DE102006007531B4

DE102006007531B4 - Instrumententräger und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102006007531B4
Application number: DE102006007531A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hitz; Benjamin Viallard
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2026-02-17
Also published as: DE102006007531A1; FR2897310B1; FR2897310A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Instrumententrägers, der sich zwischen den A-Säulen (2) eines Personenkraftwagens erstreckt und zwei metallische Profilabschnitte (3, 4) aufweist, wobei zwei Metallschalen (6, 7) zu einem Profilabschnitt (3) miteinander verschweißt werden und wobei ein Luftführungskanal (5) in dem Profilabschnitt (3) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Metallschalen (6, 7) miteinander verschweißt werden und anschließend eine Düsenlanze (10) in den Profilabschnitt (3) eingeführt wird, über welche ein Kunststoff von innen auf die Metallschalen (6, 7) aufgetragen wird, welcher die Wand eines Luftführungskanals (5) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Instrumententrägers mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen nach diesem Verfahren hergestellten Instrumententräger mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
Die DE 299 16 466 U1 offenbart einen Instrumententräger, der sich zwischen den A-Säulen eines Personenkraftwagens erstreckt und als Tragprofil mit integrierter Luftführung ausgestaltet ist. Das Tragprofil ist in Hybridbauweise als längliche Metallschale mit innerer Kunststoffberippung ausgebildet und in Längsrichtung von mindestens einem Luftführungskanal durchsetzt. Hierbei ist die Metallschale formschlüssig mit dem Kunststoff verbunden. Diese Vorgehensweise eignet sich insbesondere bei im Querschnitt U-förmig konfigurierten Metallschalen. Wenn hingegen ein geschlossenes Tragprofil zum Einsatz kommen soll, ist es erforderlich, zwei Metallschalen miteinander zu verbinden. Die Verbindung kann formschlüssig, insbesondere auch stoffschlüssig, beispielsweise durch Verschweißen erfolgen. Problematisch ist hierbei der beim Schweißen auftretende Wärmeeintrag, der zum Aufschmelzen eines zuvor ein gelegten Luftführungskanals aus Kunststoff führen kann. Aus diesem Grund wird in der DE 299 16 470 U1 vorgeschlagen, ein wärmearmes Fügeverfahren einzusetzen und insbesondere die Metallschalen nur bereichsweise miteinander zu verbinden, beispielsweise durch Punktschweißung. Diese Problematik setzt häufig teure Schweißverfahren voraus und hat insofern Einfluss auf den Herstellungsprozess, als dass zusätzliche Anbauteile wie Halterungen zu einem Zeitpunkt mit der Metallschale verschweißt werden müssen, in welchem ein Luftführungskanal aus Kunststoff noch nicht innerhalb des Profilabschnitts positioniert werden kann.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen herstellungstechnisch verbesserten Instrumententräger und ein Verfahren zur Herstellung eines Instrumententrägers aufzuzeigen, wobei das Verfahren den Produktionsprozess insofern vereinfacht, als dass unterschiedliche Schweißverfahren mit unterschiedlicher Wärmeeinbringung in die zu verschweißenden Metallschalen zum Einsatz kommen können.
Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem Einlegen eines vorkonfigurierten Luftführungskanals aus Kunststoff ist, dass bei dem beanspruchten Verfahren eine Düsenlanze in den Profilabschnitt eingeführt wird, über welche ein Kunststoff von innen auf die Metallschalen aufgetragen wird, so dass der Profilabschnitt gewissermaßen zur Wand des Luftführungskanals wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Metallschalen unabhängig von dem Luftführungskanal auf eine beliebige Art und Weise miteinander verschweißt werden können, da es möglich ist, den Luftführungskanal selbst nach dem fast vollständigen Verschließen des Profilabschnitts nachträglich durch Einspritzen von Kunststoff auszubilden. Die zuvor abgeschlossenen Schweißarbeiten haben keinerlei thermischen Einfluss auf den nachträglich ausgebildeten Luftführungskanal. Dadurch können unterschiedliche Schweißverfahren zum Einsatz kommen.
Ein weiterer Vorteil ist, dass der Querschnitt des Luftführungskanals vollständig zur Luftdurchleitung genutzt werden kann. Darüber hinaus kann der Luftführungskanal eine sehr geringe Wanddicke besitzen, da der eingebrachte Kunststoff nicht zwangsläufig selbsttragend sein muss. Die tragende Funktion in Bezug auf den Luftführungskanal übernehmen die Metallschalen des Profilabschnitts. Bei fachgerechter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der gesamte Innenraum des Profilabschnitts mit einer Kunststoffschicht überzogen, so dass die Metallschalen vor Korrosion geschützt sind und auch vor Temperaturschwankungen der durchgeleiteten Luft, insbesondere wenn die Kunststoffschicht aus einem aufschäumenden, das heißt zelligen Material besteht.
Grundsätzlich ist es denkbar, Kunststoff in mehreren Schichten aufzutragen. Beispielsweise kann zunächst eine Isolierschicht eingebracht werden, die anschließend in einem zweiten Bearbeitungsschritt mit einem zweiten Kunststoff gewissermaßen versiegelt wird.
Wichtig bei diesem Verfahren ist, dass die Metallschalen keine Öffnungen aufweisen, durch die Kunststoff während des Einspritzens nach außen dringt. Auch müssen der spätere Lufteinlass und der spätere Luftauslass während des Einspritzens des Kunststoffs verschlossen sein. Diese Bereiche können nach dem Einspritzen des Kunststoffs leicht ausgeschnitten werden, so dass der Luftführungskanal die erforderlichen Zugänge besitzt.
Die zum Einspritzen des Kunststoffs verwendete Düsenlanze wird vorzugsweise über ein stirnseitig des Profilabschnitts angeordnetes Schließblech in den Profilabschnitt eingeführt. Das hat den Vorteil, dass die Lanze kontinuierlich in Längsrichtung bewegt werden kann, während gleichzeitig der Kunststoff aus der Düsenlanze austritt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können insbesondere Instrumententräger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 hergestellt werden, die sich dadurch auszeichnen, dass nur in dem fahrerseitigen Profilabschnitt ein Luftführungskanal aus Kunststoff ausgebildet ist, während der beifahrerseitige Profilabschnitt konfigurativ und werkstoffmäßig auf die dort zu erwartenden Beanspruchungen ausgelegt ist und insbesondere ohne inneren Luftführungskanal ausgestattet ist. Der beifahrerseitige Profilabschnitt kann beispielsweise als Holm oder Rohr gefertigt sein und über ein entsprechendes Anschlussstück mit dem aus Metallschalen zusammengesetzten Profilabschnitt auf der Fahrerseite gekoppelt sein. Auf diese Weise können auch vollkommen unterschiedliche Werkstoffe auf der Fahrerseite und Beifahrerseite zum Einsatz kommen, um dadurch die Crashanforderungen eines solchen Bauteils zu erfüllen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Instrumententrägers, der sich zwischen schematisch angedeuteten A-Säulen eines Personenkraftwagens erstreckt und
2 den Instrumententräger der 1 entlang des Schnitts A-A der 1.
1 zeigt einen Instrumenträger 1, der sich zwischen schematisch angedeuteten A-Säulen 2 eines nicht näher dargestellten Personenkraftwagens erstreckt. Der Instrumententräger 1 gliedert sich in zwei unterschiedlich konfigurierte Profilabschnitte 3, 4, wobei in dem fahrerseitigen Profilabschnitt 3 ein Luftführungskanal 5 aus Kunststoff ausgebildet ist. Der beifahrerseitige Profilabschnitt 4 besitzt einen wesentlich kleineren Querschnitt. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein im Verhältnis zum fahrerseitigen Profilabschnitt 3 schlankes gerades Rohrprofil ohne innen liegenden Luftführungskanal. Der Instrumententräger 1 besteht aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl. Der beifahrerseitige Profilabschnitt ist konfigurativ und werkstoffmäßig auf die Beanspruchungen auf der Beifahrerseite abgestimmt. Der fahrerseitige Profilabschnitt 3 ist in nicht näher dargestellter Weise aus zwei miteinander verschweißten Metallschalen 6, 7 hergestellt, zwischen welchen sich der Luftführungskanal 5 aus Kunststoff befindet. Der Luftführungskanal 5 verbindet einen Lufteinlass 8, der etwa in der Mitte des Instrumententrägers 1 liegt und beispielsweise an ein Klimagerät angeschlossen ist mit einem Luftauslass 9, der benachbart der fahrerseitigen A-Säule an der dem Lufteinlass 8 gegenüber liegenden Seite angeordnet ist.
Der Luftführungskanal 5 besteht aus einem Kunststoff, der über eine Düsenlanze 10 von innen gegen die Metallschalen 6, 7 gespritzt wird. Hierzu wird die Düsenlanze 10 über ein stirnseitig des Profilabschnitts 3 angeordnetes Schließblech 11 in das Innere des Profilabschnitts 3 eingeführt, das heißt in Richtung des Pfeils P verlagert. Über im Endbereich der Düsenlanze 10 angeordnete Austrittsöffnungen, die in diesem Ausführungsbeispiel umfangsseitig angeordnet sind, kann das Innere des Profilabschnitts 3 mit Kunststoff ausgekleidet werden, so dass sich nach dem Öffnen des Lufteinlasses 8 und Luftauslasses 9 der fertige Luftführungskanal 5 ergibt. Abschließend wird noch die Öffnung, über welche die Düsenlanze 10 in den Profilabschnitt 3 eingeführt worden ist, verschlossen.

1: Instrumententräger
2: A-Säule
3: fahrerseitiger Profilabschnitt v. 1
4: beifahrerseitiger Profilabschnitt v. 1
5: Luftführungskanal
6: Metallschale v. 3
7: Metallschale v. 3
8: Lufteinlass
9: Luftauslass
10: Düsenlanze
11: Schließblech
P: Pfeil

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Instrumententrägers, der sich zwischen den A-Säulen (2) eines Personenkraftwagens erstreckt und zwei metallische Profilabschnitte (3, 4) aufweist, wobei zwei Metallschalen (6, 7) zu einem Profilabschnitt (3) miteinander verschweißt werden und wobei ein Luftführungskanal (5) in dem Profilabschnitt (3) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Metallschalen (6, 7) miteinander verschweißt werden und anschließend eine Düsenlanze (10) in den Profilabschnitt (3) eingeführt wird, über welche ein Kunststoff von innen auf die Metallschalen (6, 7) aufgetragen wird, welcher die Wand eines Luftführungskanals (5) bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenlanze (10) über ein stirnseitig des Profilabschnitts (3) angeordnetes Schließblech (11) in den Profilabschnitt (3) eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einspritzen des Kunststoffs ein Lufteinlass (8) und ein Luftauslass (9) ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Kunststoff selbsttätig im Inneren der Profilabschnitts (3) aufschäumt.
Instrumententräger, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4, der zwei miteinander verbundene Profilabschnitte (3, 4) aufweist, die konfigurativ und werkstoffmäßig auf die Beanspruchungen auf der Fahrerseite und der Beifahrerseite abgestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass nur in dem fahrerseitigen Profilabschnitt (3) ein Luftführungskanal (5) aus Kunststoff angeordnet ist.
Instrumententräger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur der fahrerseitige Profilabschnitt (3) aus miteinander verschweißten Metallschalen (6, 7) zusammengesetzt ist, und einen Luftführungskanal (5) aufweist.
Instrumententräger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilabschnitt (3) mit dem Luftführungskanal (5) neben der Öffnung zum Einführen der Düsenlanze (10), einem Lufteinlass (8) und einem Luftauslass (9) keine weiteren Öffnungen aufweist, wobei der Lufteinlass (8) und der Luftauslass (9) während des Einspritzens des Kunststoffs verschlossen sind.