ kelte Ende des Verbindungs- bzw. Lagerbereichs 3 angedeutet ist.

Im Ergebnis wird deutlich, dass mit der Erfindung sowohl bedeutende Vereinfachungen beim Einformen des Verbindungselements in ein Kunst­ stoffteil erreicht werden können als auch Verbesserungen bezüglich der beweglichen Lagerung eines Kunststoffteils in Gleitschienen erzielbar sind.

Claims (5)

1. Verbindungselement, insbesondere zur Befestigung bzw. Lagerung eines sich im wesentlichen in einer x-y-Ebene erstreckenden flächigen Kunststoffteils, mit einem in das Kunststoffteil einformbaren Befesti­ gungsbereich und zumindest einem Verbindungs- bzw. Lagerbereich, dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungsbereich (2) und/oder Verbindungs- bzw. Lagerbe­ reich (3, 8) zumindest teilweise mit einem Kunststoffmaterial (5, 7) umspritzt sind.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungsbereich (2) und/oder Verbindungs- bzw. Lagerbe­ reich (3, 8) eine Einrichtung zur Verankerung in einem Kunststoff­ material, insbesondere zumindest eine beim Einformen bzw. Umsprit­ zen mit Kunststoffmasse anfüllbare durchbruchartige Ausneh­ mung (12) aufweist.

3. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zumindest einen zwischen Befestigungsbereich (2) und Verbindungs- bzw. Lagerbereich (3, 8) angeordneten Trägerbereich (4).

4. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerbereich (4) federelastisch nachgiebig innerhalb der x-y-Ebene ausgebildet ist.

5. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mehrere Verbindungs- bzw. Lagerbereiche (3, 8), wobei erste Ver­ bindungs- bzw. Lagerbereiche (3) der Abstützung des Kunststoff­ teils (10) innerhalb der x-y-Ebene und zumindest ein weiterer Ver­ bindungs- bzw. Lagerbereich (8) der Abstützung des Kunststoff­ teils (10) in z-Richtung dienen.