DE102004045402A1

DE102004045402A1 - Bauteil für ein Kraftfahrzeug, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung desselben

Info

Publication number: DE102004045402A1
Application number: DE200410045402
Authority: DE
Inventors: Andreas List; Michael Meier; Andreas Borsutzky; Markus Richter
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-09-18
Filing date: 2004-09-18
Publication date: 2006-03-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Trägerelement (10), insbesondere aus Kunststoff, und eine metallische Beschichtung (11), wobei die Beschichtung (11) integraler Bestandteil eines das Trägerelement (10) bildenden Spritzgussteils (15) ist. Die metallische Beschichtung (11) ist aufgrund der wärmeableitenden Eigenschaften vorzugsweise aus Aluminium gebildet und dient als Hitzeschild für schutzbedürftige Bauteile eines Fahrzeugs.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauteil für ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren zu dessen Herstellung und die Verwendung desselben gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Im Fahrzeugbau werden üblicherweise Bauteile zum Schutz vor Schmutz, Steinschlag oder zur Minimierung des Luftwiderstands eingesetzt. Derartige Bauteile sind insbesondere im Bereich von Abgasanlagen sehr hohen Temperaturen ausgesetzt. Als Standardlösung für ein hitzebeständiges Bauteil haben sich bisher mit einer metallischen Beschichtung versehene Trägerelemente, insbesondere aus Kunststoff, durchgesetzt. Die Wandstärke bei Trägerelementen aus Kunststoff beträgt im wesentlichen 2,5 mm und die Dicke einer üblichen Aluminiumschicht ca. 0,2 mm. Aufgrund der für eine Wärmeabschirmung besonders vorteilhaften physikalischen Eigenschaften werden als Werkstoff für die metallische Beschichtung vorzugsweise Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen verwendet, die sich durch einen hohen Reflektionsgrad im Infrarot-Bereich und eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit auszeichnen.

Dabei ist es jedoch nachteilig, dass es sich um ein zusätzliches Bauteil handelt, das separat eingebaut werden muss und zusätzliches Gewicht und zusätzliche Einzelteilkosten mit sich bringt. Das herkömmliche Bauteil wird beispielsweise durch Anklipsen oder Annieten von Aluminiumblechen an ein Trägerelement bzw. durch Anpressen, Anschmelzung, Anschweißen, Ankleben und dgl. hergestellt. Die Montage ist insgesamt relativ aufwendig, und außerdem sind erhöhte Logistikkosten erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Bauteils, bei dem diese Nachteile vermieden werden, und das sich für vielfache Verwendungsmöglichkeiten eignet. Außerdem soll ein derartiges Bauteil möglichst einfach herstellbar sein, um zusätzliche Kosten zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Das erfindungsgemäße Bauteil für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Trägerelement, insbesondere aus Kunststoff, und eine metallische Beschichtung, wobei die Beschichtung integraler Bestandteil eines das Trägerelement bildenden Spritzgussteils ist. Dadurch, dass die Beschichtung im Bauteil selbst integriert ist, wird vorteilhafterweise kein zusätzlicher Bauraum benötigt. Vorzugsweise ist die Beschichtung aufgrund der eingangs erwähnten positiven physikalischen Eigenschaften aus Aluminium gebildet. Gleichzeitig wird durch die Verwendung von Aluminiumauflagen das Eigengewicht des Bauteils reduziert. Für eine weitere Gewichtungsreduzierung kann die Beschichtung vorzugsweise auch nur auf einer der Wärmequelle zugewandten Seite des Trägerelements vorgesehen sein. Aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit kann die aus Aluminium gebildete metallische Beschichtung die Aufgabe übernehmen, Wärme zurückzustrahlen. Dabei wird der größere Teil der Wärme vom Aluminium abgeleitet, und zwar nicht in Richtung zum Trägerelement aus Kunststoff, denn Kunststoff ist nur ein schlechter Wärmeleiter und leitet die aufgenommene Wärme nur in geringem Maße durch. Vielmehr erfolgt die Wärmeableitung in den freien kühleren Raum in einem Abstand von der Hitzequelle. Die Beschichtung kann auf zwei Seiten des Trägerelements angeordnet sein.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils kann dermaßen erfolgen, dass in einem ersten Arbeitsschritt eine Metallfolie, die die Beschichtung bilden soll, in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und fixiert und das Spritzgusswerkzeug geschlossen wird, und sich die Beschichtung in einem zweiten Arbeitsschritt während des Spritzvorgangs mit dem noch flüssigen Material verbindet, das nach dem Erstarren das Trägerelement bildet. Beim Spritzvorgang „verklebt" somit gewissermaßen die Beschichtung mit dem Kunststoff vor dessen Erstarren. Es ist kein zusätzlicher Arbeitsschritt in Form von Befestigung mit dem Trägerelement, Aufdampfen oder Verschmelzen mit einem Thermoplastüberzug erforderlich. Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren muss weder beim Lieferanten ein separates Bauteil geordert werden, noch ist die Montage eines zusätzlichen Bauteils erforderlich. Durch die in das Spritzgussbauteil integrierte Beschichtung kann somit unnötiger logistischer und montagetechnischer Aufwand eingespart werden, was auch erhebliche Kostenvorteile mit sich bringt. Außerdem ist in vorteilhafter Weise ein gezieltes Anbringen des erfindungsgemäßen Bauteils möglich, ohne dass Rücksicht auf den ohnehin knappen Bauraum genommen werden muss. Vorzugsweise kann die Beschichtung vor dem Einlegen in das Spritzgusswerkzeug vorgeformt werden, was den Herstellungsprozess des Bauteils noch mehr beschleunigt. Dies ist besonders bei dickeren Beschichtungen günstig.

Das erfindungsgemäße Bauteil kann vielseitig eingesetzt werden. Es eignet sich insbesondere als Ersatz für herkömmliche Wärmeabschirmbleche, die zum Schutz von einer Wärmequelle ausgesetzten Bauteilen eingesetzt werden, beispielsweise in einer Abgasanlage für Kraftfahrzeuge. Besonders bevorzugt kann das erfindungsgemäße Bauteil als integriertes Wärmeabschirmblech in einem Spoiler des hinteren Stoßfängers Anwendung finden. Außerdem kann das erfindungsgemäße Bauteil an allen Stellen in einem Fahrzeug verwendet werden, wo herkömmliche Spritzgussbauteile angeordnet sind, die durch zusätzliche Wärmeabschirmbleche geschützt werden müssen oder sollten, insbesondere in einem Motorraum.

Das erfindungsgemäße Bauteil kann jedoch auch zum Schutz von Bauteilen gegen elektromagnetische Strahlung (EMV-Schutz), Schmutz, Steinschlag und dgl. oder auch zur Minimierung des Luftwiderstands eingesetzt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben, aus der sich auch unabhängig von der Zusammenfassung in den Patentansprüchen weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben.

Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch eine Teilansicht einer Abgasanlage eines Fahrzeugs.
Das erfindungsgemäße Bauteil ist in einem hinteren Spoiler 13 eines Stoßfängers angeordnet und dient zur Wärmeabschirmung gegen einen Nachschalldämpfer 12 einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs. Das als Spritzgussteil 15 gefertigte Bauteil setzt sich aus einem Trägerelement 10 und einer metallischen Beschichtung 11 zusammen, wobei das Trägerelement 10 aus Kunststoff und die Beschichtung 11 aus Aluminium gefertigt ist. Die Beschichtung 11 stellt einen integralen Bestandteil des Spritzgussbauteils 15 dar. Die Beschichtung 11 ist dabei auf der dem Nachschalldämpfer 12 zugewandten Seite 14 des Trägerelements 10 angeordnet und erstreckt sich nicht über die gesamte Oberfläche des dem Nachschalldämpfer zugewandten Seite des Trägerelements 10, sondern nur über einen funktional besonders wichtigen Teilbereich des Spoilers 13 außerhalb eines dem Nachschalldämpfer 12 gegenüberliegenden Randbereichs, der weniger Hitze abstrahlt. Die Beschichtung 11 bildet dabei keine Auflage, sondern ist dabei integral in das Trägerelement 10 eingebettet.
Bei einem Herstellungsverfahren des Bauteils wird in einem ersten Arbeitsschritt eine die spätere Beschichtung bildende Metallfolie in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und fixiert, und anschließend wird das Spritzgusswerkzeug geschlossen. In einem zweiten Arbeitsschritt verbindet sich die Beschichtung 11 während des Spritzvorgangs mit dem nach dem Erstarren das Trägerelement 10 bildende viskose Material. Zur Beschleunigung und Vereinfachung des Herstellungsverfahrens kann die Beschichtung 11 gegebenenfalls vor dem Einlegen in das Spritzgusswerkzeug vorgeformt werden.

Claims

Bauteil für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Trägerelement (10), insbesondere aus Kunststoff, und eine metallische Beschichtung (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (11) integraler Bestandteil eines das Trägerelement (10) bildenden Spritzgussteils (15) ist.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (11) aus Aluminium gebildet ist.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (11) auf zwei Seiten des Trägerelements (10) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Bauteils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Arbeitsschritt eine Metallfolie, die als Beschichtung (11) vorgesehen ist, in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und fixiert und das Spritzgusswerkzeug geschlossen wird, und sich die Beschichtung (11) in einem zweiten Arbeitsschritt während des Spritzvorgangs mit einem nach seinem Erstarren das Trägerelement (10) bildenden Material verbindet.
Verfahren zur Herstellung eines Bauteils nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (11) vor dem Einlegen in das Spritzgusswerkzeug vorgeformt wird.
Verwendung des Bauteils nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgussteil (15) in einer Abgasanlage eines Fahrzeugs vorgesehen ist.
Verwendung des Bauteils nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgussteil (15) in einer Motorraumverkleidung eines Fahrzeugs vorgesehen ist.