DE102004031002B4

DE102004031002B4 - Verfahren zum Herstellen eines Sichtbauteils insbesondere einer Fahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE102004031002B4
Application number: DE200410031002
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl.-Ing. Grevener
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-06-26
Filing date: 2004-06-26
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2024-06-27
Also published as: DE102004031002A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Sichtbauteils (10) insbesondere einer Fahrzeugkarosserie, wobei das Sichtbauteil (10) ein Gussteil (12) aus einem Metallwerkstoff enthält und wobei mittels eines Schäumwerkzeugs (14) eine Sichtfolie (16) auf die Sichtseite (18) des Gussteils (12) unter Bildung einer zwischenangeordneten Schaumschicht (20) aufgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aufschäumseite (22) der Sichtfolie (16) eine Glasmatte (24) in Anlagekontakt mit der Sichtfolie (16) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Sichtbauteils insbesondere einer Fahrzeugkarosserie, wobei das Sichtbauteil ein Gussteil aus einem Metallwerkstoff enthält und wobei mittels eines Schäumwerkzeugs eine Sichtfolie auf die Sichtseite des Gussteils unter Bildung einer zwischenangeordneten Schaumschicht aufgeschäumt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Verfahren und Werkzeuge der eingangs genannten Art sind bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 38 81 175 T2 ein Verfahren zur Herstellung von Dekorationsgegenständen, die zur Bedeckung von länglichen Automobilteilen dienen. Dabei wird der Dekorationsgegenstand mittels eines geeigneten Gießverfahrens hergestellt. Derartige Dekorationsgegenstände werden in einer Fahrzeugkarosserie, beispielsweise zur Abdeckung von B-Säulen und C-Säulen, eingesetzt.

Ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der DE 195 21 424 C2 und aus der DE 102 18 004 B3 bekannt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren zum Herstellen eines Sichtbauteils insbesondere einer Fahrzeugkarosserie vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird erfüllt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass an der Aufschäumseite der Sichtfolie eine Glasmatte in Anlagekontakt mit der Sichtfolie angeordnet ist. Es handelt sich somit um ein Hinterschäumen einer Sichtfolie, die mit einem Gussteil verbunden werden muss. Ein derartig hergestelltes Sichtbauteil kann beispielsweise in einer Fahrzeugkarosserie in einem äußeren oder inneren Sichtbereich angeordnet werden. Das Sichtbauteil besteht aus einem Gussteil, an dessen Sichtseite eine Sichtfolie mittels einer zwischenangeordneten Schaumschicht befestigt wird. Damit wird die Oberflächenqualität des Sichtbauteils an dessen Sichtseite durch die Außenfläche der Sichtfolie bestimmt, während die Gießoberfläche des Gussteils von der zwischenangeordneten Schaumschicht bedeckt ist und somit praktisch keinen Einfluss auf die Oberflächenqualität der Sichtfolie hat. Die Glasmatte kann aus feinen Glasfasern ggf. mit einer definierten Ausrichtung bestehen. Hierdurch ist es möglich, eine verhältnismäßig hohe Oberflächengüte der Sichtfolie zu erzeugen bzw. längerfristig beizubehalten. Damit ist die Oberflächenqualität der Sichtseite der Sichtfolie unabhängig von der Feinheit und/oder vom Materialverhalten (insbesondere Wärmeverhalten) des eingesetzten Schaumschichtmaterials, da die Glasmatte direkt hinter der Sichtfolie, d.h. an der Aufschäumseite angeordnet ist, wobei die Schaumschicht nun direkt an die Glasmatte und auf der gegenüberliegenden Seite an das Gussteil grenzen kann.

Die Sichtseite des Gussteils kann eine Gussoberflächenqualität aufweisen. Somit muss das Gussteil an seiner Außenfläche nicht beispielsweise mittels Schleifen mechanisch bearbeitet werden zur Schaffung einer hinreichend glatten Gussteiloberfläche, bevor anschließend eine Sichtfolie auf das Gussteil an der Sichtseite aufgetragen werden kann unter Ausbildung einer Sichtoberfläche am Sichtbauteil, da nun zusätzlich eine Schaumschicht zwischen dem Gussteil und der Sichtfolie angeordnet ist und somit die Gussoberflächenqualität des Gussteils praktisch keinen Einfluss auf die Oberflächenqualität der Sichtfolie an deren Sichtseite hat.

Das Gussteil kann ein Druckgussteil aus einem Aluminiumwerkstoff oder aus einem Magnesiumwerkstoff sein. Derartige Gussteile und insbesondere Leichtmetall-Gussteile werden mit zunehmender Häufigkeit, beispielsweise in Fahrzeugkarosserien, zur Realisierung von Leichtbaukonzepten eingesetzt. Aufgrund des neuen Verfahrens können nun auch Gussteile enthaltende Sichtbauteile auch bei Vorliegen erhöhter Oberflächenqualitätsanforderungen eingesetzt werden, ohne dass notwendigerweise eine aufwändige Bearbeitung der Gussoberfläche durchgeführt werden müsste zur Realisierung einer hinreichend hohen Oberflächengüte.

Mit Vorteil ist die Sichtfolie eine insbesondere tiefgezogene Lackfolie. Lackfolien, und speziell Kunststofflackfolien, zur Herstellung eines Sichtbauteils kommen besonders in der Fahrzeugkarosserietechnik vorteilhaft zum Einsatz. Dabei können die Lackfolien in Abhängigkeit der geometrischen Kontur des herzustellenden Sichtbauteils geeignet tiefgezogen sein, so dass sie mittels eines Schäumwerkzeugs fertigungsgünstig und oberflächengenau jeweils mit einem Gussteil unter Bildung einer zwischenangeordneten Schaumschicht verbunden werden können.

Die Schaumschicht ist vorzugsweise elastisch verformbar. Die Sichtfolie ist somit relativ zum Gussteil aufgrund der zwischenangeordneten Schaumschicht elastisch verformbar bei Überwindung einer von außen auf die Sichtfolie einwirkenden Mindestverformungskraft. Die Schaumschicht stellt dabei eine Dämpfungsschicht am Sichtbauteil dar und kann gegebenenfalls Beschädigungen an der Sichtfolie aufgrund ihrer elastischen Verformbarkeit durch eine entsprechende Rückverformung entgegenwirken.

Mit Vorteil ist das Schäumwerkzeug ein RIM-Formwerkzeug mit einer Sichtfolien-Anlagefläche, die eine hinreichend hohe Oberflächengüte aufweist. Das sogenannte RIM-Verfahren (Reaction Injection Molding) ist an sich bekannt, beispielsweise zur Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Sandwichbauteilen in der Kraftfahrzeugindustrie. Herbei werden die Einzelteile entsprechend ihrer vorgesehenen Reihenfolge derart in das RIM-Formwerkzeug eingelegt, dass die Sichtfolie mit ihrer Sichtseite an eine oberflächengenaue Sichtfolien-Anlagefläche des RIM-Formwerkzeugs anliegt und die Glasmatte in Anlagekontakt mit der Innenseite der Sichtfolie stehen kann. Zwischen der Glasmatte und dem ebenfalls im RIM-Formwerkzeug aufgenommenen Gussteil ist ein Formhohlraum bzw. eine Schäumkammer innerhalb des RIM-Formwerkzeugs ausgebildet, wobei das Schaummaterial beispielsweise in Form eines Reaktionskunststoffgemischs (z. B. Polyuretan) von außen in die Schäumkammer eingespritzt werden kann. Somit wird bei Durchführung des Einspritzvorgangs die Sichtfolie mittels der an sie anliegenden Glasmatte gegen die Sichtfolien-Anlagefläche des RIM-Formwerkzeugs gedrückt, so dass die Sichtfolie an ihrer Sichtseite nach Abschluss des Einspritzvorgangs eine entsprechend hohe Oberflächengüte aufweist. Ein derartiges RIM-Formwerkzeug ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet.

Das Sichtbauteil kann ein Außenhautbauteil einer Fahrzeugkarosserie sein. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein B-Säulen-Sichtbauteil oder um ein C-Säulen-Sichtbauteil oder auch um ein Hardtop-Bauteil eines Fahrzeugs handeln. Gegebenenfalls können auch Innenbauteile einer Fahrzeugkarosserie als derartige Sichtbauteile ausgebildet sein.

Das Schäumwerkzeug kann mit einer Gussteilaufnahme, einer Sichtfolienaufnahme und einer sich in Schäumbetriebsstellung des Werkzeugs ergebenden Schäumkammer versehen sein, die sich zwischen der Sichtfolie und dem Gussteil oder zwischen der Glasmatte und dem Gussteil erstreckt. Ein derartig aufgebautes Werkzeug ist als Einspritzwerkzeug an sich bekannt und erlaubt eine schnelle und korrekte Herstellung eines Sichtbauteils gemäß dem oben genannten Verfahren.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Seitendarstellung der Einzelteile eines erfindungsgemäßen Sichtbauteils vor dessen Herstellung mittels eines Schäumwerkzeugs;
2 eine schematische Seitenansicht der in einem geöffneten Schäumwerkzeug aufgenommenen Einzelteile des Sichtbauteils der 1;
3 eine schematische Seitenansicht des Schäumwerkzeugs der 2 in Schäumbetriebsstellung und
4 eine schematische Seitenansicht des Schäumwerkzeugs der 3 nach Abschluss des Aufschäumvorgangs.
Die 1 bis 4 zeigen eine mögliche Ausführungsvariante zur Durchführung des Verfahrens mit Hilfe eines geeigneten Schäumwerkzeugs. Dabei sollen ein Gussteil 12, eine Glasmatte 24 und eine Sichtfolie 16 (zum Beispiel eine Lackfolie) mittels des Schäumwerkzeugs 14 zu einem Sichtbauteil 10 (siehe 4) für eine nicht in den Figuren dargestellte Fahrzeugkarosserie verbunden werden.
Hierzu weist das Schäumwerkzeug 14 zwei von einander trennbare Werkzeughälften 34, 36 auf, wobei die Werkzeughälfte 34 zur Aufnahme des Gussteils 12 und die Werkzeughälfte 36 zur Aufnahme der Sichtfolie 16 und der Glasmatte 24 geeignet ist. Die Werkzeughälfte 34 ist diesbezüglich mit einer geeigneten Gussteilaufnahme 28 versehen, während die Werkzeughälfte 36 eine geeignete Sichtfolienaufnahme 30 aufweist (siehe 2). Die Gussteilaufnahme 28 und die Sichtfolienaufnahme 30 sind zur Gewährleistung ihrer Aufnahmefunktion relativ zur Außenkontur des Gussteils 12 bzw. der Sichtfolie 16 geometrisch angepasst. Das in der Gussteilaufnahme 28 aufgenommene Gussteil 12 weist eine Sichtseite 18 auf, die bei geöffnetem Schäumwerkzeug 14 (siehe 2) von außen frei zugänglich ist. Dagegen ist die Sichtfolie 16 derartig in der Werkzeughälfte 36 aufgenommen, dass die Sichtfolie 16 mit ihrer Sichtseite 19 an einer oberflächengenauen Sichtfolien-Anlagefläche 26 der Werkzeughälfte 36 anliegt. Die Sichtfolien-Anlagefläche 26 kann beispielsweise feingeschliffen sein. Die Glasmatte 24 enthält Feinglasfasern und befindet sich dabei in Anlagekontakt mit einer Aufschäumseite 22 der Sichtfolie 16.
Gemäß 3 ergibt sich bei dem in Schäumbetriebsstellung angeordneten Schäumwerkzeug 14, d.h. mit geschlossenen Werkzeughälften 34, 36, eine Schäumkammer 32, die sich zwischen der Glasmatte 24 und der Sichtseite 18 des Gussteils 12 innerhalb des Schäumwerkzeugs 14 erstreckt. Die Werkzeughälfte 34 ist mit Zu- und Ablaufkanälen 37 versehen, die zum korrekten Einspritzen eines Schaummaterials in die Schäumkammer 32 zwischen der Sichtseite 18 des Gussteils und der freien Fläche der Glasmatte 24 dienen unter Ausbildung einer elastisch verformbaren Schaumschicht 20 (siehe 4). Beim Einspritzen des Schaummaterials in die Schäumkammer 32 wird die Sichtfolie 16 durch den direkt auf die Glasmatte 24 wirkenden Aufschäumdruck gegen die Sichtfolien-Anlagefläche 26 des Schäumwerkzeugs 14 gedrückt. Nach Abschluss des Einspritzvorgangs ist die Schäumkammer 32 vollständig mit der Schaumschicht 20 ausgefüllt. Die sich ebenfalls gebildeten Zu- und Ablaufstege 38 aus eingespritztem Schaummaterial können anschließend entfernt werden.
Das mittels des Schäumwerkzeugs 14 hergestellte Sichtbauteil 10 enthält das Gussteil 12, die mit dessen Sichtseite 18 verbundene Schaumschicht 20, die auf der anderen Seite der Schaumschicht 20 mit selbiger verbundener Glasmatte 24 sowie die an der Sichtseite des Sichtbauteils 10 mit der Glasmatte 24 verbundener Sichtfolie 16.
Somit ist es möglich, Gussbauteile und insbesondere Druckgussbauteile auch in Sichtbereichen, insbesondere in Außensichtbereichen, beispielsweise einer Fahrzeugkarosserie vorzusehen, ohne dass zusätzlich lackierte Außenbeplankungen bzw. Verkleidungen mit dem Gussteil verbunden werden müssten zur Gewährleistung einer hinreichenden Oberflächenqualität bzw. zur Erfüllung dekorativer Anforderungen im Sichtbereich.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Sichtbauteils (10) insbesondere einer Fahrzeugkarosserie, wobei das Sichtbauteil (10) ein Gussteil (12) aus einem Metallwerkstoff enthält und wobei mittels eines Schäumwerkzeugs (14) eine Sichtfolie (16) auf die Sichtseite (18) des Gussteils (12) unter Bildung einer zwischenangeordneten Schaumschicht (20) aufgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aufschäumseite (22) der Sichtfolie (16) eine Glasmatte (24) in Anlagekontakt mit der Sichtfolie (16) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sichtseite (18) des Gussteils (12) eine Gussoberflächenqualität aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussteil (12) ein Druckgussteil ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sichtfolie (16) eine insbesondere tiefgezogene Lackfolie ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumschicht (20) elastisch verformbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schäumwerkzeug (14) ein RIM-Formwerkzeug ist mit einer Sichtfolien-Anlagefläche (26), die eine hinreichend hohe Oberflächengüte aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussteil (12) aus einem Aluminiumwerkstoff oder aus einem Magnesiumwerkstoff hergestellt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sichtbauteil (10) ein Außenhautbauteil einer Fahrzeugkarosserie ist.