DE10329419A1

DE10329419A1 - Reinigungsanlage an einem Kraftfahrzeug, Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils als Bestandteil einer Reinigungsanlage sowie Werkzeug zur Herstellung eines derartigen Kunststoffbauteils

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Publication number: DE10329419A1
Application number: DE2003129419
Authority: DE
Inventors: Holm Riepenhausen
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2005-02-10

Abstract

Eine Reinigungsanlage (2) an einem Kraftfahrzeug weist zum Transport von Reinigungsflüssigkeit einen Zuführleitungsabschnitt (18) auf, der als integrierter Bestandteil des Kunststoffbauteils (5) ausgeführt ist. Zum Aufbringen der Reinigungsflüssigkeit auf eine zu reinigende Fahrzeugkomponente dient ein Düsenelement (12). Dieses kommuniziert mit dem Zuführleitungsabschnitt (18). Zur Herstellung des Kunststoffbauteils (5) wird eine dessen äußere Form vorgebende Spritzgussform (32) eines Spritzgießwerkzeugs (31) mit einer plastifizierten Kunststoffmasse befüllt. Anschließend wird ein Medium in die Spritzgussform (32) injiziert, wodurch die Kunststoffmasse im Bereich des Zuführleitungsabschnitts (18) verdrängt und in diesem ein Flüssigkeitskanal (47) frei wird. Die Kunststoffmasse wird ausgehärtet und die Spritzgussform geöffnet. Das Spritzgießwerkzeug (31) umfasst neben der Spritzgussform (32), die mindestens zwei zueinander bewegliche Formwerkzeugabschnitte (33, 34) aufweist, noch eine Mediuminjektionsvorrichtung (48, 72). Diese dient zur Injektion des Mediums (69) in die Spritzgussform (32). Es resultiert eine einfacher zu montierende Reinigungsanlage (2), deren Bestandteile mit Techniken der Massenproduktion hergestellt werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsanlage an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils als Bestandteil einer derartigen Reinigungsanlage sowie ein Werkzeug zur Herstellung eines derartigen Kunststoffbauteils.

Reinigungsanlagen der eingangs genannten Art sind bekannt aus der DE 32 33 137 C2 , der DE 199 45 075 A1 sowie aus der DE 44 28 348 C2 . Dort sind die Düsenelemente über Verschlauchungen mit entsprechenden Quellen für Reinigungsflüssigkeit verbunden. Derartige Verschlauchungen sind aufwendig zu montieren.

Verfahren zur Ausbildung von Hohlräumen in Kunststoffbauteilen mit Hilfe von Mediuminjektionstechniken sind bekannt aus der DE 42 35 673 A1 und der DE 199 63 896 A1 . Weitere verwandte Herstellungsverfahren sind bekannt aus der DE 38 15 616 A1 und der DE 100 14 432 A1 . Die Herstellung einer Kühlwasserleitung mit Hilfe eines auf Wasserinjektion basierenden Herstellungsverfahrens ist bekannt aus einem Fachartikel von Protte et al. aus der Zeitschrift „Kunststoffe", 2/2003, Seite 52 ff.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungsanlage der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass der Montageaufwand der Reinigungsanlage verringert wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Reinigungsanlage mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass dann, wenn der Zuführleitungsabschnitt hin zum Düsenelement als integrierter Bestandteil des Kunststoffbauteils des Kraftfahrzeugs vorliegt, die räumliche Lage des Zuführleitungsabschnitts fest von der räumlichen Lage des Kunststoffbauteils vorgegeben wird. Bei der Montage des Kunststoffbauteils wird somit der Zuführleitungsabschnitt automatisch mit montiert, was die Montage der Reinigungsanlage vereinfacht. Auf die Montage einer separaten Verschlauchung kann zumindest dort, wo sie vom Zuführleitungsabschnitt ersetzt wird, verzichtet werden. Fehlerquellen durch eine nicht ausreichend am Fahrzeug festgelegte Verschlauchung scheiden somit aus. Bevorzugt kann erfindungsgemäß der bislang eingesetzte Schlauch bzw. das bislang eingesetzte Schlauchsystem komplett entfallen.

Stoßfängerkomponenten aus Kunststoff erstrecken sich längs eines großen Teils des zur Führung von Reinigungsflüssigkeit für eine Scheinwerferreinigungsanlage notwendigen Weges. Daher wird durch Integration des Zuführleitungsabschnitts in ein Kunststoffbauteil nach Anspruch 2 eine Führung der Reinigungsflüssigkeit ohne Verschlauchung längs eines erheblichen Weges gewährleistet.

Aufgrund der Anforderungen an einen thermoplastischen Biegeträger oder an einen Biegeträger in hybrider Ausführung als Metall-Kunststoff-Verbund weist dieser in der Regel eine längs des Stoßfängers durchgehende Kunststoffkomponente auf. Dort lässt sich daher ein Zuführleitungsabschnitt nach Anspruch 3 elegant integrieren. Alternativ kann der Zuführleitungsabschnitt auch in der Verkleidung bzw. der Stoßleiste oder in eine Kunststofftragstruktur eines Karosserieelements des Kraftfahrzeugs, z. B. eines Kotflügels, integriert sein. Die zuletzt genannten Kunststofftragstrukturen finden insbesondere zum definierten Abbau kinetischer Energie bei einem unfallbedingten Fahrzeugaufprall Verwendung.

Dies gilt entsprechend für ein Innenteil nach Anspruch 4.

Einstückig angeformte Steckkupplungen nach den Ansprüchen 5 oder 6 verringern die Gefahr einer Undichtigkeit und erhöhen die Flexibilität bei der Formgebung der einzelnen Komponenten der Reinigungsanlage und reduzieren die Anzahl der zu verwendenden Bauteile.

Mindestens eine Hinterschneidung nach Anspruch 7 kann zur Verbesserung der Haltefunktion einer Steckkupplung oder, insbesondere bei der Verwendung einer zusätzlichen Dichtung, zur Verbesserung der Dichtfunktion der Steckkupplung dienen.

Die alternative Ausführung nach Anspruch 8 lässt sich mit relativ geringem Aufwand fertigen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils, in welches ein Zuführleitungsabschnitt einer Reinigungsanlage an einem Kraftfahrzeug gemäß dem oben Ausgeführten integriert ist, anzugeben.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den im Anspruch 9 angegebenen Schritten.

Die eingangs genannten Verfahren, die den Einsatz von Medieninjektionstechniken zu anderen Zwecken lehren, können durch entsprechende Überarbeitung beziehungsweise Ergänzung des Spritzgusswerkzeugs auch bei der Herstellung eines Kunststoffbauteils mit integriertem Zuführleitungsabschnitt einer Reinigungsanlage eingesetzt werden. Dies erlaubt eine kostengünstige Massenproduktion derartiger Kunststoffbauteile. Als Medium könnten eine Flüssigkeit oder ein Gas eingesetzt werden.

Ein Verfahren nach Anspruch 10, welches mit Gas als Medium durchgeführt werden kann, erfordert nur relativ geringe Eingriffe in die Konstruktion des Spritzgießwerkzeugs.

Ein Verfahren nach Anspruch 11, bei dem insbesondere Wasser als Medium eingesetzt werden kann, erlaubt eine kontrollierte Ausformung des Flüssigkeitskanals.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug zur Herstellung eines Kunststoffbauteils, in welches ein Zuführleitungsabschnitt einer Reinigungsanlage an einem Kraftfahrzeug integriert ist, anzugeben.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Werkzeug mit den im Anspruch 12 angegebenen Merkmalen.

Ein solches Werkzeug lässt sich zur Massenproduktion derartiger Kunststoffbauteile einsetzen.

Eine Injektionsdüse nach Anspruch 13 erlaubt eine gut kontrollierte Injektion eines Mediums.

Eine Überlaufkavität nach Anspruch 14 führt zu einer kontrollierten Verdrängung von Kunststoffmasse.

Ein beweglicher Begrenzungskörper nach Anspruch 15 kann zur Steuerung der Größe der Überlaufkavität eingesetzt werden. Auf diese Weise kann das aus dem Kunststoffbauteil verdrängte Volumen beeinflusst werden.

Eine Überlaufkavität mit einem Verschlusskörper nach Anspruch 16 ermöglicht eine gesteuerte Trennung der Überlaufkavität vom durch die Mediuminjektion erzeugten Flüssigkeitskanal.

Ein Hydraulikzylinder nach Anspruch 17 ist robust. Je nach Ausführung kann sein Bewegungshub auch fein vorgegeben werden.

Eine Spritzgussform nach Anspruch 18 erlaubt auch die Herstellung von Hinterschneidungen im Kunststoffbauteil.

Dies kann insbesondere bei der Ausgestaltung von Kupplungskomponenten zur Verbindung des Zuführleitungsabschnitts mit anderen Leitungsabschnitten für Reinigungsflüssigkeit der Reinigungsanlage genutzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts aus einem Innenteil eines Kraftfahrzeugstoßfängers im Bereich einer Reinigungsdüse einer Reinigungsanlage für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer,
2 einen Schnitt gemäß Linie II-II in 1, wobei zusätzlich weitere Kraftfahrzeugbauteile im Bereich des Stoßfängers dargestellt sind,
3 eine Steckkupplung zwischen der Reinigungsdüse und einem Abschnitt einer Zuführleitung,
4 eine Steckkupplung zwischen einem Abschnitt der Zuführleitung und einem Abschnitt eines Versorgungsschlauchs für Reinigungsflüssigkeit,
5 eine alternative Ausgestaltung eines Steckkupplungsabschnitts der Zuführleitung für die Steckverbindung mit dem Versorgungsschlauch,
6 einen Ausschnitt eines Werkzeugs zur Herstellung eines Kunststoffbauteils, in welches die Zuführleitung integriert ist,
7 eine weitere Momentaufnahme des Werkzeugs nach 6 bei der Herstellung des Kunststoffbauteils,
8 ein zur Ausführung nach den 6 und 7 alternatives Werkzeug zur Herstellung eines alternativen Kunststoffbauteils,
9 eine zu 7 ähnliche Momentaufnahme des Werkzeugs nach 8,
10 eine schematische Seitenansicht des Kunststoffbauteils, wobei zusätzlich Komponenten einer Mediuminjektionsvorrichtung zur Injektion eines Mediums in eine Spritzgussform des Werkzeugs zur Herstellung des Kunststoffbauteils dargestellt sind,
11 einen Schnitt gemäß Linie XI-XI in 10,
12 einen Schnitt gemäß Linie XII-XII durch das in 10 dargestellte Kunststoffbauteil,
13 einen Schnitt gemäß Linie XIII-XIII in 10,
14 eine Seitenansicht gemäß Blickrichtung XIV in 10 mit in die Zuführleitung eingeschobenen Verschlusskörper der Mediuminjektionsvorrichtung,
15 einen Schnitt gemäß Linie XV-XV in 10 mit aus der Zuführleitung herausgezogenem Verschlusskörper,
16 eine schematische Seitenansicht eines Kunststoffbauteils mit Komponenten einer alternativen Mediuminjektionsvorrichtung,
17 einen Schnitt gemäß Linie XVII-XVII in 16,
18 einen Schnitt gemäß Linie XVIII-XVIII durch das Kunststoffbauteil nach 16,
19 einen Schnitt gemäß Linie XIX-XIX in 16,
20 einen Schnitt gemäß Linie XX-XX in 16 mit in das Kunststoffbauteil eingefahrenem Begrenzungskörper der Mediuminjektionsvorrichtung,
21 einen Schnitt gemäß XXI-XXI in 16 mit aus dem Kunststoffbauteil herausgezogenem Begrenzungskörper der Mediuminjektionsvorrichtung.
In 1 ist perspektivisch ein Abschnitt von Komponenten eines Stoßfängers 1 eines Kraftfahrzeugs in einem Bereich dargestellt, der Komponenten einer Reinigungsanlage 2 zur Reinigung eines nicht dargestellten Fahrzeugscheinwerfers aufweist. Die in der 1 dargestellten Komponenten sind in montiertem Zustand vom Fahrzeuginneren her gesehen.
In 2 ist der prinzipielle Aufbau des Stoßfängers 1 im Schnitt dargestellt, wobei dort über die in 1 dargestellten Komponenten hinaus noch weitere Komponenten des Stoßfängers 1 gezeigt sind. Zur äußeren Verkleidung des Stoßfängers 1 dient eine Kunststoffaußenhaut 3. Von dieser aufgenommen ist ein Pralldämpfer 4 aus einem energieabsorbierenden Kunststoffmaterial. Neben der Kunststoffaußenhaut 3 begrenzt ein Kunststoffinnenteil 5 des Stoßfängers 1 einen Aufnahmeraum 6 für den Pralldämpfer 4. Das Innenteil 5 trägt den Pralldämpfer 4 und die Kunststoffaußenhaut 3. Mit der Kunststoffaußenhaut 3 ist das Innenteil 5 über eine Mehrzahl von Verriegelungshaken 7 an der Kunststoffaußenhaut 3 verbunden, welche in entsprechende Aufnahmen 8 im Innenteil 5 eingreifen.
Dem Innenteil 5 nachgeordnet ist ein Hybridbiegeträger 9, der so ausgestaltet ist, dass er im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs kinetische Energie durch Deformation abbaut. Auf den genauen Aufbau des Hybridbiegeträgers 9 kommt es nachfolgend nicht an. Er ist als Verbund aus einer Polymerkomponente einerseits und einer Aluminium- oder Stahlkomponente andererseits gefertigt. Eine erste Deformationskomponente 10 des Hybridbiegeträgers 9, welche dem Verlauf des Stoßfängers 1 folgt, ist hinter dem Innenteil 5 angeordnet. Die erste Deformationskomponente 10 wirkt zusammen mit einer zweiten Deformationskomponente 11, die ihrerseits in nicht dargestellter Weise am Fahrzeugrahmen festgelegt ist.
Die Reinigungsanlage 2 umfasst einen ein- und ausfahrbaren Scheinwerferreinigungszylinder 12, dessen Gehäuse 13 vom Innenteil 5 getragen ist. Eine im Gehäuse 13 geführte Kolbenstange 14 des Scheinwerferreinigungszylinders 12 trägt zwei Düsenkörper 15, 16.
In der eingezogenen Stellung der Düsenkörper 15, 16 ist der Scheinwerferreinigungszylinder 12 von einer mit der Außenhaut 3 fluchtenden Klappe verdeckt, die synchronisiert mit einer Bewegung der Kolbenstange 14 des Scheinwerferreinigungszylinders 12 geöffnet beziehungsweise wieder verschlossen wird.
Zur Förderung von Reinigungsflüssigkeit kommuniziert das Gehäuse 13 bodenseitig über eine Steckkupplung 17 mit einem Zuführleitungsabschnitt 18 der Reinigungsanlage 2, der als integraler Bestandteil des Innenteils 5 ausgeführt ist, also eine einstückig am Innenteil angeformte Kunststoffkomponente darstellt. Als Steckkupplungsabschnitt der Steckkupplung 17 weist das Gehäuse 13 einen Kupplungszapfen 19 auf, dessen Außenwand eine Mehrzahl von Hinterschneidungen 20, 21, 22 aufweist. Der Kupplungszapfen 19 ist in eine hierzu komplementäre zylindrische Kupplungsaufnahme 23 des Zuführleitungsabschnitts 18 eingesteckt. Die Hinterschneidung 20 bildet einen Widerhaken, der den Kupplungszapfen 19 gegen ein Herausrutschen aus der Kupplungsaufnahme 23 sichert. Zwischen den weiteren Hinterschneidungen 21, 22 ist eine Umfangsnut im Kupplungszapfen 19 ausgebildet, in die ein Dichtring 24 eingelegt ist. Der Dichtring 24 dichtet den Kupplungszapfen 19 gegen die Kupplungsaufnahme 23 ab.
Von der Kupplungsaufnahme 23 aus erstreckt sich der Zuführleitungsabschnitt 18 am montierten Innenteil 5 im Wesentlichen horizontal, wobei er S-förmig geschwungen zunächst den Abstand der Steckkupplung 17 zum Innenteil 5 in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs überbrückt und anschließend dem Verlauf des Innenteils 5 folgt. An seinem der Kupplungsaufnahme 23 gegenüberliegenden Ende ist der Zuführleitungsabschnitt 18 um 90° in Richtung auf das Fahrzeuginnere zu umgebogen und hat an seinem freien Ende einen einstückig angeformten Kupplungszapfen 25. In dem Bereich, in dem der Zuführleitungsabschnitt 18 dem Verlauf des Innenteils 5 folgt, ist der Zuführleitungsabschnitt 18 benachbart zu den Aufnahmen 8 der Verriegelung des Innenteils 5 an der Außenhaut 3 angeordnet.
Der Kupplungszapfen 25 ist Teil einer weiteren Steckkupplung 26, über die der Zuführleitungsabschnitt 18 flüssigkeitsdicht mit einem Versorgungsschlauch 27 der Reinigungsanlage 2 verbunden ist.
Der Aufbau der Steckkupplung 26 entspricht dem der Steckkupplung 17, sodass gleiche Komponenten gleiche Bezugszeichen tragen und nicht nochmals im Einzelnen erläutert werden. Der Versorgungsschlauch 27 verbindet den Zuführleitungsabschnitt 18 mit einer Quelle für Reinigungsflüssigkeit, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist und eine Pumpe sowie einen Versorgungsbehälter für Reinigungsflüssigkeit umfasst.
Je nach Anzahl der zu reinigenden Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs weist die Reinigungsanlage 2 eine entsprechende Anzahl von Scheinwerferreinigungszylindern 12 mit zugeordneten Zuführleitungsabschnitten 18 auf. Beim Zuführleitungsabschnitt 18 sind ein Kupplungszapfen 19 zur Anbindung an den Versorgungsschlauch 27 und eine Steckkupplung 17 zur Anbindung an den Scheinwerferreinigungszylinder 12 vorgesehen. Alternativ ist es genauso möglich, pro Zuführleitungsabschnitt 18 eine Mehrzahl von Versorgungsanbindungen zur Reinigungsflüssigkeitszuführung bzw. eine Mehrzahl von Abgängen für die Reinigungsflüssigkeit, wie z. B. die Steckkupplung 17, vorzusehen.
Ein alternativer einstückig angeformter Kupplungszapfen 28 des Zuführleitungsabschnitts 18 als Teil der Steckkupplung 26 ist in 5 dargestellt. Der Kupplungszapfen 28 ist im Querschnitt hülsenförmig und weist eine hinterschneidungsfreie Außenwand 29 auf.
Alternativ kann ein Zuführleitungsabschnitt der Reinigungsanlage 2 zur Verbindung des Scheinwerferreinigungszylinders 12 mit der Quelle für Reinigungsflüssigkeit auch integrierter Bestandteil anderer Kunststoffbauteile des Kraftfahrzeugs sein. In 2 ist eine derartige alternative Anordnung am Beispiel einer Anformung eines Zuführleitungsabschnitts 30 an einer Bodenwand des Hybridbiegeträgers 9 gezeigt. Von der Zuordnung des Zuführleitungsabschnitts 30 zum Hybridbiegeträger 9 abgesehen hat der Zuführleitungsabschnitt 30 den gleichen Aufbau wie der Zuführleitungsabschnitt 18, sodass dieser nicht nochmals beschrieben werden muss. Als weitere Anordnungsvariante können Zuführleitungsabschnitte 30a, 30b auch an einer der Bodenwand des Hybridbiegeträgers 9 gegenüberliegend angeordneten Deckwand angeformt sein, wie in der Zeichnung dargestellt.
Bei einer ebenfalls möglichen Anordnungsvariante können ein Zuführleitungsabschnitt 30 oder mehrere Zuführleitungsabschnitte 30a, 30b einstückig an einer Kunststofftragstruktur für ein Kraftfahrzeugkarosserieelement, z. B. für einen Kotflügel, angeformt sein. Die Reinigungsanlage 2 funktioniert folgendermaßen: Bei einer Betätigung eines entsprechenden Bedienelements wird die Pumpe für Reinigungsflüssigkeit aktiviert und fördert Reinigungsflüssigkeit durch den Versorgungsschlauch 27 und den Zuführleitungsabschnitt 18 hin zum Scheinwerferreinigungszylinder 12, wo die Reinigungsflüssigkeit durch die Düsenkörper 15, 16 zur Reinigung des der Reinigungsanlage 2 zugeordneten Fahrzeugscheinwerfers austritt. Zusätzlich zur Aktivierung der Pumpe wird bei Betätigung mit Hilfe eines entsprechenden Aktuators die Kolbenstange 14 aus dem Gehäuse 13 des Scheinwerferreinigungszylinders 12 ausgefahren, sodass die Düsenkörper 15, 16 aus dem Stoßfänger 1 herausgefahren werden und der zu reinigende Fahrzeugscheinwerfer somit in den Erfassungsbereich der Düsenkörper 15, 16 kommt. Nach der Reinigung und dem Ende der Aktivierung der Pumpe wird die Kolbenstange 14 wieder in das Gehäuse 13 eingezogen, sodass die Düsenkörper 15, 16 in den Stoßfänger 1 zurückgezogen werden. Alternativ können die Düsenkörper 15, 16 auch statisch in der Verkleidung des Kraftfahrzeugs montiert sein.
Das Innenteil 5 mit dem Zuführleitungsabschnitt 18 wird durch Spritzgießen in einem Spritzgießwerkzeug 31 hergestellt, welches in den 6 und 7 ausschnittsweise dargestellt ist. Das Spritzgießwerkzeug 31 hat eine Spritzgussform 32, welche die äußere Form des Innenteils 5 vorgibt. In den 6 und 7 ist die Spritzgussform 32 im Bereich des Zuführleitungsabschnitts 18 gezeigt. Die Spritzgussform 32 weist zwei Formwerkzeugabschnitte 33, 34 auf, die zueinander in Richtung eines Doppelpfeils 35 beweglich sind, wodurch das Spritzgießwerkzeug 31 längs einer in den 6 und 7 strichpunktiert dargestellten Trennlinie 36 getrennt wird. Neben den Formwerkzeugabschnitten 33, 34 weist die Spritzgussform 32 als Formwerkzeugnebenabschnitte zwei Schieber 37, 38 auf, welche die Spritzgussform 32 im Bereich des Kupplungszapfens 25 der Steckkupplung 26 des Zuführleitungsabschnitts 18 begrenzen. Der erste Schieber 37 weist eine Führungsbohrung 39 auf, in welche ein hierzu komplementärer Führungsbolzen 40 des Formwerkzeugabschnitts 33 eindringt.
Bei einer Trennung der Formwerkzeugabschnitte 33, 34 ist der erste Schieber 37 längs eines Doppelpfeils 41 in der Zeichenebene der 6 und senkrecht zum Doppelpfeil 35 beweglich. Diese Bewegung ist geführt mittels des in der Führungsbohrung 39 wandernden Führungsbolzens 40 sowie mittels einer nicht dargestellten Führungseinrichtung, die den ersten Schieber 37 in gleitender Anlage am in 6 unteren Formwerkzeugabschnitt 34 hält. Zwischen einer Seitenwand 42 des ersten Schiebers 37 und einer dieser in Richtung des Doppelpfeils 41 gegenüberliegend angeordneten Wand 43 des oberen Formwerkzeugabschnitts 33 liegt eine gehärtete Druckplatte 43a.
Der zweite Schieber 38 ist in Bezug auf den Kupplungszapfenbereich der Spritzgussform 32 dem ersten Schieber 37 gegenüberliegend angeordnet und ebenfalls in Richtung des Doppelpfeils 41 gegenläufig zum ersten Schieber 37 relativ zu den Formwerkzeugabschnitten 33, 34 beweglich. Diese Bewegung ist geführt von einem weiteren, nicht dargestellten Führungsbolzen, der wie der Führungsbolzen 40 in eine entsprechende Führungsbohrung des zweiten Schiebers 38 eindringt. Ferner ist diese Bewegung des zweiten Schiebers 38 geführt durch eine den zweiten Schieber 38 umgreifende Führungsaufnahme 44 im in 6 unteren Formwerkzeugabschnitt 34. Ein Boden 45 der Führungsaufnahme 44 ist einer ihm zugeordneten Seitenwand 46 des zweiten Schiebers 38 soweit beabstandet, dass der zweite Schieber 38 bei der Bewegung längs des Doppelpfeils 41 nicht vom unteren Formwerkzeugabschnitt 34 gestört ist.
Ein Führungskanal 47 zur Führung der Reinigungsflüssigkeit wird in den Zuführleitungsabschnitt 18 im Spritzgießwerkzeug 31 durch Medieninjektion eingeformt. Ein Teil einer Mediuminjektionsvorrichtung 48, der nachfolgend noch näher beschrieben wird, ist eine Überlaufkavitätsanordnung 49 zur Erzeugung einer Überlaufkavität 50 im in 6 unteren Formwerkzeugabschnitt 34 im Anschluss an die Spritzgussform 32. Die Überlaufkavitätsanordnung 49 umfasst einen Hydraulikzylinder 51, der in einer entsprechenden Aufnahme im Formwerkzeugabschnitt 34 gehaltert ist. Eine Kolbenstange 52 des Hydraulikzylinders 51 ist beweglich geführt in einer Führungsbohrung 53 im Formwerkzeugabschnitt 34.
Die Führungsbohrung 53 geht in die Überlaufkavität 50 über, sodass die Überlaufkavität 50 den Abschnitt der Führungsbohrung 53 darstellt, der nicht von der Kolbenstange 52 eingenommen ist. Eine Stirnwand 54 der Kolbenstange 52 begrenzt daher die Überlaufkavität 50. Bei vollständig ausgefahrener Kolbenstange 52 begrenzt diese mit der Stirnwand 54 die Spritzgussform 32 innerhalb des Kupplungszapfenabschnitts von dieser.
Die Mediuminjektionsvorrichtung 48 des Spritzgießwerkzeugs 31 wird nachfolgend anhand der schematischen Darstellung in den 10 bis 15 näher erläutert. Dort ist das Innenteil 5 hinsichtlich seiner Außenform lediglich schematisch wiedergegeben. In der 11 ist ein Abschnitt des Innenteils 5 im Bereich des Zuführleitungsabschnitts 18 im Schnitt dargestellt. Auch die Form sowie der Verlauf des Zuführleitungsabschnitts 18 sind nur schematisch dargestellt. Das der Ausformung des Führungskanals 47 dienende Medium wird in das Innenteil 5 mittels einer Injektionseinrichtung 55 injiziert. Diese weist einen Injektor 56 auf, welcher über einen Angusskanal 57 und einen Anschnitt 58 mit einem Injektionsansatz 59 in Verbindung steht, der am Innenteil 5 angeformt ist und beispielsweise als Kupplungszapfen (19,28) für eine Steckkupplung (17) des Zuführleitungsabschnitts 18 dienen kann. Die Injektionseinrichtung 55 kann ebenso wie die Überlaufkavität 50 gesteuert geöffnet und verschlossen werden.
Beiderseits der Injektionseinrichtung 55 sind an den beiden Enden des Innenteils 5 zwei Überlaufkavitätsanordnungen 60, 61 angeordnet, welche Alternativen der Überlaufkavitätsanordnung 49 darstellen, die in den 6 und 7 dargestellt ist. Die Überlaufkavitätsanordnungen 60, 61 sind in gleicher Weise aufgebaut. Eine Überlaufkavität 62 steht über einen Anschnitt 63 mit einem Überlaufansatz 64 im Bereich des Zuführleitungsabschnitts 18 des Innenteils 5 in Verbindung. In den Überlaufansatz 64 kann eine Kolbenstange 65 eines Hydraulikzylinders 66 eindringen. Die Kolbenstange 65 ist in 14 in einer ausgefahrenen Stellung und in 15 in einer eingefahrenen Stellung dargestellt. In der Stellung nach 14 überdeckt eine Mantelwand 67 der Kolbenstange 65 die Einmündung des Anschnitts 63 in den Überlaufansatz 64, sodass der Anschnitt 63 vom Überlaufansatz 64 getrennt ist.
In der eingezogenen Stellung der Kolbenstange 65 nach 15 gibt dieser eine Verbindung zwischen dem Anschnitt 63 und dem Überlaufansatz 64 frei.
In 12 ist ein Abschnitt des Innenteils 5 im Bereich des Überlaufansatzes 64 der Überlaufkavitätsanordnung 61 dargestellt. Nach durchgeführter Mediuminjektion wird der Überlaufansatz 64 in einer Schnittebene 68 senkrecht zur Längsachse des Überlaufansatzes 64 beschnitten.
Das Innenteil 5 wird unter Zuhilfenahme einer Mediuminjektion mit der Mediuminjektionsvorrichtung 48 nach den 10 bis 15 folgendermaßen hergestellt: Zunächst wird eine Spritzgussform eines Spritzgießwerkzeugs, welches in den 10 bis 15 nicht dargestellt ist, mit plastifizierter Kunststoffmasse befüllt, wobei durch die Form der Spritzgussform die äußere Form des Innenteils 5 vorgegeben wird. Anschließend wird mit Hilfe des Injektors 56 ein Medium 69, im vorliegenden Beispiel Wasser, über den Angusskanal 57, den Anschnitt 58 und den Injektionsansatz 59 in den Zuführleitungsabschnitt 18 des Innenteils 5 injiziert. Das Medium 69 verdrängt hierbei im Bereich des Zuführleitungsabschnitts 18 die noch plastifizierte Kunststoffmasse und schafft auf diese Weise den Führungskanal 47. Bei vollständig eingezogenen Kolbenstangen 65 der Überlaufkavitätsanordnungen 60, 61 treten die so verdrängte Kunststoffmasse und das Medium 69 über die Überlaufansätze 64 und die Anschnitte 63 in die Überlaufkavitäten 62 aus. Nach Abschluss des Injektionsvorgangs wird der Injektor 56 abgeschaltet. Das Medium 69 wird dann über die Injektionsnadel abgelassen, bis der Führungskanal 47 inklusive der Überlaufansätze 64 und des Injektionsansatzes 59 leer ist.
Parallel zum Injektionsvorgang erfolgt das Aushärten der Kunststoffmasse, sodass diese vom Medium 69 nicht vollständig verdrängt wird. Die Spritzgussform des Spritzgießwerkzeugs kann dann zur Entnahme des Innenteils 5 und zu dessen Beschnitt geöffnet werden.
Alternative Überlaufkavitätsanordnungen 70, 71, die der Überlaufkavitätsanordnung 49 der 6 und 7 entsprechen, werden nachfolgend anhand der 16 bis 21 beschrieben. Dort ist eine alternative Mediuminjektionsvorrichtung 72 dargestellt.
Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Mediuminjektionsvorrichtung 48 schon beschrieben wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals im Einzelnen erläutert.
Überlaufkavitäten 73 werden bei den Überlaufkavitätsanordnungen 70, 71 durch Stirnwände 74 der Kolbenstangen 65 der Hydraulikzylinder 66 begrenzt, ähnlich wie dies bei der Überlaufkavitätsanordnung 49 nach 7 der Fall ist. Im ausgefahrenen Zustand der Kolbenstange 65 nimmt diese praktisch vollständig das Volumen der zugeordneten Überlaufkavität 73 ein. In der eingezogenen Stellung der Kolbenstange 65, die in 21 dargestellt ist, gibt diese die zugeordnete Überlaufkavität 73 frei.
Bei der Mediuminjektionsvorrichtung 72 der 16 bis 21 kommt auch eine alternative Injektionseinrichtung 75 nach 19 zum Einsatz. Komponenten der Injektionseinrichtung 75, welche denjenigen der Injektionseinrichtung 55 der Ausführung nach den 10 bis 15 entsprechen, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals im Einzelnen erläutert. Bei der Injektionseinrichtung 75 steht die Injektionseinrichtung 56 mit dem Injektionsansatz 59 direkt über einen diesen verlängernden Injektionskanalabschnitt 76 in Verbindung. Der Angusskanal 57 sowie der Anschnitt 58 entfallen.
Das Verfahren zur Herstellung des Innenteils 5 mit Hilfe der Mediuminjektionsvorrichtung 72 unterscheidet sich von dem, welches oben im Zusammenhang mit der Mediuminjektionsvorrichtung 48 erläutert wurde, dadurch, dass das Verdrängungsvolumen für durch das injizierte Medium 69 verdrängte Kunststoffmasse, das heißt die Überlaufkavitäten 73, in ihrer Größe gesteuert durch die jeweilige Stellung der Kolbenstangen 65, gesteuert über die Hydraulikzylinder 66, vorgegeben werden kann. Hierdurch kann das im Innenteil 5 durch das Medium 69 verdrängte Volumen beeinflusst werden. Diese Volumenbeeinflussung erfolgt bei der Überlaufkavitätsanordnung 49, die in den 6 und 7 dargestellt ist, durch ein gesteuertes Einziehen der Kolbenstange 52, wodurch das Volumen der Überlaufkavität 50 vergrößert wird.
Im Zusammenhang mit der Mediuminjektion erfolgt die Herstellung des Innenteils 5 mit dem Spritzgießwerkzeug 31 folgendermaßen:
Nach dem Befüllen der Spritzgussform 32 und der Ausformung des Führungskanals 47 durch Mediuminjektion, wobei die plastifizierte Kunststoffmasse vollständig aus dem Führungskanal 47 in die Überlaufkavität 50 verdrängt wird, und nach dem Aushärten der Kunststoffmasse wird die Spritzgussform 32 geöffnet. Dabei werden die beiden Formwerkzeugabschnitte 33, 34 längs des Doppelpfeils 35 auseinander bewegt. Durch die den beiden Schiebern 37, 38 zugeordneten Führungsbolzen 40 werden hierbei die beiden Schieber 37, 38 längs des Doppelpfeils 41 auseinandergedrückt, sodass der Kupplungszapfen 25 des Zuführleitungsabschnitts 18 des Innenteils 5 entformt wird. Hierbei gleiten die Schieber 37, 38 längs ihrer Führungen an den Formwerkzeugabschnitten 33, 34, wobei sich die Wände 42, 43 einerseits sowie 45, 46 andererseits aufeinander zu bewegen. Auf diese Weise kommt das Innenteil 5 vollständig frei und kann aus der Spritzgussform 32 entnommen beziehungsweise ausgestoßen werden. Nach der Entnahme des Innenteils 5 aus der Spritzgussform 32 folgt das Abschneiden der jeweiligen Angüsse, wodurch auch der Führungskanal 47 im Bereich des Kupplungszapfens 25 geöffnet wird.
Ein alternatives Spritzgießwerkzeug 77 zur Herstellung des alternativen Innenteils 5 mit Kupplungszapfen 28 ist in den 8 und 9 dargestellt. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die schon in Zusammenhang mit dem Spritzgießwerkzeug nach den 6 und 7 beschreiben wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals im Einzelnen erläutert.
Da der Kupplungszapfen 28 in Trennrichtung der Formwerkzeugabschnitte 33, 34 hinterschneidungsfrei ist, entfallen beim Spritzgießwerkzeug 77 die Schieber 37, 38 samt deren Führung. Gemeinsam mit der Kolbenstange 52 begrenzen die Formwerkzeugabschnitte 33, 34 die Spritzgussform 32 im Bereich des Kupplungszapfens 28 des Zuführleitungsabschnitts 18 des Innenteils 5. Nach dem Befüllen und der Mediuminjektion sowie dem Aushärten der Kunststoffmasse, was wie im Zusammenhang mit dem Spritzgießwerkzeug 31 erfolgt, werden beim Spritzgießwerkzeug 77 nach den 8 und 9 die beiden Formwerkzeugabschnitte 33, 34 längs des Doppelpfeils 35 voneinander getrennt. Danach kann das Innenteil 5 aus der Spritzgussform 32 entnommen beziehungsweise ausgestoßen werden.
Ein alternatives Verfahren zur Herstellung des Innenteils 5, welches prinzipiell ebenfalls mit den Spritzgießwerkzeugen 31, 77 und den Überlaufkavitätsanordnungen 49, 60, 61, 70, 71 zum Einsatz kommen kann, wird nachfolgend beschrieben: Dort wird als Medium anstelle von Wasser Gas eingesetzt. Die Spritzgussform 32 wird beim Befüllen nicht vollständig mit Kunststoffmasse befüllt. Beim anschließenden Injizieren des Gases mittels der Mediuminjektionsvorrichtung 48, 72 bleiben die Überlaufkavitäten 50, 62, 73 vom Führungskanal 47 separiert beziehungsweise verschlossen, sodass die Kunststoffmasse vom injizierten Gas nicht aus der Spritzgussform 32 verdrängt wird, sondern in äußere Zonen der Spritzgussform 32 verdrängt wird. Auf diese Weise entsteht bei dem alternativen Herstellungsverfahren der Führungskanal 47.
Grundsätzlich können die vorstehend beschriebenen Mediuminjektionsverfahren mit einem gasförmigen oder auch mit einem flüssigen Medium durchgeführt werden. Die Hohlräume können dabei durch Verdrängen in Überlaufkavitäten oder alternativ durch Verdrängen innerhalb der Spritzgussform geschaffen werden.
Mit einer zur Reinigungsanlage 2 vergleichbaren Reinigungsanlage, ebenfalls mit in ein Kunststoffbauteil des Kraftfahrzeugs integriertem Zuführleitungsabschnitt, können auch andere Fahrzeugkomponenten, zum Beispiel die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs, gereinigt werden.

Claims

Reinigungsanlage (2) an einem Kraftfahrzeug – mit einem Zuführleitungsabschnitt (18), der im Bereich eines Kunststoffbauteils (5) verlegt ist, zum Transport von Reinigungsflüssigkeit, – mit einem Düsenelement (12), welches mit dem Zuführleitungsabschnitt (18, 30) kommuniziert, zum Aufbringen der Reinigungsflüssigkeit auf eine zu reinigende Fahrzeugkomponente, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführleitungsabschnitt (18, 30) als integrierter Bestandteil des Kunststoffbauteils (5) ausgeführt ist.
Reinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu reinigende Fahrzeugkomponente ein Fahrzeugscheinwerfer ist, wobei das Kunststoffbauteil (5) Teil eines Stoßfängers (1) des Kraftfahrzeugs ist.
Reinigungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffbauteil (5) ein zumindest teilweise aus Kunststoff gefertigter Biegeträger (9) des Stoßfängers (1) oder eine Kunststofftragstruktur für ein Karosserieelement des Kraftfahrzeugs ist.
Reinigungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffbauteil (5) ein zumindest teilweise aus Kunststoff gefertigtes Innenteil des Stoßfängers (1) ist, insbesondere ein Schließteil zwischen einem Pralldämpfer (4) und einem Biegeträger (9) des Stoßfängers (1).
Reinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführleitungsabschnitt (18, 30) über eine einstückig angeformte Steckkupplung (17) flüssigkeitsdicht mit dem Düsenelement (12) verbunden ist.
Reinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführleitungsabschnitt (18, 30) über eine einstückig angeformte Steckkupplung (26) flüssigkeitsdicht mit einer Quelle (27) für Reinigungsflüssigkeit verbunden ist.
Reinigungsanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steckkupplungsabschnitt (19) des Zuführleitungsabschnitts (18, 30) mindestens eine Hinterschneidung (20 bis 22), insbesondere zur Anlage einer Dichtung (24), aufweist.
Reinigungsanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steckkupplungsabschnitt (28) des Zuführleitungsabschnitts (18, 30) hinterschneidungsfrei ausgeführt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils (5), in welches ein Zuführleitungsabschnitt (18, 30) einer Reinigungsanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 an einem Kraftfahrzeug integriert ist, mit folgenden Verfahrensschritten: – Befüllen einer die äußere Form des Kunststoffbauteils (5) vorgebenden Spritzgussform (32) eines Spritzgießwerkzeugs (31) mit einer plastifizierten Kunststoffmasse, – Injizieren eines Mediums (69) in die Spritzgussform (32), wodurch die Kunststoffmasse im Bereich des Zuführleitungsabschnitts (18, 30) verdrängt wird und in diesem ein Flüssigkeitskanal (47) frei wird, – Aushärten der Kunststoffmasse und Öffnen der Spritzgussform (32).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgussform (32) nicht vollständig mit Kunststoffmasse befüllt wird, wobei durch das injizierte Medium (69) die Kunststoffmasse in äußere Zonen der Spritzgussform (32) verdrängt wird und so der Flüssigkeitskanal (47) frei wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgussform (32) im Wesentlichen vollständig mit Kunststoffmasse befüllt wird, wobei durch das injizierte Medium (69) ein Teil der Kunststoffmasse aus der Spritzgussform (32) heraus verdrängt wird und so der Flüssigkeitskanal (47) frei wird.
Werkzeug (31, 77) zur Herstellung eines Kunststoffbauteils (5), in welches ein Zuführleitungsabschnitt (18, 30) einer Reinigungsanlage (2) an einem Kraftfahrzeug integriert ist, nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, umfassend – eine die äußere Form des Kunststoffbauteils (5) vorgebende Spritzgussform (32), welche mindestens zwei zueinander bewegliche Formwerkzeug-Abschnitte (33, 34) aufweist, – eine Mediuminjektionsvorrichtung (48, 72) zur Injektion eines Mediums (69) in die Spritzgussform (32), wodurch die Kunststoffmasse im Bereich des Zuführleitungsabschnitts (18, 30) verdrängt wird und in diesem ein Flüssigkeitskanal (47) frei wird.
Werkzeug (31,77) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Medium-injektionsvorrichtung (48, 72) eine Injektionsdüse (55, 75) aufweist, die in die Spritzgussform (32) ausmündet und vorzugsweise gesteuert von einem beweglichen Verschlusskörper freigegeben beziehungsweise verschlossen wird.
Werkzeug (31, 77) nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch mindestens eine Überlaufkavität (50, 62, 73) zur Aufnahme von Kunststoffmasse, welche durch das injizierte Medium (69) aus der Spritzgussform (32) heraus verdrängt wurde.
Werkzeug (31, 77) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlaufkavität (50, 73) von einem beweglichen Begrenzungskörper (52, 65) begrenzt wird.
Werkzeug (31, 77) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlaufkavität (62) von einem beweglichen Verschlusskörper (65) freigegeben beziehungsweise verschlossen wird.
Werkzeug (31, 77) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (65) und/oder der Begrenzungskörper (52, 65) mit einem Hubkolben eines Hydraulikzylinders (51, 66) verbunden ist.
Werkzeug (31, 77) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgussform (32) neben den mindestens zwei zueinander beweglichen Formwerkzeugabschnitten (33, 34) noch mindestens einen weiteren Formwerkzeugnebenabschnitt (37, 38) aufweist, welcher beim Öffnen der Spritzgussform (32) senkrecht (41) zur Bewegungsrichtung (35) der Trennbewegung zwischen den Formwerkzeugabschnitten (33, 34) geführt bewegbar ist.