Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer im Inneren wenigstens einen Hohlraum aufweisenden Gabel aus thermoplastischem Kunststoff, die für ein Zweirad vorgesehen ist. Als Zweirad im Sinne der Erfindung kann zum einen ein herkömmliches Fahrrad oder ein Elektrofahrrad gemeint sein. Überdies ist unter einem Zweirad aber auch ein motorisiertes Zweirad wie ein Mofa, Moped, Motorrad sowie Motor- und Elektroroller zu verstehen.

Es ist bereits bekannt, Bauteile für Zweiräder aus duroplastischen Kunststoffen herzustellen. Hierzu wird üblicherweise ein Harzinjektionsverfahren, welches unter der Bezeichnung „Resin Transfer Moulding” (RTM) bekannt ist, eingesetzt. Bei diesem Verfahren werden Glas- und/oder Kohlefasergewebe in ein formgebendes Werkzeug eingelegt. Bei geschlossenem Werkzeug wird das Gewebe mit einem duroplastischen Matrixmaterial wie einem Epoxidharz oder Polyurethan, welches in das Werkzeug injiziert wird, getränkt. Die duroplastischen Matrixmaterialien bestehen meist aus zwei Grundsubstanzen, welche vor dem Einbringen in das Werkzeug gut miteinander vermischt werden müssen. Nach der Vermischung und der Injektion in das Werkzeug erfolgt eine chemische Reaktion. Nach entsprechender Umsetzung der Reaktanzen kann das Bauteil entformt werden.

Die Glas- oder Kohlefasergewebe werden üblicherweise in einem dreidimensional verwebten Zustand in dem Werkzeug angeordnet. Ferner wird ein aufblasbarer Schlauch in das Innere des Gewebes eingelegt, so dass nach der Harzinjektion der Schlauch im Bauteilinneren mit einem Fluid aufgeblasen werden kann und ein Hohlraum im Bauteil entsteht. Nach Beendigung der Reaktion der Reaktanzen wird das unter Druck eingebrachte Fluid abgelassen. Das ausgehärtete Bauteil kann anschließend entnommen werden.

Die Fertigung derartiger Bauteile aus duroplastischem Matrixmaterial geht nicht nur mit verhältnismäßig hohen Fertigungskosten einher, sondern ebenso mit dem großen Nachteil, dass duroplastische Materialien nicht sinnvoll recycelt werden können. Abgesehen von einer thermischen Verwertung durch Verbrennen, d. h. als Energieträger gibt es keine vernünftige Wiederverwertung der aus duroplastischen Matrix- material hergestellten Kunststoffbauteile.

Vorgenannte Nachteile ließen sich durch einen Kunststoff mit thermoplastischen Matenaleigenschaften beheben. So ist allgemein bekannt, dass thermoplastische Kunststoffe mehrmals schmelzbar, umformbar und verformbar sind.

Aufgrund der ungünstigen Matenaleigenschaften (Kriechverhalten, Festigkeitswerte sind zeit- und temperaturabhängig) im Hinblick auf die erforderliche Stabilität, welche eine Gabel für ein Zweirad aufweisen muss, weist eine reine Rippenkonstruktion vollständig aus thermoplastischem Kunststoff nicht die erforderliche Torsions- & Biegesteifigkeit auf. Schließlich handelt es sich bei der Radgabel um ein sicherheitsrelevantes Bauteil, bei dem ein Versagen durch Materialermüdung oder eines schlagartigen Sturzes mitunter folgenschwere Verletzungen oder sogar den Tod eines Menschen bewirken kann. Daher müssen Zweiradgabeln hohen Kräften aus senkrecht und waagerecht wirkenden Anteilen, etwa beim Überfahren einer Bodenwelle, standhalten. So können die auf eine Vorderradgabel wirkende Kräfte insbesondere in Extremsituationen wie der Fahrt im Wiegetritt, durch Schlaglöcher oder bei einer Vollbremsung bei bis zu 780 Newton liegen.

Ausgehend von den oben skizzierten Nachteilen liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässiges Verfahren bereitzustellen, mit dem eine Zweiradgabel vollständig aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt werden kann, der sicherheitsrelevante Anforderungen erfüllt und auf einfache Art und Weise recycelbar ist.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung einer im Inneren wenigstens einen Hohlraum aufweisenden Gabel (Rohrgeometrie) aus thermoplastischem Kunststoff für ein Zweirad mittels Kunststoffspritzgießens und Fluidinjektion gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 an die Hand gegeben, wobei bevorzugte Ausgestaltungen Gegenstand der Unteransprüche sind.

Hiernach läuft das Verfahren gemäß Anspruch 1 vorteilhaft wie folgt ab:

■ Schließen eines konfigurierten Spritzgusswerkzeuges;

■ Einspritzen einer plastifizierten Kunststoffschmelze in das geschlossene Spritzgusswerkzeug über wenigstens einen Anspritzpunkt AS;

■ Injizieren wenigstens eines Fluids in das geschlossene Spritzgusswerkzeug zum Verdrängen der plastischen Seele aus dem Inneren der Gabel oder zum Füllen wenigstens einer im Spritzgusswerkzeug eingebrachten formgebenden Kavität über wenigstens einen Anspritzpunkt AF;

■ Abkühlen des Spritzgussbauteils; und

■ Öffnen des Spritzgusswerkzeuges und Entnahme der fertigen Gabel.

Wahlweise wäre denkbar, die Schrittfolge des erfindungsgemäßen Verfahrens durch folgende Schritte entsprechend zu modifizieren:

■ Wahlweise nur eine geringe Nachdruckzeit von ca. zwei Sekunden nach dem Einspritzen der plastifizierten Kunststoffschmelze;

■ Wahlweise Aufrechterhaltung des Fluiddrucks für eine kurze Zeit im Inneren der zu fertigen Gabel (Nachdruck);

■ Wahlweise Spülvorgang im Gabelinneren mittels des gleichen Fluids oder einem anderen Fluid, um eine bessere Kühlwirkung zu erzielen;

■ Wahlweise Ausblasen des Fluids oder Absaugen mittels Vakuum.

Generell handelt es sich bei dem verwendeten Fluid um Wasser oder Gas. Es kann aber auch aus beiden Medien bestehen, da beispielsweise häufig eine Luftblase vor dem Wasser vorangeschoben wird oder wobei zunächst Stickstoff zur Hohlraumbildung und anschließend CO2 zur Kühlung des gefertigten Bauteils herangezogen wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bildet eine Kavität des geschlossenen Spritzgusswerkzeugs die Geometrie des späteren Bauteils, wobei erfindungsgemäß eine Radgabel für ein Zweirad vorgesehen ist. Das Spritzgusswerkzeug ist mit wenigstens einem Injektor für die Einbringung eines Fluids ausgerüstet. Das Fluid verdrängt die plastische Seele aus dem Inneren der Gabel, wodurch ein Hohlraum gebildet wird, der beispielsweise einen rohrförmigen Querschnitt aufweist. Zudem ist es möglich, dass das Fluid volumenstrom- oder druck-/zeitgeregelt über ein voreingestelltes Profil injiziert wird. Durch den rohrförmigen Querschnitt kann die Abkühlphase der heißen Kunststoffschmelze aufgrund der vergleichsweise dünnen verbleibenden Restwandstärke erheblich verkürzt werden. Das bedeutet, dass nur eine vergleichsweise kurze Kühlzeit benötigt wird.

Insgesamt zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch eine sehr deutliche Kühlzeitreduktion gegenüber Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus vollem Material aus. Aufgrund der vorteilhaften Kühlzeitreduktion kann die Prozessdauer zur Herstellung einer Zweiradgabel deutlich reduziert werden, wodurch die Herstellung einer Zweiradgabel mit dem erfindungsgemäßen Verfahren insgesamt kostengünstiger im Vergleich zu üblichen Herstellverfahren möglich ist. Darüber hinaus wird durch den Hohlraum im Inneren der Gabel die Masse des Zweirads reduziert, was nicht nur einen Gewichtsvorteil, sondern insbesondere einen ökonomischen Vorteil mit sich bringt. Ferner bewirkt ein geschlossener rohrförmiger Gabelquerschnitt ebenfalls eine höhere Steifigkeit. Wenn hier von einem rohrförmigen Querschnitt die Rede ist, kann dieser selbstverständlich kreisrund, oval, mehreckig und in jeder anderen beliebigen Form ausgebildet sein.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen. Demgemäß ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Gabel aus wenigstens einem verstärkten und/oder unverstärkten thermoplastischen Kunststoff hergestellt wird. Demgemäß wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Kunststoff eingesetzt, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Polyamid, vorzugsweise Polyamid 12, Polyamid 6 oder Polyamid 6.6, Polypropylen, Polyethylen, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyetherketon, Polyphenylensulfid, Polyvinylchlorid, Polyester, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polycarbonat/Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABC/PC), Polycarbonat (PC), Po- lyethylenterephthalat (PET) und besonders bevorzugt Polybutylenterephtalat oder. Diese Kunststoffe können hierbei einzeln oder in Kombination ausgewählt und verwendet werden. Die ausgewählten Kunststoffe können darüber hinaus noch über Kurz- und/oder Langfasern aus Glas-, Carbon- und/oder Naturfasern verstärkt werden. Alternativ kann der Kunststoff auch als Caprolactam mit einem zugehörigen Aktivator in das Spritzgusswerkzeug eingespritzt werden und im beheizten Werkzeug polymerisiert werden. Die aus dem thermoplastischen Matrixmaterial bestehende Gabel kann auf einfache Weise recycelt werden und ermöglicht daher eine Wiederverwertbarkeit.

Ferner kann bei einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass die Gabel mittels in dem Spritzgusswerkzeug angeordneten un- idirektionalen Tapes und/oder Organosheets (Design- und/oder Funktionsfolie und/oder Tape aus Kohle- oder Glasfasergewebe), wobei eine stoffschlüssige Verbindung mit der thermoplastischen Schmelze entsteht, zusätzlich verstärkt wird.

Nach einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann zur Hohlraumbildung im Inneren der Gabel wenigstens eine in das Spritzgusswerkzeug eingebrachte Überlaufkavität vorgesehen sein, in die wenigstens ein Fluidvolumenstrom des injizierten Fluids die plastische Seele drückt.

Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Gabel durch das sogenannte Masserückdrückverfahren hergestellt wird, wobei der wenigstens eine Fluidvolumenstrom des injizierten Fluids, die plastische Seele durch einen Kanal zurück in den Schneckenvorraum der Spritzgussmaschine verdrängt, und wobei das Fluid auf der zu dem korrespondierenden Anspritzpunkt der Schmelze gegenüberliegenden Seite der Gabel injiziert wird.

Nach wieder einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die wenigstens eine in das Spritzgusswerkzeug eingebrachte formgebende Kavität mit der thermoplastischen Kunststoffschmelze lediglich teilgefüllt und die plastische Seele wird zur Hohlraumbildung durch den wenigstens einen Fluidvolumenstrom des injizierten Fluids verdrängt, wobei zum Verdrängen die Kunststoffschmelze derart aufgeblasen wird, dass sie sich an die Wandung des Spritzgusswerkzeugs anlegt. Gleichwohl gewährleistet das injizierte Fluid die vollständige Restbefüllung der in dem Spritzgusswerkzeug angeordneten Kavität. Das Aufblasen der Schmelze ermöglicht wiederum einen sehr sparsamen Einsatz des für die Herstellung der Gabel zur Verfügung stehenden thermoplastischen Kunststoffs.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass das in die Gabel injizierte Fluid ein auf einem Injektor angeordnetes Projektil vor sich herschiebt, wobei das Projektil einen über eine bestimmte Länge der Gabel konstanten Innendurchmesser erzeugt.

Neben einer ersten formgebende Bauteilkavität im Spritzgusswerkzeug, welche vorzugsweise austauschbar ist, können zusätzliche formgebende Bauteilkavitäten eingesetzt werden, um auf die Weise beliebige Bauteilgeometrien zu erzeugen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein zusätzliches zu umspritzendes rohrförmiges Einlegeteil in einen einen Gabelschaft bildenden Bereich des Spritzgusswerkzeugs eingelegt. Auf diese Weise lässt sich die Festigkeit im Schaftbereich der Gabel noch einmal deutlich erhöhen.

Ferner kann der Gabelschaft verstärkt werden, indem vor dem Einspritzen der Kunststoffschmelze unidirektionale Tapes und/oder Organosheets teilweise oder großflächig auf das Einlegeteil angeordnet werden, so dass eine stoffschlüssige Verbindung mit der thermoplastischen Schmelze entsteht. Um dabei eine bestmögliche Verbindung zwischen den Tapes und der thermoplastischen Kunststoffschmelze zu errei- chen, können die Tapes und/oder Organosheets besonders vorteilhaft vor dem Einlegen in das Werkzeug auf eine bestimmte Temperatur vorgewärmt werden, wobei diese bestimmte Temperatur abhängig vom Matrixmaterial des Tapes zu wählen ist.

Ferner wäre auch denkbar, dass die Tapes und/oder Organosheets beispielsweise von einer besonderen Vorrichtung im Werkzeug platziert und gehalten werden. Durch eine zielorientierte Faserausrichtung der Tapes und/oder Organosheets kann die Steifigkeit besonders in kritischen Bereichen des Bauteils erhöht werden.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Einlegeteil aus demselben thermoplastischen Kunststoff wie die übrige Gabel hergestellt ist.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind an der Innenwand des Einlegeteils Rillen, Erhöhungen und/oder bestimmte Konturen ausgebildet, wodurch beim Injizieren der Kunststoffschmelze eine stoffschlüssige Verbindung mit erhöhter Steifigkeit und Schadenstoleranz zwischen dem Einlegeteil und der Kunststoffschmelze erzeugt wird.

Alternativ kann gemäß einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass an der Unterseite des Einlegeteils wenigstens ein Durch- strömkanal vorgesehen ist, durch den die Kunststoffschmelze in das Innere des Einlegeteils strömt, wobei der wenigstens eine Durchströmkanal jeweils längsseitig am Einlegeteil ausgebildet ist.

Wiederum eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Einlegeteil und das Spritzgusswerkzeug wahlweise jeweils wenigstens eine Positionierhilfe aufweisen.

Gemäß einer alternativen Verfahrensführung ist vorgesehen, dass wenigstens ein zu integrierendes metallisches Bauteil und/oder ein nicht metallisches Bauteil wie pultru- dierte geflochtene oder gewickelte Faser-Elemente einzeln oder gruppenweise in die Kavität des Spritzgusswerkzeugs eingelegt und mit der Kunststoffschmelze hinter- und/oder umspritzt wird. Vorzugsweise handelt es sich bei dem wenigstens einen zu integrierenden Bauteil um eine Gewindehülse, eine Einschraubhülse, einen Einleger, ein Versteifungselement, eine Bremsaufnahme, eine Bremszangenaufnahme und/oder dergleichen handelt.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform weist die Gabel wenigstens zwei Schnittstellen auf, die jeweils zur Fixierung korrespondierender Radaufnahmen vorgesehen sind, wobei die Radaufnahmen vorzugsweise gesteckt werden. Auf diese Weise ist zum einen ein schneller und einfacher Austausch der Radaufnahmen möglich, da keine Schrauben, Bolzen oder andere vergleichbare Verbindungselemente, welche zugleich ein passendes Werkzeug notwendig machen würde, befestigt bzw. gelöst werden. Andererseits ermöglichen die anspruchsgemäßen Schnittstellen die Anbindung eines damit korrespondierenden Rades, so dass die Gabel für eine Vielzahl von verschiedenen Rädern geeignet ist.

Nach wieder einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass an der Gabel wenigstens eine Aussparung, eine Tasche, eine Nut und/oder andere Elemente für zu integrierende Beleuchtungs- und/oder Signalmittel wie Blinker und/oder Scheibenbremsaufnahmen und/oder zur Bildung eines Kabelkanals mitgespritzt ist. Die zu integrierenden Mittel können beispielsweise bei der Endmontage des Fahrrads in die dafür vorgesehene Aussparung angebracht werden.

Weiterhin wäre denkbar, dass die Gabel wenigstens eine definierte Schnittstelle zur formschlüssigen Anbringung eines Lenkervorbaus aufweist, wobei die Schnittstelle zur Aufnahme verschiedener Lenkervorbauten geeignet ist.

Letztlich betrifft die Erfindung eine Gabel aus thermoplastischem Kunststoff für ein Zweirad, die gemäß einer der vorgenannten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wird. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann zudem vorgesehen sein, dass an der Gabel wenigstens eine mit einem Fahrradrah- men korrespondierende Schnittstelle zur elektronischen Signalübertragung vorgesehen ist. In diesem Zusammenhang soll nicht unerwähnt bleiben, dass die aus einem thermoplastischem Kunststoff hergestellte Gabel, welche elektrisch nicht leitend ist, falls keine Kohlenstofffaserverstärkung verwendet wird, eine störungsfreie Signal-, Daten- und/oder Energieübertragung ermöglicht. Eine zusätzliche Verkabelung, um die hergestellte Energie von einer energieerzeugenden Einheit wie beispielsweise einem Dynamo zum Verbraucher, beispielsweise einer Fahrradleuchte zu leiten, könnte auch mittels einer entsprechend funktionalisierten Folie im Hohlraum der Gabel realisiert werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden, anhand der Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Gabel;

Fig. 2 zeigt die Gabel mit Überlaufkavität und Anspritzpunkten;

Fig. 3 zeigt die Gabel mit zusätzlichen unidirektionalen Tapes bzw. Organosheets;

Fig. 4 zeigt das Einlegeteil;

Fig. 5 zeigt eine Explosionsdarstellung einer mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Gabel;

Fig. 6 zeigt eine alternative Ausgestaltung der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Gabel mit Überlaufkavität.

In den Ausführungsbeispielen gemäß der Fig. 1 bis 6 werden mögliche Ausgestaltungen der Gabel, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit einer Variante des Verfahrens hergestellt wurden, näher betrachtet. Generell kann das Verdrängen der plastischen Seele aus dem Bauteil auf unterschiedliche Weise erfolgen. Eine Form der Verfahrensführung wäre beispielsweise das Masserückdrücken. Eine andere Form wäre das Ausblasen des Materials der plastischen Seele in eine Überlaufkavität.

Ferner kann auch ein Aufblasverfahren vorgesehen sein, bei dem eine geringere Menge thermoplastischen Kunststoffs in das Spritzgusswerkzeug eingespritzt wird, welches daraufhin aufgeblasen wird. Die Menge des eingespritzten Kunststoffs ist dabei so gewählt, dass beim Aufblasen nahezu kein Material aus dem Spritzgusswerkzeug verdrängt wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Gabel 100, die gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens gefertigt wurde. Weiterhin zeigt die Schnittstarstellung in Fig. 1 , den im Inneren der Gabel ausgebildete Hohlraum 102 sowie das den Gabelschaft 106 verstärkende Einlegeteil 120. Das Einlegeteil wird üblicherweise beim Konfigurieren des Spritzgusswerkzeugs in das Werkzeug eingelegt und positioniert. Wie weiterhin dargestellt, weißt die Innenwand des in der Gabel 100 ausgebildeten Hohlraums 106 keine glatte Oberfläche auf, sondern eine Vielzahl von Erhöhungen und Vertiefungen. Nicht näher dargestellt ist das geschlossene Werkzeug, in dem die dargestellte Gabel 100 hergestellt wird.

In Fig. 2 ist die Gabel 100 aus Fig. 1 vollständig abgebildet. Zusätzlich erkennbar sind die Überlaufkavitäten 150, welche jeweils im Bereich der Radaufnahmen beim Konfigurieren des Werkzeugs angeordnet werden, sowie das ebenfalls in das Spritzgusswerkzeug eingelegte Anspritzelement 152 umfassend der Anspritzpunkte AF und AS.

Am Anspritzpunkt AS, der sich am oberen Ende des Gabelschafts 106 des geschlossenen Spritzgusswerkzeugs befinden kann, wird gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens eine plastifizierte Kunststoffschmelze in Pfeilrichtung des dargestellten Pfeils eingespritzt, während am Anspritzpunkt AF nach dem Einspritzen der Kunststoffschmelze das Fluid in Pfeilrichtung des korrespondierenden Pfeils durch einen hier nicht näher dargestellten Injektor eingepresst wird, so dass die sogenannte plastische Seele aus dem Inneren der Gabel 100 in die Überlaufkavitäten 150 verdrängt wird.

Sobald die Fluidinjektion und die damit einhergehende Verdrängung des überschüssigen Kunststoffmatenals aus der Gabel 100 abgeschlossen ist, können die Überlaufkavitäten 150 vorzugsweise über einen nicht näher gezeigten Schieber hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch geschlossen werden.

Allgemein stellen die in das Spritzgusswerkzeug eingelegten und nicht näher dargestellte Werkzeuge formgebende Kavitäten dar. Anhand dieser nicht näher dargestellten formgebenden Kavitäten ist es möglich, hohlwandige Gabeln in großer Stückzahl mit einer bestimmten Formgebung im Inneren der Gabel zu erzeugen. Überdies kann die wenigstens eine formgebende Kavität austauschbar sein, um mittels zusätzlicher formgebender Kavitäten jede beliebige Bauteilgeometrie zu erzeugen.

Wie in Fig. 3 dargestellt, können zur Verstärkung der zu fertigenden Gabel 100 un- idirektionale Tapes und/oder Organosheets 104 in bestimmte Bereiche des Spritzgusswerkzeugs eingelegt werden. Durch eine zielorientierte Faserausrichtung der Tapes und/oder Organosheets 104 kann zudem die Steifigkeit besonders in kritischen Bereichen der Gabel angepasst werden.

Neben der bereits genannten unidirektionalen Tapes und/oder Organosheets 104 zeigt die Darstellung gemäß Fig. 3 weiterhin das im Bereich des Gabelschafts 106 umspritzte rohrförmige Einlegeteil 120. Das Einlegteil 120 kann ebenfalls aus thermoplastischem Kunststoff bestehen. So ist das Einlegeteil 120 gemäß einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sogar aus demselben thermoplastischem Kunststoff wie die übrige Gabel 100 hergestellt. Denkbar wären ebenfalls Einlegeteile aus Aluminium und/oder Stahl.

Fig. 4 zeigt eine detaillierte Ansicht des Einlegeteils 120. Im oberen Bereich des Einlegeteils 120, d. h. dort wo der Lenker des Zweirads angebracht werden soll, sind die an der Innenwand ausgebildeten und trapezförmigen Konturen 122A zu erkennen, wobei es sich bei den Konturen 122A ebenfalls um Rillen, Vertiefungen, Erhöhungen und/oder beliebig andere Muster handeln kann. Auf diese Weise wird beim Injizieren der Kunststoffschmelze eine stoffschlüssige Verbindung mit erhöhter Festigkeit zwischen dem Einlegeteil 120 und dem umspritzten Kunststoff erzeugt, wodurch insgesamt ein hochfester Gabelschaft 106 erzeugt wird.

Wie weiterhin erkennbar, kann das Einlegeteil 120 neben dem Einlass 128 an der Unterseite wenigstens einen Durchströmkanal 126 aufweisen, durch den die injizierte Kunststoffschmelze in das Innere des Einlegeteils 120 strömt, wobei der wenigstens eine Durchströmkanal 126 jeweils längsseitig am Einlegeteil 120 ausgebildet ist. Der in der Fig. 4 dargestellte Pfeil zeigt in die Strömungsrichtung der in das Einlegeteil 120 einströmenden Kunststoffschmelze.

Weiterhin befindet sich im oberen Bereich des Einlegeteils 120 eine beispielhafte Positionierhilfe 124, welche das Handling des Einlegeteils 120 sowie dessen Positionierung im Spritzgusswerkzeug verbessern soll. Besonders vorteilhaft ist eine auf einen Greifer abgestimmte Positionierhilfe, wobei solch ein entsprechender Greifer von einem Roboter gesteuert wird. Auf diese Weise kann die Geschwindigkeit des für das Teilehandling eingesetzten Roboters erhöht werden, so dass die Taktzeit zur Herstellung der Gabel 100 reduziert werden kann. Zugleich sinkt die Ausfallrate beim Handling der Teile. Neben Positionierhilfen 124 am Einlegeteil 120 können im Spritzgusswerkzeug ebenfalls Positionierhilfen vorgesehen sein.

Fig. 5 zeigt eine Explosionsdarstellung einer mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Gabel 100. Besonders gut zu erkennen ist die mit der Kontur 122A korrespondiere Kontur 122B, welche entlang des Gabelschafts 106 ausgebildet ist und eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Einlegeteil 120 darstellt.

Überdies kann in der Gabel 100 wenigstens eine erhöhte Tasche 116 und/oder vertiefte Tasche zum Halten von Elementen wie Lichtleitern, Scheinwerfern, Blinkern und/oder ähnlichen Elementen integriert sein. Gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens kann an der Gabel 100 weiterhin wenigstens eine Aussparung, eine Nut und/oder andere Elemente für zu integrierende Beleuchtungsmittel und/oder zur Aufnahme der Scheibenbremsen und/oder zur Bildung eines Kabelkanals mitgespritzt sein.

An dieser Stelle soll nicht unerwähnt bleiben, dass der Hohlraum 102 in der Gabel 100 ebenfalls als Kabelführung vorgesehen sein kann, um eine Verbindung zwischen Lenker, dem Rahmen und/oder in der Gabel integrierten elektronischen Geräten mit anderen am Zweirad angebrachten elektronischen Geräten herzustellen. Besonders vorteilhaft wäre weiterhin, wenn die im Hohlraum 102 der Gabel 100 verlaufenden Kabel mittels einer Kabelführung direkt in einen hohlwandig ausgebildeten Lenkervorbau und/oder in den Rahmen des Zweirades geführt werden. Alternativ kann der Hohlraum 102 der Gabel 100 auch als Führung für Brems- und/oder Schaltzüge genutzt werden. Denkbar wäre hierbei auch die Führung von hydraulischen Bremsleitungen oder dergleichen.

Bei zu den in die Gabel 100 integrierenden Bauteilen kann es sich ebenfalls um Gewindehülsen 118, Einschraubhülsen, Einleger, Versteifungselemente 110, Bremsaufnahmen, der in der Fig. 6 dargestellten Bremszangenaufnahmen 114 und/oder dergleichen handeln. In der Abbildung gemäß Fig. 5 sind die Gewindehülsen 118 jeweils in die Radaufnahmen 140 integriert.

Um die Festigkeit/Steifigkeit des Gabelschafts weiter zu erhöhen, können vor dem Einspritzen der Kunststoffschmelze gemäß einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens unidirektionale Tapes und/oder Organosheets 104 in Bereichen des Einlegeteils 120 in das Spritzwerkzeugs eingelegt und anschließend hinterspritzt werden. Durch eine Anordnung der unidirektionalen Tapes und/oder Organosheets 104 auf dem Einlegteil 120 kann die Festigkeit/Steifigkeit des Einlegteils bzw. des Gabelschafts weiterhin erhöht werden.

Fig. 6 zeigt eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Gabel 100, die zwei Schnittstellen 112 aufweist, die jeweils zur Fixierung korrespondierender Radaufnahmen 140 vorgesehen sind. Vorzugsweise ermöglichen die Schnittstellen 112 ein einfaches Anstecken der Radaufnahmen 140. Denn dadurch das die Radaufnahmen 140 steckbar sind, ist dessen Austausch einfach und flexibel durchführbar. Folglich erweist sich dieses Steckprinzip bei einem Schaden an einer Radaufnahmen 140 als vorteilhaft. Weiterhin auffällig sind die Überlaufkavitäten 150, dessen formgebende Öffnungen im Hinblick auf die Formgebung der Schnittstellen 112 maßgeblich sein können. Gleichwohl kann die aus der Gabel 100 verdrängte Kunststoffschmelze in die Überlaufkavitäten 150 strömen.

Alles in allem stellt die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die Herstellung von Bauteilen aus thermoplastischem Kunststoff für Zweiräder eine hervorragende Lösung dar.

Bezugszeichenliste

100 Gabel

102 Hohlraum

104 Unidirektionale Tapes bzw. Organosheets

106 Gabelschafft

110 Versteifungselemente

112 Schnittstelle für Radaufnahme

114 Bremszangenaufnahme

116 Tasche

118 Gewindehülse

120 Einlegeteil

122A Kontur im Einlegteil

122B Kontur im Kunststoff

124 Positionierhilfe

126 Durchströmkanal

128 Einlass

140 Radaufnahme

150 Überlaufkavität

152 Anspritzelement

AF Anspritzpunkt Fluid

AS Anspritzpunkt Schmelze