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Dokumentenidentifikation DE202004000618U1 13.05.2004
Titel Behälter aus 2 K-Technik mit Kunststofffeder
Anmelder Peguform GmbH & Co. KG i.Ins., 79268 Bötzingen, DE
DE-Aktenzeichen 202004000618
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 13.05.2004
Registration date 08.04.2004
Application date from patent application 15.01.2004
IPC-Hauptklasse B60N 3/10

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von mit Flüssigkeit gefüllten Behältern, welche in Fahrzeugen angeordnet werden. Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl derartiger Getränkehalter oder Cupholder bekannt.

EP0663318 beschreibt einen Halter für flüssigkeitsbefüllte, offen in einem Fahrzeug mitzuführende Behältnisse, wie Becher, Dosen und dergl., bestehend aus einem formstabilen Trägerteil ringförmiger Gestalt und mindestens einem quer zur lichten Weite des Trägerteiles gerichteten federnd elastischen Klemmteil, wobei das Klemmteil wenigstens eine sich radial zur Öffnung des Trägerteiles erstreckende Haltelippe aufweist. Das Klemmteil ist zumindest im Bereich seiner Haltelippe als Zwei-Komponenten-Spritzgussteil ausgebildet, in der Weise, dass der überwiegende Teil seiner Materialdicke aus einem federnd elastisch verformbaren Material mit rauer Oberfläche und einem dünnwandigen, im wesentlichen die Oberflächen ausbildenden Teil aus einem eine glatte Gleitfläche bildenden Material besteht.

Diese Haltelippe ist ein in das Trägerteil eingeschobenes Teil, das heißt, es muss eine Öffnung in der Wand des Trägerteils vorgesehen werden. Somit besteht potentiell die Gefahr, dass bei Verschütten des Inhaltes des Bechers durch diese Öffnung Flüssigkeit in den Fahrzeugraum sickert, womit es zu Beschädigung der im Fahrzeugraum verlegten Kabel oder anderer Einrichtungen kommen kann.

Eine Lösung des Problems besteht darin, eine flexible Haltelippe an ein Trägerteil anzukleben oder aufzuschweißen, was wiederum den Nachteil aufweist, dass die Haltekraft nicht ausreichend genau an verschiedene Bechergrößen angepasst werden kann.

Eine andere bekannte Lösung besteht darin, Federelemente in der Wand des Aufnahmerandes des Halters vorzusehen, wie in DE 197 24 599 A1 vorgeschlagen worden ist. Zwar kann durch diese Lösung sichergestellt werden, dass Becher unterschiedlicher Größe bei der Fahrt sicher verankert werden können, allerdings besteht im Bereich des Federelements eine Öffnung in der Wand, sodass dem Problem des Durchsickerns der Flüssigkeit in den Fahrzeugraum bei Verschütten nicht abgeholfen werden kann.

Somit ist es Aufgabe der Erfindung, einen Halter für Getränkebehälter vorzusehen, welcher die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Somit muss der Halter einerseits Dichtigkeit gegen austretende Flüssigkeiten aufweisen und andererseits für verschiedene Behältergrößen einstellbar sein.

Der Halter für Getränkebehälter umfasst einen einseitig offenen Behälter mit einem Boden und einem Mantel, welche aus einem ersten Kunststoffmaterial bestehen. In den Innenraum dieses Behälters ragen Elemente, welche im Mantel angebracht sind, welche aus einem zweiten Kunststoffmaterial mit elastischen Eigenschaften bestehen. Auf jedes in den Innenraum des Behälters hineinragende Element wirkt ein Federelement, welches eine Druckkraft auf das elastische Material ausübt. Elemente und Mantel bestehen zwar aus verschiedenen Materialien, bilden aber ein einziges Bauteil. Elemente und Mantel sind in einem einzigen Verfahrensschritt in Zwei-Komponenten Spritzgießverfahren herstellbar.

Auf jedes der Elemente wirkt ein Federelement, welches aus einem Federarm und einem Haltearm besteht. Der Haltearm ist mit dem Behälterboden verschweißt und der Federarm liegt mittels einer Noppe auf dem Element an. Die Federelemente sind auf der Außenseite des Halters angeordnet. Kombinationen von je zwei Federelementen können vorgesehen werden, um eine einseitige Belastung eines Schweißpunktes zu vermeiden.

Das Federelement wirkt über seine Noppe auf die Außenseite des Elements, das bedeutet, dass die Oberfläche des Elements gegenüber der im wesentlichen zylindrischen oder konischen Wand einen Buckel nach innen aufweist. Dieser Buckel erreicht seine maximale Größe, wenn kein Getränkebehälter im Halter vorhanden ist. Je nach Durchmesser des Getränkebehälters wird das Federelement über den Buckel durch den Getränkebehälter nach außen gedrückt, sodass der Getränkebehälter eingeschoben werden kann. Neben der Haltefunktion übt das Federelement eine Stabilisierungsfunktion aus, welche zur Folge hat, dass der Getränkebehälter sich nur durch Überwindung eines Widerstands wieder aus seiner Halterung gelöst werden kann.

Somit sind auch Getränkebehälter, deren Höhe die Höhe des Halters übersteigen, gegen Kippen gesichert.

Mittels der Elemente aus elastischem Kunststoffmaterial und der auf sie wirkenden Federelemente können somit Getränkebehälter unterschiedlichen Durchmessers sicher gehalten werden.

Ein derartiges Federelement besteht Vorteilhafterweise aus Kunststoff. Federelemente aus Metall oder aus Gummi bzw. Weichkomponenteneinsätzen mit Metallfedern haben bei Haltern für Getränkebehälter aus dem Stand der Technik wegen der Kombination unterschiedlicher Materialien und der Fugen, welche durch den Zusammenbau mehr oder weniger aufwändiger Federelemente mit separaten Halteelementen bestehen bleiben, Klappergeräusche zur Folge. Derartige Klappergeräusche treten auch bei wesentlich teureren beweglichen Federelemente auf, weil eine Vielzahl von Elementen im Einsatz ist, welche gegeneinander verschieblich gelagert sein müssen, um die Funktion zu erfüllen, einen Halter für Getränkebehälter variablen Volumens vorzusehen.

Zudem wurde nachgewiesen, dass Metallfedern bei Wärmelagerung durchbrechen können. Dieses Problem wird zur Zeit durch Verdoppelung der Wandstärken umgangen. Wenn in einen bestehenden Halter oder Cupholder eine Weichkomponente aus Gummi oder TPE eingesetzt bzw. eingespritzt wird, die von einer derartigen Metallfeder belastet wird, ist auch die Federkraft selbst relativ hoch. Dadurch kann nicht nur die Weichkomponente Schaden erleiden, wie Risse, Durchbrüche und dergleichen, sondern auch der Getränkebehälter. Insbesondere Plastikbecher mit geringer Wandstärke können geknickt werden und brechen, wodurch sich die Flüssigkeit in den Halter ergießt.

Zudem erfordert die Anordnung der Federn einiges an Platz rund um den Cupholder. Nur der Cupholder kann mit einem Träger verschweißt werden, nicht aber die Federn, weil die Paarung verschiedener Materialien ein einfaches Schweißverfahren ausschließt. Bei dem genannten Träger handelt es sich um die Aufnahme des Cupholders im Fahrzeug, es kann sich auch um eine Leiste, Vertiefung oder dergleichen handeln, welche in der Trägerstruktur der Innenraumverkleidung, wie einer Mittelkonsole oder einer Seitentüre eines Fahrzeugs vorgesehen ist.

Zusammenfassend wird durch diese Erfindung nicht nur der Herstellungspreis gegenüber den zitierten Haltern aus dem Stand der Technik wesentlich verringert, es werden auch Klappergeräusche beseitigt, weil der Halter aus einem einzigen Teil besteht, welches zwei verschiedene Kunststoffe enthält. Des weiteren wird jede Federmechanik überflüssig, da die Federelemente die Aufgabe der Federmechanik übernehmen. Der Einbau zusätzlicher Spiralfedern entfällt. Somit wird der Platzbedarf für den Cupholder verringert.

Im wesentlichen laufen bei der Herstellung des Halters die folgenden Verfahrensschritte ab: Spritzgießen des einseitig offenen Behälters in zwei Komponenten Spritzgusstechnik, Herstellen der Federelemente im Spritzgießprozess oder als thermoverformte gestanzte Teile, Verbinden der Federelemente mit dem einseitig offenen Behälter durch Verschweißen.

Da der einseitig offene Behälter in einem Stück hergestellt wird, und es bei dem unter verhältnismäßig hohem Druck arbeitenden Spritzgießprozess zu einer vollständigen Verbindung der beiden in Schmelze vorliegenden Kunststoffmaterialien kommt, sodass ein fugen- und rissfreier Behälter entsteht, der flüssigkeitsdicht ist, kann ein Auslaufen von verschütteten Getränken ausgeschlossen werden. Somit besteht keine Gefahr für elektrische oder elektronische Bauteile, welche sich möglicherweise hinter dem Abschnitt der Innenraumverkleidung des Fahrzeugs befinden, welcher den Halter enthält. Der Cupholder kann in Mittelkonsolen oder seitlich der Sitze angeordneten Stauräumen angeordnet werden, beispielsweise in den Seitentüren eines Fahrzeugs. Durch die Verwendung eines elastischen Kunststoffmaterials als Element kann das gesamte Volumen des Behälters vollständig ausgenutzt werden. Somit können im Vergleich mit dem Stand der Technik größere Getränkebecher und Tassen eingesetzt werden, weil nicht vorhandene Einbauelemente zu einer Vergrößerung der Öffnungen für die verschiedenen Getränkebecher und Tassen führen. Zusätzlich ist eine Reduzierung der Wandstärke des Halters durch die Verwendung der 2 K-Technik möglich. Das Element übernimmt die Halte- und Arretierfunktion, der übrige Teil des Behälters dient hauptsächlich der Aufnahme verschütteter Flüssigkeiten. Ein weiterer Vorteil der 2 K-Technik besteht darin, mit verschiedenen Materialen zu arbeiten können und auch in der Auswahl der Farben oder Farbkombinationen keinerlei Beschränkungen mehr zu unterliegen. Ein zwei- oder mehrfarbiger Halter wird nach genau denselben Verfahrensschritten hergestellt und erfordert somit dieselben. Herstellungsaufwand und demzufolge dieselben Herstellungskosten. Daher bietet sich die Lösung gemäß der Erfindung an, vielfältige Varianten ohne wesentlichen zusätzlichen Aufwand zu realisieren.

1 ist eine Gesamtansicht des Halters nach dieser Erfindung.

2 ist eine Ansicht der Federelemente.

3 zeigt eine Gesamtansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Halters nach dieser Erfindung.

4 zeigt eine Ansicht einer Möglichkeit der Anordnung der Federn nach dem weiteren Ausführungsbeispiel.

Der Halter 1 für Getränkebehälter 2 umfasst einen einseitig offenen Behälter 3 mit einem Boden 5 und einem Mantel 4, welche aus einem ersten Kunststoffmaterial bestehen. In den Innenraum dieses Behälters 3 ragen Elemente 6, welche im Mantel 4 angebracht sind. Diese Elemente 6 bestehen aus einem zweiten Kunststoffmaterial mit elastischen Eigenschaften. Damit ein Getränkebehälter sicher von den Elementen 6 aufgenommen wird, sind sie symmetrisch im Mantel angeordnet. In der Darstellung in 1 sind 4 Elemente dargestellt, obwohl auch eine andere Anzahl vorgesehen werden kann. Die Elemente 6 können allesamt in den Innenraum des Behälters 3 hineinragen. Auf jedes in den Innenraum des Behälters 3 hineinragende Element 6 wirkt ein Federelement 7, welches eine Druckkraft auf das elastische Material des zugehörigen Elements 6 ausübt. Elemente 6 und Mantel 4 bestehen zwar aus verschiedenen Materialien, bilden aber ein einziges Bauteil, den Behälter 3.

Auf jedes der Elemente 6 wirkt ein Federelement 7, welches aus einem Federarm 8 und einem Haltearm 9 besteht. Der Haltearm 9 ist mit dem Behälterboden 5 auf der Außenseite des Behälters 3 verschweißt und der Federarm 8 liegt mittels einer Noppe 12 auf dem Element 6 an. Da jedes Federelement 7 auf der Außenseite des Behälters angebracht ist, kommt das Federelement nie in direkten Kontakt mit dem Getränkebehälter oder einer Flüssigkeit. Weil die Federkraft durch die Verwendung des elastischen Kunststoffmaterials nicht groß zu sein braucht, wird auch das Element 6 nicht stark belastet. In der Folge können bleibende Verformungen bei 95°C im Wärmelagerungstest gänzlich ausgeschlossen werden. Die Verformung des Elements ist auf den elastischen Bereich des Kunststoffmaterials beschränkt. Ebenso lassen sich Risse oder Durchbrüche der Noppe in den Innenraum des Behälters unter Zerstörung der Manteloberfläche vermeiden, wodurch die Dichtigkeit des Halters auch bei extremen Temperaturbelastungen erhalten bleibt.

Kombinationen von je zwei oder mehr Federelementen können vorgesehen werden, um eine einseitige Belastung eines Schweißpunktes zu vermeiden.

Das Federelement 7 wirkt über seine Noppe 12 auf die Außenseite des Elements 6, was zur Folge hat, dass die Oberfläche des Elements gegenüber der im wesentlichen zylindrischen oder konischen Wand einen Buckel oder Ausbuchtung 13 nach innen aufweist. Dieser Buckel 13 erreicht seine maximale Größe, wenn kein Getränkebehälter 2 im Halter 1 vorhanden ist.

Je nach Durchmesser des Getränkebehälters wird das Federelement über den Buckel durch den Getränkebehälter nach außen gedrückt, wenn der Getränkebehälter über die Öffnung in den Behälter 3 eingeschoben wird. Neben der Haltefunktion übt das Federelement eine Stabilisierungsfunktion aus, welche zur Folge hat, dass der Getränkebehälter sich nur über einen Widerstand wieder aus seiner Halterung lösen lässt. Somit sind auch Getränkebehälter 2, deren Höhe die Höhe des Halters 1 übersteigt, gegen Kippen gesichert.

Mittels der Elemente 6 aus elastischem Kunststoffmaterial und der auf sie wirkenden Federelemente 7 können somit Getränkebehälter 2 unterschiedlichen Durchmessers sicher gehalten werden und ein Kippen des mit Flüssigkeit befüllten Getränkebehälters ist auszuschließen.

Ein derartiges Federelement 7 besteht Vorteilhafterweise aus Kunststoff. Federelemente aus Metall oder aus Gummi bzw. Weichkomponenteneinsätzen mit Metallfedern haben bei Haltern für Getränkebehälter aus dem Stand der Technik wegen der Kombination unterschiedlicher Materialien und der Fugen, welche durch den Zusammenbau der mehr oder weniger aufwändiger Federelemente mit separaten, also zusätzlichen, Halteelementen bestehen bleiben, Klappergeräusche zur Folge. Derartige Klappergeräusche treten auch bei wesentlich teureren beweglichen Federelementen auf, weil eine Vielzahl von Elementen im Einsatz ist, welche gegeneinander verschiebbar gelagert sein müssen, um die durch die Erfindung in einfacherer Weise realisierte Funktion erfüllen zu können, nämlich einen Halter für Getränkebehälter variablen Volumens vorzusehen.

Die Federkraft der Federelemente 7 kann in einfacher Weise eingestellt werden, indem man Rippen 14 auf den Federarmen 8 der Federelemente 7 vorsieht. Wie aus Simulationsberechnungen der elastischen Eigenschaften des Federelements 7 ermittelt wurde, kann durch die Ausgestaltung der Rippen 14 die Federkraft für unterschiedliche Materialkombinationen von Element 6 und Federelement 7 oder für unterschiedliche Abmessungen des Halters 1 an die gewünschte Anwendung angepasst werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Halter auch einen Boden 5 aus elastischem oder weichem Kunststoffmaterial aufweisen. Diese Modifikation erlaubt eine Variation der Einstelltiefe der Getränkebehälter 2. Durch das Eigengewicht des Getränkebehälters kann dessen Schwerpunkt relativ zum Halter 1 nach unten verschoben werden, wodurch sich die Stabilität der Lagerung des Getränkebehälters erhöht. Insbesondere kann dadurch einem versehentlichen Verschütten von Getränken aus derartigen Getränkebehältern weiter vorgebeugt werden.

In dem in 3 dargestellten Halter für Getränkebehälter wird eine ungerade Anzahl von Elementen 6 vorgesehen. Die Elemente können an sich beliebige Gestalt aufweisen, daher werden in diesem Beispiel Elemente 6 mit einem kreisförmigen oder elliptischen Umfang gewählt. Wichtig bei der Ausgestaltung der Noppen 12 ist die Anpassung an die Form der Elemente, sodass eine möglichst flächige Auflage zwischen Außenseite des Elements 6 und der Noppe 12 geschaffen wird.

4 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Federelemente 7 für das Ausführungsbeispiel nach 3.

Elemente 6 und Mantel 4 sind in einem einzigen Verfahrensschritt in Zwei-Komponenten Spritzgießverfahren herstellbar. Nachträglich werden mindestens zwei Federelemente 7 aus Kunststoff auf den Boden geschweißt.

Durch die Verwendung des Verfahrens des Zwei-Komponenten Spritzgießens, gelingt es, zwei sich in ihren mechanischen Eigenschaften stark unterscheidende Kunststoffe ohne sichtbare Trennfugen zu einem einzigen Bauteil zu fügen. Dabei entsteht an den Elementen ein umlaufender Dichtrand, welcher die beiden Kunststoffmaterialien voneinander trennt. Der Dichtrand muss auf der Innenseite des Halters nicht sichtbar sein, sodass der Materialübergang optisch nicht wahrgenommen wird. Es ist nicht nur möglich, elastische und harte Kunststoffmaterialien zu verbinden, des weiteren kann der Übergang von einer Hart- auf eine Weichkomponente problemlos gestaltet werden. In einem Prototypen wurde die Materialkombination ABS (Acrylonitril-Butadien-Styrol) bzw. ABS-PC (Compound aus Acrylonitril-Butadien-Styrol und Polycarbonat) für den einseitig offenen Behälter 3 und TPE (thermoplastisches Elastomer) oder TPU (thermoplastisches (Poly)urethan) für die Elemente 6 realisiert. Auch der Boden 5 kann aus TPE oder TPU geformt werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden verschieden farbige Kunststoffmaterialien eingesetzt, was neben einer Signalwirkung auch den optischen Eindruck des Cupholders verändert.

Im ersten Verfahrensschritt des Zwei-Komponenten Spritzgießverfahrens wird die Hartkomponente gespritzt, dann in einem weiteren Verfahrensschritt die Weichkomponente mit den Elementen 6 aus TPE oder TPU. Wenn der Boden 5 aus einem elastischen Kunststoffmaterial bestehen soll, wird er gemeinsam mit den Elementen 6 gespritzt. Der Halter 1 mit den Elementen 6 und dem Behälter 3 wird zwangsentformt, somit kann sichergestellt werden, dass nur ein Abdichtrand an den Elementen 6 und am Boden 5 sichtbar ist. Die Elemente werden durch Seitenschieber beim Entformen mit aus der Form entformt, sodass der Verbund der Elemente mit dem Behälter nicht unterbrochen werden muss. Bei Entnahme aus der Form sind die beiden Kunststoffmaterialien noch nicht vollständig abgekühlt, daher muss diese Vorsichtsmassnahme bei der Entnahme ergriffen werden, damit gewährleistet ist, dass der Übergangsbereich der beiden Kunststoffmaterialien einen festen, dichten Verbund ausbildet. Zusätzlich können die Elemente 6 mittels Druckluft in Richtung des Mantels 4 des Behälters 3 gedrückt werden, wenn der Halter aus der Spritzgießform entnommen wird. Der Kern des Spritzgießwerkzeugs kann ausfahren, ohne dass der Halter beschädigt wird.

In einer separaten Form wird das Federelement aus Kunststoff hergestellt, beispielsweise aus POM. Im letzten Verfahrensschritt werden in einer einfachen Vorrichtung Behälter 3 und Haltearme 9 der Federelemente 7 verschweißt. Die Verschweißung erfolgt entweder mittels Schweißpunkten oder durch Aufschmelzen von Behältermaterial in einer Ausnehmung 11.

Es ist möglich, Narbungen an den Bauteilen vorzusehen, wenn ein Maß von mindestens 2° Entformungsschräge eingehalten wird.

1 Halter 2 Getränkebehälter 3 Einseitig offener Behälter 4 Mantel 5 Boden 6 Element 7 Federelement 8 Federarm 9 Haltearm 10 Schweißpunkt 11 Ausnehmung 12 Noppe 13 Buckel 14 Rippe

Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Aufnahme von mit Flüssigkeiten befüllbaren Aufnahmegefäßen in einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung einen einseitig offenen Behälter (3) umfasst, welcher aus einem ersten Kunststoffmaterial besteht, wobei der Behälter (3) einen Boden (5) und einen Mantel (4) umfasst, wobei der Mantel (4) Elemente (6) aufweist, welche in den Innenraum des Behälters (3) hineinragen können, wobei die Elemente (6) aus einem zweiten Kunststoffmaterial bestehen, welches elastische Eigenschaften aufweist, gekennzeichnet dadurch, dass auf jedes in den Innenraum des Behälters hineinragende Element (6) ein Federelement (7) aus Kunststoff wirkt, welches eine Druckkraft auf das Element (6) ausübt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass jedes Federelement (7) einen Federarm (8) und einen Haltearm (9) umfasst.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Haltearme mehrerer Federelemente (7) eine Einheit ausbilden.
  4. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Haltearme Ausnehmungen (11) enthalten.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass Federarme (8) Rippen (14) aufweisen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass am oberen Ende des Federarms (8) eine Noppe (12) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Mantel (4) ABS oder ABS PC und jedes Element (6) TPE oder TPU enthält.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Boden (5) aus Kunststoff mit elastischen Eigenschaften besteht.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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