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Die Erfindung betrifft ein Blechteil für ein Glaselement eines Fahrzeugdaches, eine Vorrichtung zum Herstellen eines Glaselements für ein Fahrzeugdach sowie ein Fahrzeugdach.
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Glaselemente für Kraftfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Typischerweise werden Glaselemente in zwei Konstellationen in einem Fahrzeug verbaut, nämlich als bewegbare Glaselemente zum Öffnen und Verschließen eines Fahrzeugdachs (Stichwort Schiebedach) oder als sogenannte Festglaselemente, die fest im Fahrzeugdach verbaut sind (beispielsweise sogenannte Panoramadächer). Für den Verbau im Fahrzeugdach hat das Glaselement typischerweise ein oder mehrere Umschäumungen, die beispielsweise an einem Rand des Glaselements angeordnet sind. Mit diesen ist es möglich, ein oder mehrere weitere Komponenten, etwa ein Blechteil, mit dem Glaselement fest zu verbinden. Ein solches Blechteil kann als Aussteifung für das Glaselement und/oder auch zur mechanischen festen Kopplung mit dem Kraftfahrzeug vorgesehen sein, beispielsweise je nach Einsatzzweck mit einer Schiebedachmechanik, der Karosserie oder einem Dachrahmen des Kraftfahrzeugs.
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Ein für die Herstellung des Glaselements benötigtes spezielles Werkzeug ist ein sogenanntes Form- oder Schäumwerkzeug und weist in der Regel zwei Werkzeughälften auf, die als Ober- und Unterteil aufeinander abgestimmt sind und ein Ausbilden von den genannten Umschäumungen ermöglichen. Gemäß einem typischen Herstellungsprozess werden in das Formwerkzeug eine oder mehrere Glasscheiben sowie weitere Komponenten wie das Blechteil eingelegt, ehe das Schäummaterial nach Schließen der beiden Werkzeughälften in das Formwerkzeug eingebracht wird und sämtliche der eingelegten Komponenten miteinander fest zur Herstellung des Glaselements verbindet.
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Das Herstellen einer Umschäumung ist beispielsweise in der europäischen Patentschrift
EP 0355209 B1 beschrieben.
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Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Konzept anzugeben, welches eine besonders zuverlässige und exakte Herstellung des Glaselements ermöglicht.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Blechteil für ein Glaselement eines Fahrzeugdaches offenbart. Das Blechteil ist als ein geschlossener Blechrahmen ausgebildet, der durch vier längliche Rahmenabschnitte gebildet ist, von denen jeweils zwei Rahmenabschnitte einander gegenüberliegend angeordnet sind. Mit anderen Worten hat der Blechrahmen jeweils paarweise gegenüberliegende Rahmenabschnitte. Die Rahmenabschnitte weisen zwei erste Langlöcher und ein zweites Langloch auf. Die drei Langlöcher können an einem Rahmenabschnitt vorgesehen sein oder über zwei oder drei Rahmenabschnitte verteilt angeordnet sein. Die ersten Langlöcher sind zur Positionierung des Blechteils in einem Formwerkzeug bezüglich einer ersten Richtung, insbesondere einer X-Richtung, ausgebildet und das zweite Langloch ist zur Positionierung des Blechteils in dem Formwerkzeug bezüglich einer zweiten Richtung, insbesondere einer Y-Richtung, die senkrecht zur ersten Richtung verläuft, ausgebildet. Einer der Rahmenabschnitte weist ein weiteres zweites Langloch auf.
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Das beschriebene Blechteil ist für die Herstellung eines Glaselements vorgesehen, wobei das Blechteil mittels einer oder mehrerer Umschäumungen fester Bestandteil des Glaselements wird. Bei der Herstellung wird das Blechteil zusammen mit weiteren Komponenten wie etwa einer oder mehreren Scheiben in ein spezielles Formwerkzeug eingelegt. Nach Schließen des Formwerkzeugs sind eine oder mehrere Kavitäten im Formwerkzeug gebildet, die im Anschluss mit Schäummaterial gefüllt werden. Nach Aushärten des Schäummaterials sind die eine oder mehreren Umschäumungen gebildet, die die in das Formwerkzeug eingelegten Komponenten wie das Blechteil fest verbinden. Damit ist insbesondere das Blechteil fest mit der einen oder den mehreren Scheiben verbunden. Das Blechteil ist aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise Stahl oder Aluminium, hergestellt. Die Offenbarung ist nicht auf ein Blechteil beschränkt, sondern anstelle des Blechteils kann ein Rahmenteil vorgesehen bzw. verwendet sein, welches als geschlossener Rahmen gebildet ist und beispielsweise nicht aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist, wie etwa einem Kunststoff oder einem Faserverbundwerkstoff.
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Eine solche Umschäumung ist typischerweise am Rand des Glaselements ausgebildet und umgibt das Glaselement am Rand. Hier und im Folgenden bezeichnet der Rand des Glaselements seitliche Begrenzungen des Glaselements, die sich im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene parallel zu einem Fahrzeugdach des Kraftfahrzeugs in dem betriebsgemäß montierten Zustand erstrecken. Bei einer Umschäumung handelt es sich beispielsweise um eine Polyurethan-Umschäumung.
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Beim Einlegen in das Formwerkzeug muss das Blechteil sicher positioniert werden, insbesondere damit vorgegebene Toleranzen eingehalten und eine besonders exakte Fertigung des Glaselements erreicht wird. Hierzu sind im Formwerkzeug Positionierstifte vorgesehen, die jeweils in ein entsprechendes erstes oder zweites Langloch eingreifen, um eine 3-Punkt Lagerung auszubilden. Die Erfindung sieht nun vor, entgegen typischen mechanischen Gepflogenheiten, anstelle der 3-Punkt-Lagerung mittels dreier Langlöcher ein viertes Langloch vorzusehen, wodurch bewusst eine mechanische Überbestimmtheit in Kauf genommen wird. Diese Überbestimmtheit sorgt dafür, dass das Blechteil trotz seiner nicht besonders verwindungssteifen und/oder biegesteifen Natur dennoch sicher im Formwerkzeug positioniert ist. Vorteilhaft wird durch die Erfindung eine Rotation des Blechteils um einen Positionierstift, wie dies bei einer 3-Punkt-Lagerung je nach Position der Langlöcher möglich wäre, verhindert. Ebenso vorteilhaft kann im Vergleich zu einer 3-Punkt-Lagerung ein trapezförmiges Verwinden des Blechteils verhindert werden. Eine derartige Verwindung und/oder Rotation würde beispielsweise dazu führen, dass Aufnahmelaschen oder Haltelaschen des Blechteils zur Anbindung an das Kraftfahrzeug in ihren Positionen im Formwerkzeug instabil sind und nach der Herstellung des Glaselements häufig außerhalb der zulässigen Toleranzen liegen. Letzteres wird durch die Erfindung wirksam vermieden.
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Hier und im Folgenden gilt für Richtungsangaben, dass ein kartesisches Koordinatensystem zugrunde zu legen ist. Der Blechrahmen hat eine vorbestimmte Länge entlang der X-Richtung und eine vorbestimmte Breite entlang der Y-Richtung. Die X-Richtung entspricht auch einer Fahrzeuglängsrichtung, wenn das Blechteil bestimmungsgemäß in einem Kraftfahrzeug, das heißt als integraler Bestandteil des Glaselements, verbaut ist. Demzufolge ist ein X-Langloch so ausgestaltet, dass eine Bewegung in X-Richtung verhindert ist, jedoch ein Freiheitsgrad in Y-Richtung zugelassen ist. Analog gilt für ein Y-Langloch, dass eine Bewegung in Y-Richtung verhindert ist, jedoch ein Freiheitsgrad in X-Richtung zugelassen ist.
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Die erste und zweite Richtung sind senkrecht zueinander ausgerichtet, d.h. 90° zueinander. Kleiner Abweichungen, etwa +/- 5% von 90° sind ebenso umfasst.
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Die Rahmenabschnitte können auch als Rahmenschenkel bezeichnet werden. Der Blechrahmen ist geschlossen ausgebildet, denn die Rahmenabschnitte sind an ihren Enden miteinander verbunden. Bevorzugt ist der Blechrahmen einstückig ausgebildet, der Blechrahmen kann auch aus mehreren separaten, fest miteinander verbundenen Elementen, etwa den vier Rahmenabschnitten, gebildet sein. Die vier Rahmenabschnitte sind beispielsweise zwei gegenüberliegende Querrahmenabschnitte und zwei gegenüberliegende Längsrahmenabschnitte. Beispielsweise erstrecken sich die Längsrahmenabschnitte entlang der X-Richtung und die Querrahmenabschnitte entlang der Y-Richtung.
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Bevorzugt ist die erste Richtung ist die X-Richtung und die zweite Richtung ist bevorzugt die Y-Richtung. Die ersten Langlöcher sind bevorzugt X-Langlöcher und die zweiten Langlöcher sind bevorzugt Y-Langlöcher. Ein X-Langloch ist demzufolge zur Positionierung des Blechteils in dem Formwerkzeug bezüglich der X-Richtung und das Y-Langloch ist demzufolge zur Positionierung des Blechteils in dem Formwerkzeug bezüglich der Y-Richtung ausgebildet. Die ersten Langlöcher und die zweiten Langlöcher können auch anders ausgebildet und damit in anderen Richtungen wirken, wobei sicherzustellen ist, dass deren Wirkrichtungen 90° zueinander ausgerichtet sind. Beispielsweise sind die ersten Langlöcher Y-Langlöcher und die zweiten Langlöcher X-Langlöcher.
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Gemäß einer Ausführungsform weist ein erster Rahmenabschnitt der vier Rahmenabschnitte die ersten Langlöcher und das eine zweite Langloch auf, wobei ein zweiter Rahmenabschnitt das weitere zweite Langloch aufweist. Dies trägt zu einer stabilen Positionierung des Blechteils im Formwerkzeug bei.
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Gemäß einer Ausführungsform liegt der zweite Rahmenabschnitt dem ersten Rahmenabschnitt gegenüber. Dies trägt zu einer besonders stabilen Positionierung des Blechteils im Formwerkzeug bei, insbesondere wenn der erste Rahmenabschnitt die genannten drei Langlöcher und der zweite Rahmenabschnitt das weitere zweite Langloch aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der zweite Rahmenabschnitt senkrecht zu dem ersten Rahmenabschnitt ausgerichtet. Der zweite Rahmenabschnitt grenzt damit unmittelbar an den ersten Rahmenabschnitt an. Mit anderen Worten ist der zweite Rahmenabschnitt ein Seitenteil bezüglich des ersten Rahmenabschnitts. Dies trägt zu den genannten Vorteilen und Funktionen bei.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Langloch des ersten Rahmenabschnitts bezüglich einer Längsrichtung des ersten Rahmenabschnitts zwischen den beiden ersten Langlöchern angeordnet. Dies trägt zu einer sicheren Positionierung des Blechteils in dem Formwerkzeug bei.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das weitere zweite Langloch des zweiten Rahmenabschnitts im Bereich eines Längsendes des zweiten Rahmenabschnitts angeordnet. Dies trägt zu den genannten Vorteilen und Funktionen bei. Im Bereich eines Längsendes bedeutet einen Endabschnitt des zweiten Rahmenabschnitts bezüglich einer Längsrichtung des zweiten Rahmenabschnitts. Beispielsweise umfasst der Bereich 20% der Gesamtlänge des zweiten Rahmenabschnitts ausgehend von einem äußeren Ende des zweiten Rahmenabschnitts in Richtung seiner Mitte.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird analog zu oben ein Blechteil für ein Glaselement eines Fahrzeugdaches offenbart. Das Blechteil ist analog zu oben ausgebildet. Im Unterschied zu dem Blechteil gemäß dem ersten Aspekt ist kein viertes Langloch (weiteres zweites Langloch) vorgesehen, sondern einer der Rahmenabschnitte weist zumindest ein Distanzstück auf. Das zumindest eine Distanzstück dient zur Positionierung des Blechteils in dem Formwerkzeug bezüglich der zweiten Richtung.
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Es gelten die obigen Ausführungen analog und auch die Weiterbildungen, sofern zutreffend, sind analog auf das Blechteil gemäß dem zweiten Aspekt anwendbar. Das Blechteil gemäß dem zweiten Aspekt ermöglicht die oben genannten Vorteile und Funktionen.
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Das zumindest eine Distanzstück ist an das Blechteil angebracht, als ein zu dem Blechteil separates Element. Sobald das Blechteil in das Formwerkzeug eingelegt ist, tritt das zumindest eine Distanzstück berührend in Kontakt mit einer Seitenwand des Formwerkzeugs, das heißt mit einer vertikal erstreckenden Seitenwand der unteren oder oberen Werkzeughälfte. Damit wird analog zu einem zweiten Langloch mittels des zumindest einen Distanzstücks die Positionierung des Blechteils bezüglich der zweiten Richtung (etwa Y-Richtung) bewirkt beziehungsweise verbessert. Das zumindest eine Distanzstück kann auch als Positionierstück, Abstandshalter oder Anschlagbock bezeichnet werden. Das zumindest eine Distanzstück ist fest oder lösbar am Blechteil angeordnet.
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Alternativ kann das zumindest eine Distanzstück am Formwerkzeug, fest oder lösbar, angeordnet sein, etwa an der unteren oder oben Werkzeughälfte.
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Es wird darauf hingewiesen, dass auch mehr als ein Distanzstück an einem oder mehreren der Rahmenabschnitte bzw. dem Formwerkzeug vorgesehen sein können. Die vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen bezüglich des zumindest einen Distanzstücks gelten analog auch für mehrere solcher Distanzstücke.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das zumindest eine Distanzstück aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, insbesondere einem Elastomer. Dies trägt zu einem schonenden Kontakt mit dem Formwerkzeug bei und erlaubt eine passgenaue Positionierung des Blechteils. Das Distanzstück kann auch aus Aluminium, Stahl, Edelstahl oder poliertem Edelstahl hergestellt sein. Optional hat das Distanzstück eine Beschichtung, insbesondere zum Vermeiden von Kratzern am Blechteil.
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Gemäß einer Ausführungsform weist ein erster Rahmenabschnitt zwei erste Langlöcher, etwa X-Langlöcher, und ein zweites Langloch, etwa Y-Langlöcher, auf, wobei das zumindest eine Distanzstück an einem zweiten Rahmenabschnitt angeordnet ist, der senkrecht zu dem ersten Rahmenabschnitt ausgerichtet ist. Dies trägt zu den genannten Vorteilen und Funktionen bei.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das zumindest eine Distanzstück an einer Haltelasche eines Rahmenabschnitts angeordnet. Eine solche Haltelasche, auch Haltewinkellasche, erstreckt sich vertikal, das heißt in Z-Richtung von dem entsprechenden Rahmenabschnitt und bietet damit ausreichend Fläche zum Anbringen des Distanzstücks.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass auch Ausführungsformen offenbart sind, die die Merkmale der Blechteile gemäß des ersten und zweiten Aspekts kombinieren. So ist auch ein Blechteil analog zu oben umfasst, welches sowohl ein weiteres zweites Langloch als auch zumindest ein Distanzstück aufweisen. Es sind sämtliche der oben beschriebenen Ausführungsformen analog anwendbar und die genannten Vorteile und Funktionen sind gleichermaßen ermöglicht. Dies gilt auch für die weiteren, nachfolgend beschriebenen Aspekte.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird eine Vorrichtung zum Herstellen eines Glaselements für ein Fahrzeugdach offenbart. Die Vorrichtung weist ein Formwerkzeug mit einer unteren und einer oberen Werkzeughälfte auf. Die untere Werkzeughälfte ist eingerichtet zur formschlüssigen Aufnahme eines Blechteils gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Die untere Werkzeughälfte weist drei Positionierstifte auf, die so angeordnet sind, dass sie in die entsprechenden ersten Langlöcher und das zweite Langloch des aufgenommenen Blechteils formschlüssig eingreifen. Damit wird bereits eine Zentrierung beziehungsweise Positionierung erreicht. Zudem weist Vorrichtung eines oder mehrere der folgenden Merkmale auf:
- - die untere Werkzeughälfte weist einen weiteren Positionierstift zum Eingriff in das weitere zweite Langloch auf; und/oder
- - eine Seitenwand der unteren oder oberen Werkzeughälfte befindet sich in direktem Kontakt mit zumindest einem am Blechteil angeordneten Distanzstück; und/oder
- - die untere oder obere Werkzeughälfte weist zumindest ein Distanzstück auf zum direkten Kontakt mit dem Blechteil.
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Die Vorrichtung ermöglicht die genannten Vorteile und Funktionen. Insbesondere ist das Blechteil mechanisch überbestimmt im Formwerkzeug zentriert beziehungsweise positioniert. Die obigen Ausführungen zu Ausführungsformen und Merkmalen gelten analog, insbesondere bezüglich der Langlöcher, der Richtungen und des Distanzstückes. Es sei erwähnt, dass ein oder mehrere Distanzstücke nicht nur am Blechteil, sondern alternativ oder zusätzlich am Formwerkzeug angeordnet sein können.
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Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass bei sämtlichen in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen die Anordnung von Positionierstiften und Langlöchern vertauscht sein kann. So kann das Formwerkzeug, etwa die untere Werkzeughälfte, Langlöcher und das Blechteil entsprechende Positionierstifte aufweisen.
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Die untere und/oder obere Werkzeughälfte weisen einen formgebenden Bereich, etwa eine Ausnehmung, zum Begrenzen der Kavität und zum Ausbilden der Umschäumung des herzustellenden Glaselements auf. In diese Ausnehmung ist beispielsweise das Blechteil zumindest teilweise eingelegt oder darin angeordnet.
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Die Vorrichtung weist beispielsweise geeignete Mittel auf, das Formwerkzeug zu lagern und die Werkzeughälften relativ zueinander zu verfahren, etwa zum Öffnen oder Schließen. Auch umfasst die Vorrichtung Mittel zum Einbringen des Schäummaterials. Auch können ein oder mehrere Schieber für das Formwerkzeug vorgesehen sein, um bestimmte Geometrien der Umschäumung zu ermöglichen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass der Begriff „Werkzeughälfte“ nicht eine geometrisch exakte Hälfte des Formwerkzeugs darstellt. Vielmehr handelt es sich um zwei Werkzeugteile des Formwerkzeugs, die zusammen ein Ganzes ergeben. Mit anderen Worten handelt es sich beispielsweise um ein Ober- und Unterwerkzeug.
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Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Fahrzeugdach eines Kraftfahrzeuges offenbart. Das Fahrzeugdach weist ein Glaselement auf, wobei das Glaselement ein Blechteil nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen aufweist. Das Glaselement ist entsprechend wie oben beschrieben mit dem Fahrzeugdach fest verbunden. Das Fahrzeugdach ermöglicht im Wesentlichen die vorgenannten Vorteile und Funktionen. Es gelten die obigen Ausführungen zu Ausführungsformen analog.
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Gemäß einem fünften Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen eines Glaselements für ein Fahrzeugdach eines Kraftfahrzeugs offenbart. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- - Bereitstellen einer unteren Werkzeughälfte und einer oberen Werkzeughälfte eines Formwerkzeuges,
- - Anordnen eines Blechteils gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen an eine vorgegebene Position in der unteren Werkzeughälfte,
- - Einlegen einer Scheibe zumindest teilweise in die untere Werkzeughälfte,
- - Schließen der beiden Werkzeughälften derart, dass die beiden Werkzeughälften zusammen mit der Scheibe eine oder mehrere Kavitäten entlang eines Rands der Scheibe ausbilden, in welcher das Blechteil zumindest teilweise angeordnet ist,
- - Einbringen von Schäummaterial in die Kavität derart, dass an dem Rand der Scheibe eine Umschäumung oder mehrere Umschäumungen ausgebildet ist, in die das Blechteil zumindest teilweise eingeschäumt ist, so dass das Blechteil form- und/oder stoffschlüssig mit der Scheibe gekoppelt ist.
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Das Verfahren ermöglicht im Wesentlichen die vorgenannten Vorteile und Funktionen. Die definierte Positionierung des Blechteils in der unteren Werkzeughälfte erfolgt formschlüssig mit den beschriebenen Langlöchern und/oder des Distanzstücks. Es gelten die obigen Ausführungen zu Ausführungsformen analog.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden, in Verbindung mit den Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In den Figuren zeigen:
- 1 ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugdach und einem Glaselement in perspektivischer Ansicht,
- 2 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Herstellen eines Glaselements,
- 3 eine schematische Detailansicht der Vorrichtung gemäß 2,
- 4 und 5 zwei schematische Detailansichten eines Langlochs eines Blechteils für das Glaselement,
- 6 eine schematische Querschnittsansicht der Vorrichtung gemäß 2 beim Herstellen einer Umschäumung,
- 7 schematische Darstellungen von Verwindungen und Verdrehungen des Blechteils,
- 8 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Blechteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 9 und 10 schematische Ansichten eines Blechteils gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Fahrzeugdach 2, das ein Glaselement 3 (auch Deckel genannt) aufweist. Das Glaselement 3 ist im Ausführungsbeispiel ein zum Fahrzeugdach 2 unbewegliches Glaselement und wird auch als Festglaselement oder Festglasmodul (FTM: Fixed Typed Module) bezeichnet. Alternativ ist das Glaselement 3 relativ zum Fahrzeugdach 2 beweglich, um wahlweise eine Öffnung in dem Fahrzeugdach 2 freizugeben, teilweise freizugeben oder zu verschließen. Das Glaselement 3 weist Befestigungsbereiche 4 auf, von denen exemplarisch zwei in 1 angedeutet sind. In den Befestigungsbereichen 4 ist das Glaselement 3 fest mechanisch mit dem Fahrzeugdach 2, beispielweise mit der Karosserie oder Dachrahmenelementen, verbunden, beispielsweise fest verschraubt. Im Falle eines beweglichen Elements ist das Glaselement 3 beispielweise mit einer Ausstell- und Verschiebemechanik zum Steuern einer Bewegung des Glaselements 3 gekoppelt. Für die jeweilige Anbindung weist das Glaselement 3 beispielsweise Haltelaschen (auch Haltewinkellasche oder Haltewinkel) auf, die integraler Bestandteil des Glaselements 3 sind.
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Das Glaselement 3 ist, wie eingangs erläutert, typischerweise aus mehreren, fest miteinander verbundenen Komponenten hergestellt. Insbesondere umfasst das Glaselement 3 eine Glasscheibe, einen Blechrahmen und eine Umschäumung, insbesondere eine sogenannte Randumschäumung. Bei der Herstellung wird der Blechrahmen, der typischerweise die genannten Haltelaschen aufweist, mittels der Umschäumung fest mit der Glasscheibe verbunden. Wir weisen darauf hin, dass anstelle einer Glasscheibe auch mehrere Scheiben oder ein sogenannter Scheibenverbund vorgesehen sein können.
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Für Richtungen gelten die in den Figuren eingezeichneten Koordinatensysteme. Die X-Richtung entspricht der Fahrzeuglängsrichtung, die Y-Richtung der Fahrzeugquerrichtung und die Z-Richtung der Hochrichtung (vertikale Richtung oder Schwerkraftrichtung).
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2 zeigt schematisch eine Vorrichtung 5 zum Herstellen eines solchen Glaselements 3. Die Vorrichtung 5 umfasst ein Formwerkzeug 6, auch als Schäumwerkzeug bezeichnet. Das Formwerkzeug 6 umfasst zwei Werkzeughälften, eine untere Werkzeughälfte 7 und eine obere Werkzeughälfte 8 (schematisch durch Strichlinien angedeutet).
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In die untere Werkzeughälfte 7 ist ein Blechteil 9 eingelegt, welches als ein geschlossener Blechrahmen 10 ausgebildet ist. Das Blechteil 9 wird mittels einer Randumschäumung fester Bestandteil des herzustellenden Glaselements 3. Der Blechrahmen 10 ist durch vier längliche Rahmenabschnitte 11 gebildet, die paarweise gegenüberliegen. Somit hat der Blechrahmen 10 zwei Längsrahmenabschnitte 12 und zwei Querrahmenabschnitte 13. Die Rahmenabschnitte 11 sind beispielsweise jeweils aneinander angrenzend im rechten Winkel zueinander angeordnet, dies muss aber nicht zwingend so sein. Darüber hinaus ist das Blechteil 9 einstückig ausgebildet, wobei auch dies nicht zwingend der Fall sein muss.
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Einer der Rahmenabschnitte 11 (erster Rahmenabschnitt), ein erster Querrahmenabschnitt 13, weist drei Langlöcher, nämlich zwei X-Langlöcher 14 (als erste Langlöcher) und ein Y-Langloch 15 (als zweites Langloch), auf, wie eingangs beschrieben. Das Y-Langloch 15 ist entlang der Längsrichtung des ersten Querrahmenabschnitts 13 zwischen den beiden X-Langlöchern 14 angeordnet. Die Langlöcher 14 und 15 sind an Positionierstifte 16 (siehe 3) der unteren Werkzeughälfte 7 angepasst, wobei je ein Positionierstift in ein entsprechendes Langloch formschlüssig eingreift und das Blechteil 9 in einer der beiden Richtungen X und Y (als erste bzw. zweite Richtungen) blockiert, während ein Freiheitsgrad in der jeweils anderen Richtung existiert.
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3 zeigt exemplarisch einen Ausschnitt der Vorrichtung 5, in dem die drei Langlöcher 14 und 15 zu erkennen sind. Zudem sind die Positionierstifte 16 dargestellt, die formschlüssig in die Langlöcher 14 und 15 eingreifen.
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4 zeigt eine schematische Aufsicht eines X-Langlochs 14 mit eingreifendem Positionierstift 16 und 5 eine Schnittansicht A-A der 4.
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Der Blechrahmen 10 hat zudem mehrere Haltelaschen 17 (siehe 2 und 3).
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6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht der Vorrichtung 5 gemäß 2. Neben dem Blechteil 9 ist auch eine Glasscheibe 18 in das Formwerkzeug 6 eingelegt. Wenn die beiden Werkzeughälften 7 und 8 geschlossen sind (wie in 2 und 6 gezeigt), bilden diese eine Kavität 19 aus. In die Kavität 19 wird in einem Fertigungsschritt Schäummaterial eingebracht, etwa eine Polyurethan-Schäumung, die zu einer Umschäumung 20 aushärtet. Die Kavität 19 ist im Beispiel umlaufend am Rand der Glasscheibe 18 ausgebildet, so dass lediglich die Umschäumung 20 gebildet ist, die damit eine umlaufende Randumschäumung ist. Nach dem Aushärten und Entnehmen ist das Glaselement 3 hergestellt, welches natürlich gegebenenfalls noch weiterbearbeitet werden kann.
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Zur Positionierung des Blechteils 9 in der unteren Werkzeughälfte 7 sind wie beschrieben die drei Langlöcher 14 und 15 vorgesehen, so dass eine mechanisch bestimmte 3-Punkt-Lagerung gegeben ist.
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Es zeigt sich, dass das Blechteil 9, insbesondere aufgrund der Rahmengeometrie und des dünnen Blechmaterials (Blechstärke zum Beispiel 2,0 mm, 1,0 mm bis 1,2 mm oder kleiner als 1,0 mm), zu einer Verwindung beziehungsweise Verdrehung im eingelegten Zustand neigt, wie schematisch in 7 angedeutet, die links ein Verdrehen, insbesondere um den Positionierstift des Y-Langlochs 15, und rechts ein trapezförmiges Verwinden zeigt (siehe entsprechend überzeichnet dargestellte Positionen 9' und 9'' des Blechteils 9, die Abweichungen von der Idealposition im Formwerkzeug 6 darstellen).
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8 zeigt ein Blechteil 9 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses entspricht im Wesentlichem dem zuvor beschriebenen Blechteil 9, wobei im Unterschied ein weiterer Rahmenabschnitt 11 ein zusätzliches Langloch aufweist. Konkret ist bei dem einen Querrahmenabschnitt 13a gegenüberliegenden Querrahmenabschnitt 13b ein Y-Langloch 15 vorgesehen, in das ein entsprechend weiterer Positionierstift der unteren Werkzeughälfte 7 eingreift. Beim Einlegen des Blechrahmens 10 in die untere Werkzeughälfte 7 liegt damit eine mechanische Überbestimmtheit vor, die im vorliegenden Fall entgegen der üblichen Annahme besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine sichere und exakte Positionierung und Fixierung des Blechteils 9 im Formwerkzeug 6 ist.
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Im gezeigten Beispiel ist das weitere Y-Langloch in etwa mittig beim Querrahmenabschnitt 13b vorgesehen. Alternativ ist das weitere Langloch 15 im Bereich eines Längsendes 21 des Querrahmenabschnitts 13b vorgesehen (siehe Bezugszeichen 15').
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Das Blechteil 9 ermöglicht die eingangs genannten Vorteile und Funktionen.
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Alternativ oder zusätzlich zu dem weiteren Y-Langloch 15 sind an einer oder mehreren der Haltelaschen 17 Distanzstücke 22, etwa aus einem Elastomer hergestellt, angebracht. Dies ist exemplarisch in 9 dargestellt, die wiederum eine Vorrichtung 5 zur Herstellung zeigt. Die Haltelaschen 17 sind an Längsrahmenabschnitten 12 angebracht, die senkrecht zu dem ersten Querrahmenabschnitt 13 ausgerichtet sind. Ist das Blechteil 9 in die untere Werkzeughälfte eingelegt, so treten die Distanzstücke 22 in Kontakt mit einer entsprechenden, den Distanzstücken 22 gegenüberliegenden Seitenwand 23 der unteren oder oberen Werkzeughälfte 7, 8 des Formwerkzeugs 6. Dadurch wird eine Zentrierung des Blechteils 9 in der Y-Richtung und eine sichere Positionierung im Formwerkzeug 6 bewirkt.
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10 zeigt eine detaillierte, schematische Querschnittsansicht der Vorrichtung 5, wobei ein Distanzstück 22 zu erkennen ist, welches mit der Seitenwand 23 der oberen Werkzeughälfte in direktem, berührenden Kontakt steht und dadurch die sichere Positionierung bewirkt.
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Das eine oder die mehreren Distanzstücke 22 sind entweder fest am Blechteil 9 angeordnet, d.h. fest verbunden, und verbleiben am Blechteil 9 nach Herstellung des Glaselements 3. Alternativ sind das eine oder die mehreren Distanzstücke 22 lösbar am Blechteil 9 angeordnet, d.h. abnehmbar.
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In einem alternativen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind ein oder mehrere Distanzstücke am bzw. im Formwerkzeug vorgesehen. Analog zu oben können diese fest montiert oder lösbar, d.h. abnehmbar, angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Fahrzeugdach
- 3
- Glaselement
- 4
- Befestigungsbereich
- 5
- Vorrichtung
- 6
- Formwerkzeug
- 7
- untere Werkzeughälfte
- 8
- obere Werkzeughälfte
- 9
- Blechteil
- 9', 9''
- Verwindung, Verdrehung des Blechteils
- 10
- Blechrahmen
- 11
- Rahmenabschnitt
- 12
- Längsrahmenabschnitt
- 13
- Querrahmenabschnitt
- 13a, 13b
- Querrahmenabschnitt
- 14
- X-Langloch
- 15
- Y-Langloch
- 16
- Positionierstift
- 17
- Haltelasche
- 18
- Glasscheibe
- 19
- Kavität
- 20
- Umschäumung
- 21
- Längsende
- 22
- Distanzstück
- 23
- Seitenwand
- A-A
- Schnittansicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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