CH623646A5 - Flat double-walled component with at least one convex wall, method for its manufacture and its use as a roof-like cover for a commercial vehicle cab - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein flächiges doppelwandiges Bauteil, bei dem wenigstens eine der beiden Wände zur Erhöhung der Beulsteifigkeit eine Bombierung aufweist, wie z.B. Fahrzeugkarosserieteil oder Behälter.

An solche Bauteile wird im allgemeinen die Forderung hoher Steifigkeit gegen Einbeulung und/oder nach Begehbarkeit gestellt, d.h. sie müssen so steif gebaut sein, dass sie bei Betreten durch eine Durchschnittsperson nicht einbeulen. Zur Erfüllung dieser Forderung sind bisher bekannte doppelwandi-ge Bauteile entweder mit einem Netz von Versteifungsrippen zwischen den beiden Wänden versehen, oder aber, wenn nur wenige Versteifungsrippen vorgesehen sind, mit einer Oberschale, deren Wandstärke relativ hoch ist. Entsprechend ist das Gewicht solcher Bauteile sehr gross, was nicht nur Nachteile für die Handhabung im praktischen Betrieb bringt, sondern was auch die Herstellkosten für solche Bauteile entsprechend gross werden Iässt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein doppelwandig ausgeführtes Bauteil zu schaffen, das die Forderung nach hoher Beulsteifigkeit bzw. Begehbarkeit voll erfüllt und dennoch geringes Gewicht aufweist. Vorzugsweise sollen die Einzelschalen des Bauteils dabei aus Karosserieblech üblicher Stärke, d.h. aus Stahlblech von etwa 0,75 bis 1 mm Dicke bestehen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass der Zwischenraum zwischen den beiden Wänden mit Polyurethanhartschaum ausgeschäumt ist.

Diese erfindungsgemässe Lösung erfüllt die gestellten Aufgaben, indem gleichzeitig hohe Steifigkeit und geringes Gewicht erreicht werden.

Bisher werden solche Bauteile in der Weise hergestellt, dass 5 die beiden Wände oder Schalen des doppelwandigen Bauteils vor dem Zusammenfügen, das im Regelfall durch Schweissung erfolgt, auf ihre endgültige Form gebracht werden, wobei diese Formgebung im Regelfall durch einen Press- bzw. Ziehvorgang ausgeführt wird. Dieses herkömmliche Verfahren ist unter an-! öderem deshalb besonders aufwendig, weil die Press- bzw. Ziehwerkzeuge sehr teuer in ihrer Herstellung sind, insbesondere dann, wenn es sich um Werkzeuge für grossflächige Bauteile wie z.B. Fahrzeugkarosserieteile handelt. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass mit einem Werkzeug jeweils i5 nur eine festgelegte Bauform hergestellt werden kann und dass bei geringfügigen Änderungen dieser Bauform bereits ein neues Press- bzw. Ziehwerkzeug gebraucht wird.

Im weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Bauteils, das auf teure 20 Press- bzw. Ziehwerkzeuge verzichten kann und das darüber hinaus grosse Anpassungsfähigkeit in Bezug auf unterschiedliche Bauteilkonturen aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass aus ebenen Platten ein Hohlkörper zusammenge-25 baut wird und danach in der bzw. in jeder Platte durch gesteuertes Ausschäumen mit Polyurethanschaum die Bombierung in ihrer endgültigen Form erzeugt wird.

Entsprechend diesem erfindungsgemässen Verfahren wird also die Formänderung der Bauteilwände bzw. -schalen durch 30 den Schaumdruck des Polyurethanschaums bewirkt. Der wesentliche Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass Press- bzw. Ziehwerkzeuge für eine Bombierung der in Rede stehenden Bauteile entfallen können und damit die Herstellung solcher Bauteile sich in ganz erheblichem Masse verbilligt. Ausserdem 35 kann durch geringfügige Änderung der Verfahrensparameter bzw. der Halbzeuge eine grosse Vielfalt von unterschiedlichen Bauteilen hergestellt werden.

Vorzugsweise soll der Verformungsgrad des Bauteils durch Abstimmung der Wandstärke des herzustellenden Bauteils und 40 der Zusammensetzung und Menge des Schaums eingestellt werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, Bauteile unterschiedlichster Beulsteifigkeit und unterschiedlichsten Eigengewichts herzustellen, so dass der Anwendungsbereich der Bauteile sehr vielfältig ist.

45 In weiterer Ausbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, durch unterschiedliche Steifigkeit der beiden Wände bzw. Schalen des Bauteils vor der Ausschäumung eine Bombierung nur einer der beiden Wände herbeizuführen. Die unterschiedliche Steifigkeit der beiden Wände bzw. Schalen kann dabei entweder so durch unterschiedliche Wandstärken erreicht werden oder aber auch durch Verrippung einer der beiden Wände. Schliesslich besteht eine weitere Möglichkeit darin, aus den beiden Platinen bestehende Halbzeuge einseitig auf einer ebenen Unterlage aufzuspannen, wodurch dann eine Bombierung infolge des 55 Schaumdruckes nur bei der anderen freistehenden Wand erfolgen kann.

Diese Art der Aufspannung des Halbzeugs ist insofern von besonderem Vorteil, als aufgrund vorangehender Arbeitsgänge, wie z.B. Einschweissen von Versteifungsrippen oder anderer 60 Veränderungen der nicht zur Bombierung vorgesehenen Wand diese eine ungewollte Ausbeulung aufweisen kann, die dann durch den Schaumdruck, der die Wand über ihre ganze Fläche auf die ebene Unterlage presst, restlos beseitigt wird.

Zur Herstellung von Sicken oder punktförmigen Unstetig-65 keitsstellen in den zu bombierenden Schalen kann in der Weise erzielt werden, dass vor dem Ausschäumen Verbindungsstege zwischen den beiden Bauteilwänden angebracht werden, die eine Ausbeulung an den Verbindungsstellen verhindern.

3

623 646

Ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel des Verfahrens ist die Herstellung eines doppelwandigen runden Dachlukendeckels mit einem Durchmesser im Bereich von 800 mm und mit einer durch Rippen versteiften Schale oder Wand, wobei zur Erzielung der Bombierung der zweiten Wand bzw. Schale folgende Verfahrensparameter angewendet werden:

Blechstärke der zu bombierenden Wand: etwa 1 mm, Schaumspezifikation: 2-Komponenten-Schaum mit den Komponenten A und B im Gewichts-Verhältnis A:B = 100, wobei A eine Zusammensetzung aus hydroxylhaltigem Polyäther mit Reaktionszusätzen wie Wasser und tertiären Aminen und B Di-phenylmethan-4,4-Diisocyanat ist.

Schaummenge: 100 g/1 Hohlraum, bezogen auf den Hohlraum vor der Ausschäumung.

In diesem Fall kann trotz der geringen Blechstärke der zu bombierenden Wand diese aufgrund der zusätzlichen Druckfestigkeit des Schaumkerns eine hohe Beulsteifigkeit erzielt werden.

Die Erfindung sieht weiter vor, das erfindungsgemässe Bauteil als Dachlukendeckel, insbesondere für das Dach des Fahrerhauses eines Lastkraftwagens zu verwenden. Da sich für einen Dachlukendeckel üblicher Grösse im Durchmesserbereich zwischen Vz und 1 m durch die erfindungsgemässe Ausführung mehrere kg Gewicht einsparen lassen, werden die Herstellkosten eines Dachlukendeckels bereits durch eine Materialersparnis erheblich gesenkt, ganz zu schweigen von der weiteren auf Arbeitszeiteinsparung zurückzuführenden Erniedrigung der

Herstellkosten. DieAnwendung der Ausschäumung bei einem Dachlukendeckel bringt insofern einen ganz besonders grossen Vorteil, als ein solcher Dachlukendeckel von Hand häufig bewegt werden muss und dabei auch anzuheben ist, wobei das s Gewicht eines solchen Deckels also eine ganz besonders grosse Rolle spielt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Deckel Kreisform aufweist und die Aussenwand leicht bombiert ist. Diese an sich für Dachluken bekannten geometri-10 sehen Merkmale tragen dazu bei, die Festigkeit weiter zu erhöhen.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen doppelwandigen Bauteils ist in der Zeichnung dargestellt.

15 Die Zeichnung zeigt einen Dachlukendeckel für das Fahrerhaus eines Lastkraftwagens. Der Dachlukendeckel besteht aus einer oberen bombierten kreisrunden Schale 1, deren Ränder abgekantet sind und aus einer unteren, ebenfalls mit abgekanteten Rändern versehenen kreisrunden Schale 2. Die Schalen 1 2o und 2 sind entlang ihrer abgekanteten Ränder im Bereich 3 am Umfang miteinander verbunden. Die untere Schale 2 weist eine Einbuchtung 4 für die Aufnahme eines Verschlussmechanismus auf. An einer Stelle des Umfangs der oberen Schale 1 ist radial nach innen reichend eine Versteifung 5 vorgesehen, die einen Haltearm 6 des Dachlukendeckels aufnimmt. Der Hohlraum zwischen der oberen Schale 1 und der unteren Schale 2 ist mit einer Polyurethanschicht 7 vollständig ausgeschäumt.

25

c

1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

623 646 PATENTANSPRÜCHE

1. Flächiges doppelwandiges Bauteil, bei dem wenigstens eine der beiden Wände zur Erhöhung der Beulsteifigkeit eine Bombierung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen den beiden Wänden mit Polyurethanhartschaum ausgeschäumt ist.

2. Verfahren zur Herstellung des flächigen doppelwandigen Bauteils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus ebenen Platten ein Hohlkörper zusammengebaut wird und danach in der bzw. in jeder Platte durch gesteuertes Ausschäumen mit Polyurethanschaum die Bombierung in ihrer endgültigen Form erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verformungsgrad der bzw. jeder Wand durch Abstimmung der Plattenstärke und der Zusammensetzung und Menge des Schaumes eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine unterschiedliche Steifigkeit der beiden Platten eine Bombierung nur in einer der beiden Platten während des Ausschäumens erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensparameter:

Blechstärke der zu bombierenden Wand: etwa 1 mm, Schaumspezifikation: 2-Komponenten-Schaum mit den Komponenten A und B im Gewichts-Verhältnis A:B=100:105, wobei

A eine Zusammensetzung aus hydroxylhaltigem Polyäther mit Reaktionszusätzen wie Wasser und tertiären Aminen und

B Diphenylmethan-4,4'-Diisocyanat ist,

Schaummenge: 100 g/1 Hohlraum, bezogen auf den Hohlraum vor der Ausschäumung.

6. Verwendung des Bauteils nach Anspruch 1 als Dachlukendeckel für das Dach des Fahrerhauses eines Lastkraftwagens.

7. Verwendung des Bauteils nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es Kreisform aufweist und eine Wand bombiert ist.