CN105793145A - 制造可移动车身部分的外部覆盖部件的方法以及通过后注塑纤维增强塑料具有增强部的相应外部覆盖部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造汽车可移动车身部分、特别是客车门、前车盖或汽车后门的大面积外部覆盖部件的方法，其中至少一个形成外部覆盖部件的大面积金属板件借助成型工具成型为三维形状，其中，通过后注塑在已成型板件(1)的内侧上至少局部地涂覆由塑料组成的增强部(2.2,2.3)，其中，具有小于0.6mm、优选小于0.5mm板厚的板件用作板件，并且其中，已成型且设置有至少一个增强部的板件(1)通过槽口接合和/或粘合与内部结构(6)连接，该内部结构由金属板和/或塑料制成。通过按照本发明的方法可以以高质量低成本地制造相对较轻但有足够翘曲刚性的外部覆盖部件。另外还要求保护一种相应的外部覆盖部件。

Description

制造可移动车身部分的外部覆盖部件的方法以及通过后注塑纤维增强塑料具有增强部的相应外部覆盖部件

技术领域

本发明涉及一种用于制造大面积的外部覆盖部件的方法，该外部覆盖部件用于汽车的能够移动的车身部分，特别是用于客车的门、前车盖或汽车后门，其中，至少一个形成外部覆盖部件的、大面积的金属的板件借助成型工具成型为三维的形状，其中，通过后注塑在已成型的板件的内侧上至少局部地涂覆由塑料组成的增强部。本发明另外还涉及一种外部覆盖部件，其用于汽车的能够移动的、大面积的车身部分，特别是用于客车的门、前车盖或汽车后门，该外部覆盖部件由根据权利要求9的前序部分所述的大面积的金属板件形成。

背景技术

汽车工业逐渐地将焦点放在轻质结构上。与之相关地特别是由钢制成的大面积的外部覆盖部件通过板厚的减小而提供显著的重量减轻的潜力。目前，在车顶、引擎罩、汽车后门以及门的区域中的常规外部覆盖部件具有在0.6mm到0.8mm范围内的板厚。如果这些车身部分的外壳使用具有低于0.6mm板厚的钢板，会造成外壳的刚性显著的损失并导致所谓的“温水煮青蛙效应(Knack-Frosch-Effekt)”，因为局部地不再具有翘曲刚性。

DE102010014541A1中已知一种用于客车车身的外部覆盖部件，其具有至少一个形成外部覆盖部件的、大面积的板件，在板件的内侧上设置底部结构，该底部结构通过至少局部地设置在板件上的塑料结构形成。外部覆盖部件特别是挡泥板、侧壁或前车盖。特别是设置有位于外部覆盖部件的内侧上的塑料结构，其可以具有相互交错的塑料凸棱，从而在相应地待加固的区域中使该大面积的板件增强。另外，在已知的外部覆盖部件中塑料结构用于取代通过焊接连接或卷边连接而将用于使大面积的板件（比如前车盖）重量减轻的板件底部结构与外部覆盖部件接合。DE102010014541A1提出，在成型工具中将塑料结构喷注到在此成型的板件上。为此例如在成型工具中设置有滑动部件，在板件的最后拉伸阶段之后该滑动部件这样处理，即，随后在一个相同的工具中通过喷铸可以形成该塑料结构。

发明内容

由此出发，本发明的目的在于说明另一种用于制造大面积的外部覆盖部件的方法，该外部覆盖部件用于汽车的能够移动的车身部分，特别是用于客车的门、前车盖或汽车后门，通过该方法可以以高质量低成本地制造相对较轻但有足够的弯曲刚性和翘曲刚性的外部覆盖部件。另外还应创造出一种相应的外部覆盖部件。

按照本发明，该目的通过具有权利要求1所述特征的方法或者通过具有权利要求9所述特征的外部覆盖部件得以实现。本发明的有利设计在从属权利要求中给出。

为了低成本地制造大面积、高质量的外部覆盖部件，其用于能够移动的车身部分，特别是用于客车的门、前车盖或汽车后门，该外部覆盖部件在具有相对较轻的重量的同时是充分不易弯曲的并且特别是具有足够的翘曲刚性，按照本发明至少一个形成外部覆盖部件的、大面积的金属板件借助成型工具成型为三维的形状并随后通过后注塑在已成型的板件的内侧上至少局部地涂覆由塑料组成的增强部，其中，使用具有小于0.6mm、优选小于0.5mm、特别是小于0.45mm板厚的板件作为板件。随后，已成型且设置有增强部的板件通过槽口接合和/或粘合而与内部结构连接，该内部结构由金属板和/或塑料制成。

由金属板和/或塑料制成的内部结构特别是赋予由大面积板件形成的外部覆盖部件足够高的弯曲刚性，而在板件的内侧上喷注的塑料确保具有0.15mm至小于0.6mm的板厚的板件所必要的翘曲度。

在板件的内侧上喷注的塑料另外对于外部覆盖部件的声学特性也起到了积极的作用。另外，通过薄板件的内侧的塑料涂层对其在动态的冲撞负荷下（例如在行人冲撞到按照本发明涉及的引擎罩上的情况下)的表现起到了积极的影响。

按照本发明的方法的一个有利设计在于，已成型的板件在成型工具外部后注塑有用于形成至少一个增强部的塑料，其中，该板件为此固定地容纳在固定部中，例如支承装置。因此，按照本发明的方法不需要费力地改造或重新构造用于已成型板件的变形和后注塑的成型工具。这类固定部的机械负荷很小，以至于可以简单地设计并特别是由非金属材料组成。一个或多个这样的固定部可以优选设置在成型挤压部旁边。

如果根据按照本发明的方法的另一种设计使用纤维增强的塑料用于制造板件的至少一个增强部，那么在足够的翘曲度的同时可以实现大面积的外部覆盖部件的相对较高的重量减轻。为此，优选在后注塑过程中可以特别是加入玻璃纤维或碳纤维。

用于增强已成型的板件而在其内侧喷注的塑料可以、但并不是必须一定要全面地涂覆在板件的内侧上。优选仅局部地、特别是在已成型板件的对翘曲特别重要的位置上涂覆塑料。为此可以局部地、单层地涂覆用于形成至少一个增强部的塑料。按照本发明的方法的另一种优选的设计设置为，局部地、多层地涂覆用于形成至少一个增强部的塑料。多个塑料层的涂覆对增强针对翘曲特别重要的位置而言是有利的。这些层在此可以由相同的塑料形成，从而例如使塑料增强部的厚度局部地增加；但根据按照本发明的方法的另一种设计，它们也可以由不同的塑料组成，或者由具有和不具有增强纤维的塑料组成。

优选为了增强大面积的、相对较薄的板件而使用一种或不同种塑料，这些塑料适用于板件的接下来的阴极浸漆(KTL)。按照本发明而使用的塑料特别可以是热塑性塑料，优选基于聚酰胺或聚乙烯或它们的混合物。考虑到上述类型的外部覆盖部件的低成本且高质量的涂漆，按照本发明的方法的另一种优选设计设置为，为了制造至少一个增强部使用具有至少120℃、优选至少150℃、特别优选至少180℃的持久耐热性的塑料。

按照本发明的方法的另一种设计的特征在于，有针对性地这样形成由塑料组成的增强部，即，使其代替至少一个车身部分的用作增强部的金属部件。换言之，通过相对较薄的板件的有针对性的局部的增强实现了可以省去一个或多个作为增强件的金属部件，这再一次促使了重量减轻并对部件的声学特性起到了积极的作用。例如在门外板中设置为，通过在门栏杆区域中的有针对性的塑料增强部省去了此处通常需要的金属的门栏杆增强件。

以上所述的本发明的优点特别是适用于根据权利要求9至14中任意一项所述的按照本发明的外部覆盖部件。

附图说明

随后借助示出了多个实施例的附图进一步说明本发明。分别示意性地示出了：

图1示出了三维成型的车门外板的外观，该车门外板在内侧上平面以及局部地后注塑有塑料；

图2示出了三维成型的车门外板的外观，该车门外板在内侧上在门栏杆的区域中局部地后注塑有塑料；而且

图3示出了用于制造大面积的外覆盖部件的按照本发明的方法流程的简图，该外覆盖部件用于汽车的以能够移动形式安装的车身部分，特别是用于车门。

具体实施方式

在图1和2中，成型的外板1,1’表示车门。各个板件1,1’具有小于0.6mm、优选小于0.5mm的板厚，例如约0.2mm的板厚，并且由相应的薄金属扁坯、优选由钢扁坯通过深冲制成。大面积的板件1,1’的内侧为了其加强并因此为了提高其翘曲刚性而后注塑有塑料2.1,2.2,2.3，2.4和/或2.5。为此所使用的塑料可以是纯塑料，即，不含增强纤维的塑料。优选使用耐KTL的塑料，特别是热塑性塑料，优选基于PA、PE或它们的混合物。为了刚性的提高也可以在塑料中混合纤维，例如玻璃纤维、碳纤维等。

薄板件1,1’的内侧的塑料增强部可以、但并不是必须一定要全面地设置。优选在薄板件1,1’的对翘曲特别重要的位置上局部多层地设置塑料增强部。例如可以通过板件1,1’的内侧的后注塑而局部相互重叠地涂覆两层、三层或多层塑料层。在此，这些层可以由相同的塑料或由不同的塑料产生，特别是由纤维增强的塑料和非纤维增强的塑料产生。

在图1示出的实施例中，通过后注塑在板件(门外板)1的内侧上覆有相对较大面积的塑料层2.1以及位于其上的、局部的、多个相对较小面积的塑料层2.2,2.3,2.4。较小面积的塑料层2.2,2.3,2.4在必要时设置在薄板件1的对翘曲特别重要的位置上。如上所述地，可以在这些位置上局部地、相互重叠地覆上多层(例如两层、三层、四层或更多层)相对较小面积的塑料层。

另外，本发明通过大面积的薄外板(例如门外板)的有针对性的后注塑有塑料实现节省车身部分的一个或多个金属加强件，其中该塑料与其他的板件组合成可移动安装的车身部分。因此，例如在图2中简要示出的门外板1’在门栏杆的区域中从内侧覆有塑料增强部2.5。通过这样局部的塑料增强部2.5可以在必要时省去通常设置在门中的金属的门栏杆增强部。局部的塑料增强部2.5为此优选具有多层的层结构。

在图3中简要示出了按照本发明的制造方法的基本流程。板件1是以可移动形式安装的车身部分的外壳部件，该板件由具有0.15mm至低于0.6mm之间的厚度的金属扁坯A、优选钢扁坯通过深冲而成型。成型工具的冲头和凹模以3.1或3.2表示。外壳部件1在深冲之后固定地容纳在与外壳部件的预期外部轮廓相对应的固定部4中并且在其内侧上在预设的位置上局部地、优选多层地后注塑有塑料2。塑料2的涂覆优选借助机器人5完成。在涂覆塑料2.1,2.2之后，外壳部件(例如门外板)以常规的方式通过槽口接合优选在使用粘合剂的条件下与金属板(例如钢板)和/或塑料制成的内部结构6接合。随后，将这样接合的车身部分安装到对应的车身主体上并且与其一起引导经过KTL池而涂漆。

除了用于提高翘曲刚性之外，涂覆在外壳部件1,1’的内侧上的塑料2.1,2.2,2.3,2.4和/或2.5也对相应的车身部分的声学特性起到积极的作用。因此可以省去额外的“降噪内衬()”或者重型层内衬，这些内衬在车门中表示不可忽视的更大重量。

本发明的实施并不局限于附图中示出的实施例。确切地说，能够考虑多种变型，在从属权利要求中说明的本发明的、与示出例不同的设计中可以使用这些变型。因此，通过薄门外板的内侧后注塑有塑料而产生的局部翘曲刚性增强的效果也可以在其他外壳部件中应用，比如引擎罩和汽车后门。

在引擎罩中，通过内侧涂覆的塑料层的适宜的层组合或层厚度可以额外地对行人保护、特别是关于避免头部冲撞受伤方面产生积极的影响。为了实现在行人保护方面较好的评价，目前希望在引擎罩和位于其下方的结构(车身和发动机)之间预留大约10cm的距离。但是由于一些车身部分(例如减震支柱罩和发动机组件)的特殊要求并不能总是轻易地实现这一点。在低于上述要求的间距的情况下，冲击器通常遭受二次撞击，从而所谓的HIC(Head-Injury-Criterion)值在引擎罩的这些区域中显著地增高。但是，在这些区域中，引擎罩外板的适宜的塑料后注塑可以以更柔软的方式构成二次冲撞，从而在这种情况下不会检测到增高的HIC值。

Claims (14)

1.一种用于制造大面积的外部覆盖部件的方法，所述外部覆盖部件用于汽车的能够移动的车身部分，特别是用于客车的门、前车盖或汽车后门，其中，至少一个形成所述外部覆盖部件的、大面积的金属的板件借助成型工具成型为三维的形状，其中，通过后注塑在已成型的所述板件(1,1')的内侧上至少局部地涂覆由塑料组成的增强部(2.1,2.2,2.3,2.4,2.5)，其特征在于，具有小于0.6mm、优选小于0.5mm板厚的板件用作板件，而且已成型且设置有至少一个增强部的所述板件(1,1')通过槽口接合和/或粘合而与内部结构(6)连接，所述内部结构由金属板和/或塑料制成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，已成型的所述板件(1)在所述成型工具(3.1,3.2)外部后注塑有用于形成至少一个增强部的塑料，其中，所述板件(1)为此固定地容纳在固定部(4)中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，局部地、单层地涂覆用于形成至少一个增强部(2.1,2.5)的所述塑料。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，局部地、多层地涂覆用于形成至少一个增强部(2.2,2.3,2.4,2.5)的所述塑料。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，由不同的塑料形成多个所述的层。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，使用具有至少120℃、优选至少150℃、特别优选至少180℃的持久耐热性的塑料作为用于制造至少一个增强部(2.1,2.2,2.3,2.4,2.5)的塑料。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，使用纤维增强的塑料作为用于制造至少一个增强部(2.1,2.2,2.3,2.4,2.5)的塑料。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，有针对性地这样形成由塑料组成的增强部(2.5)，即，使其代替至少一个车身部分的用作增强件的金属部件。

9.一种外部覆盖部件，该外部覆盖部件用于汽车的能够移动的、大面积的车身部分，特别是用于客车的门、前车盖或汽车后门，所述外部覆盖部件由一个大面积的、金属的板件形成，所述板件具有三维的形状，其中，通过后注塑在所述板件(1,1')的内侧上至少局部地涂覆由塑料组成的增强部(2.1,2.2,2.3,2.4,2.5)，其特征在于，所述板件(1,1')具有小于0.6mm、优选小于0.5mm的板厚而且通过槽口接合和/或粘合而与内部结构(6)连接，所述内部结构由金属板和/或塑料制成。

10.根据权利要求9所述的外部覆盖部件，其特征在于，局部地、单层地涂覆由塑料制成的所述增强部(2.1,2.5)。

11.根据权利要求9或10所述的外部覆盖部件，其特征在于，局部地、多层地涂覆由塑料制成的所述增强部(2.2,2.3,2.4,2.5)。

12.根据权利要求11所述的外部覆盖部件，其特征在于，由不同的塑料形成多个所述的层。

13.根据权利要求9至12中任意一项所述的外部覆盖部件，其特征在于，所述增强部(2.1,2.2,2.3,2.4,2.5)的塑料具有至少120℃、优选至少150℃、特别优选至少180℃的持久耐热性。

14.根据权利要求9至13中任意一项所述的外部覆盖部件，其特征在于，所述增强部(2.1,2.2,2.3,2.4,2.5)的塑料是纤维增强的塑料。