DE102009031341A1

DE102009031341A1 - Verkleidungsteil

Info

Publication number: DE102009031341A1
Application number: DE102009031341A
Authority: DE
Inventors: Stephan Dipl.-Ing. Dönges; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Ilzhöfer; Falk Dr. Ing. Ullmann; Fritz Dipl.-Ing. Wazula
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2011-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verkleidungsteil (10) für einen Kraftwagen, mit einem Außenhautelement (12) und einem hinter diesem angeordneten und mit diesem verbundenen Schaumkörper (14), wobei der Schaumkörper (14) aus einem Partikelschaum ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verkleidungsteil für einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus der DE 199 56 930 A1 ist bereits ein Fahrzeug-Außenhautteil mit einer außenseitigen Lackfolie oder Dekorfolie und einem hinter dieser angeordneten und mit dieser verbundenen Schaumkörper bekannt. Zur Herstellung solcher Verkleidungsteile wird die später die Außenhaut bildende Folie eventuell zunächst umgeformt, in ein Gusswerkzeug eingelegt und mit einem Kunststoff hinterschäumt. Hierzu werden insbesondere Polyurethanschäume verwendet. Nachteiligerweise besitzen derartige Verkleidungsteile noch immer ein verhältnismäßig hohes Bauteilgewicht, da das Raumgewicht von Polyurethanschäumen selbst relativ hoch ist. Aufgrund der Bedingungen beim Hinterspritzen der Folien müssen diese eine relativ hohe Dicke von ca. 1 mm aufweisen, was das Gewicht weiter erhöht. Gewichtsreduzierungen durch Wanddickenverminderung sind bei heute üblichen Kunststoffverkleidungsbauteilen kaum mehr möglich. Durch eine weitere Wanddickenvermindung wurde die Eigensteifigkeit der Verkleidungsbauteile zu weit reduziert. Weiterhin besteht hierbei die Gefahr von Abzeichnungen an der Oberfläche, die bereits bei der Herstellung des Bauteils, beispielsweise durch Schieber im Werkzeug oder bei späteren Fügevorgängen entstehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verkleidungsteil nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so weiterzuentwickeln, dass das Bauteilgewicht weiter reduziert wird, ohne die Eigensteifigkeit des Bauteils nennenswert zu vermindern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verkleidungsteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ein solches Verkleidungsteil für einen Kraftwagen umfasst ein Außenhautelement und einen mit diesem verbundenen und hinter diesem angeordneten Schaumkörper. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Schaumkörper aus einem Partikelschaum ausgebildet ist. Partikelschäume weisen ein signifikant geringeres Raumgewicht auf als einfach ausgeschäumte Kunststoffe. Aufgrund der räumlichen Struktur von Partikelschäumen sind diese gleichzeitig besonders stabil, so dass bei reduziertem Gewicht des Verkleidungsteils dennoch eine hohe Eigensteifigkeit erhalten bleibt. Partikelschäume werden erhalten, indem ein Kunststoff zunächst mittels eines Treibmittels aufgeschäumt wird und aus diesem aufgeschäumten Kunststoff durch Heißabschlag ein Granulat gewonnen wird. Zur Herstellung des fertigen Bauteils wird das Granulat in ein Werkzeug eingefüllt und beispielsweise durch Behandlung mit Wasserdampf in die endgültige Form gesintert. Durch die relativ milden Randbedingungen beim Sintern des Bauteils ist es weiterhin möglich, das Außenhautelement dünner auszubilden, ohne dass es zu Abzeichnungen an diesem kommt. Dadurch kann das Bauteilgewicht weiter reduziert werden.
Bevorzugt besteht der Schaumkörper aus expandiertem Polypropylen und/oder expandiertem Polyethylen und/oder expandiertem Polystyrol.
In weiterer Ausgestaltung ist der Schaumkörper aus expandiertem Polypenylenether und/oder dessen Polymerblends aufgebaut.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umschließt der Schaumkörper wenigstens ein weiteres Verstärkungselement zumindest bereichsweise. Dadurch kann eine weitere Stabilisierung des Verkleidungsteils ermöglicht werden.
Das Außenhautelement ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bevorzugt als Lackfolie ausgebildet. Ein derart ausgebildetes Verkleidungsteil benötigt daher keine weitere Oberflächenbehandlung, insbesondere keine Lackierung oder dergleichen. Bevorzugt weist die Lackfolie zumindest eine farbgebende Schicht und eine kratzfeste Decklackschicht auf. Der Decklack oder die oberste Lackschicht ist dabei bevorzugt aus einem UV-härtbaren Lack aufgebaut. Derartige Lacke, die durch UV-Licht unter radikalischer Polymerisation härten, zeichnen sich durch hohe Kratzfestigkeit und Witterungsbeständigkeit auf.
Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden: Hierbei zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verkleidungsteils
2 einen Querschnitt durch das Verkleidungsteil aus 1
3 einen Längsschnitt durch eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verkleidungsteils und
4 einen Querschnitt durch das Verkleidungsteil aus 3.
Ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Verkleidungsteil, hier ein Stoßfänger für einen Kraftwagen, umfasst ein Außenhautelement 12 und einen mit diesem verbundenen Schaumkörper 14. Das Außenhautelement 12 ist als Lackfolie ausgebildet, deren Oberfläche 16 bereits in Wagenfarbe lackiert ist. Der Schaumkörper 14 besteht aus einem Partikelschaum.
Solche Partikelschäume, beispielsweise expandiertes Polypropylen, expandiertes Polyethylen oder expandiertes Polystyrol sind allgemein bekannt. Zu ihrer Herstellung wird eine Kunststoffmasse zunächst mittels eines gasbildenden Treibmittels aufgeschäumt und die so entstandene aufgeschäumte Kunststoffmasse durch Heißabschlag granuliert.
Das resultierende Granulat aus Schaumpartikeln kann in der Folge in ein Werkzeug eingelegt werden und beispielsweise durch Wasserdampfbehandlung zu einem festen Körper gesintert werden. Derartige Partikelschäume umfassen daher zumindest zwei Porentypen, nämlich zunächst die durch das Aufschäumen entstandenen Mikroporen und eine zweite Klasse größerer Poren, die durch Freiräume zwischen den Partikeln beim Wasserdampf-Sintern entstehen. Partikelschäume sind daher besonders leichte und gleichzeitig besonders feste Werkstoffe.
Zur Herstellung des Verkleidungsteils 10 wird zunächst das Außenhautelement 12 vorgeformt, was beispielsweise durch thermisches Umformen geschehen kann. Das Außenhautelement 12 wird danach in ein Werkzeug eingelegt, in welches das Partikelschaumgranulat eingefüllt wird. Durch Wasserdampfbehandlung wird das Partikelschaumgranulat gesintert und damit gleichzeitig mit dem Außenhautelement 12 verbunden. Zur weiteren Verstärkung wird ein Verstärkungselement 18 ebenfalls in das Werkzeug eingelegt, so dass das Verstärkungselement 18 ebenfalls mit dem Partikelschaum des Schaumkörpers 14 fest verbunden wird.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Verstärkungselement 18 die Funktion eines Biegequerträgers. Bei der Montage im Kraftwagen wird ein freiliegender Bereich 20 des Verstärkungselements 18 mit einer Crashbox 22 und mittelbar durch diese mit einem nicht gezeigten Längsträger der Kraftwagenkarosserie verbunden.
Anstelle das Außenhautelement 12 beim Sintern des Partikelschaumkörpers 14 mit diesem zu verbinden, ist es auch möglich, den Schaumkörper 14 separat darzustellen und das Außenhautelement 12 erst anschließend auf diesen zu kaschieren. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Material des Außenhautelements 12 temperaturempfindlich ist und daher den Sinterprozess nicht überstehen würde.
Wird das Außenhautelement 12 direkt beim Sintern mit dem Schaumkörper 14 verbunden, so ist es gegebenenfalls notwendig, Mikroporen im Außenhautelement 12 vorzusehen, durch welche Wasserdampf durchtreten kann.
In der in den 3 und 4 gezeigten alternativen Ausführungsform wird anstelle zweier parallel laufender Verstärkungselemente 18 ein einzelnes I-förmiges Verstärkungselement 18 verwendet. Es ist dabei möglich, einen Hohlraum für das I-förmige Verstärkungselement 18 mittels eines Schiebers in demjenigen Werkzeug darzustellen, in dem der Schaumkörper 14 gesintert wird. Gegebenenfalls können dadurch auch Formschlusselemente 24 vorgesehen werden, welche ein Verschieben des Verstärkungselements 18 gegenüber dem Schaumkörper 14 verhindern. Aufgrund der hohen elastischen Nachgiebigkeit des Schaumkörpers 14 kann trotz des Formschlusses bei entsprechender Kraftaufwendung das Verstärkungselement 18 entfernt werden, ohne den Schaumkörper 14 zu zerstören.
Bei der Auslegung des Verkleidungsteils 10 ist zu beachten, dass die Haftung des Außenhautelements 12 am Schaumkörper 14 nicht zu hoch werden sollte. Im Falle eines Unfalls kann die Außenhaut dann am Schaumkörper 14 bei entsprechender Kraftbeaufschlagung quasi abgleiten, was dem Verkleidungsteil 10 eine besonders gute Schadenstoleranz verleiht.
Insgesamt lässt sich durch eine derartige Auslegung des Verkleidungsteils 10 eine Gewichtseinsparung von bis zu 30% gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Verkleidungsteilen erreichen. Zudem wird die Zahl der benötigten Einzelteile verringert und die Montage besonders einfach gestaltet.
Es ist weiterhin problemlos möglich, im Schaumkörper 14 Montagebereiche für zusätzliche Anbauteile mit darzustellen. Dadurch können weitere Anbauteile wie beispielsweise Parksensoren und dergleichen besonders einfach montiert werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Verkleidungsteil als Bestandteil eines Stoßfängers ausgebildet. Insbesondere sind hier Leichtbaustoßfänger von Bedeutung, da der Schaumkörper bereits ein sehr geringes spezifisches Gewicht mitbringt. Im Stoßfänger kann der Schaumkörper darüber hinaus die Aufgabe des Fußgängerschutzes übernehmen. Selbstverständlich ist das Verkleidungsteil neben den Stoßfängern auch an anderen Stellen des Kraftfahrzeugs zweckmäßig als Fußgängerschutz, bzw. Teil des Fußgängerschutzes einsetzbar.
Bezugszeichenliste

10: Verkleidungsteil
12: Außenhautelement
14: Schaumkörper
16: Oberfläche
18: Verstärkungselement
20: Bereich
22: Crashbox
24: Formschlusselemente

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19956930 A1 [0002]

Claims

Verkleidungsteil (10) für einen Kraftwagen, mit einem Außenhautelement (12) und einem hinter diesem angeordneten und mit diesem verbundenen Schaumkörper (14), dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkörper (14) aus einem Partikelschaum ausgebildet ist.
Verkleidungsteil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkörper (14) aus expandiertem Polypropylen, expandiertem Polyethylen, expandiertem Polypenylenether und/oder expandiertem Polystyrol ausgebildet ist.
Verkleidungsteil (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkörper (14) wenigstens ein weiteres Verstärkungselement (18) zumindest bereichsweise umschließt.
Verkleidungsteil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenhautelement (12) als Lackfolie ausgebildet ist.
Verkleidungsteil (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackfolie zumindest eine farbgebende Schicht und eine kratzfeste Decklackschicht aus einem UV-härtbaren Lack aufweist.
Verkleidungsteil (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungsteil als Bestandteil eines Stoßfängers, insbesondere Leichtbaustoßfängers ausgebildet ist.
Verkleidungsteil (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungsteil den Fußgängerschutz eines Stoßfängers bildet.