DE102010005872B4

DE102010005872B4 - Formstabiles Formteil

Info

Publication number: DE102010005872B4
Application number: DE102010005872A
Authority: DE
Inventors: Julien P. Mourou; Thomas J. Pickett; Paul Hui
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2012-04-26
Anticipated expiration: 2030-01-28
Also published as: DE102010005872A1; US20100196629A1

Abstract

Fahrzeug-Formteil (10, 10A), welches umfasst:
eine erste längliche Komponente (18, 18A), die aus einem ersten Material gebildet ist, welches einen ersten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist; und
eine zweite längliche Komponente (20, 20A, 20B, 20C), die aus einem zweiten Material gebildet ist, welches einen zweiten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist;
wobei eine Differenz zwischen dem ersten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten und dem zweiten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten zumindest 20 × 10^–6 1/°C beträgt;
dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Material eine Vielzahl von Löchern (22, 22B, 22C) definiert, wobei die Vielzahl von Löchern (22, 22B, 22C) weniger als ein Viertel der Oberfläche der zweiten länglichen Komponente (20, 20A, 20B, 20C) einnimmt und wobei das erste Material die Vielzahl von Löchern (22, 22B, 22C) füllt, sodass die zweite längliche Komponente (20, 20A, 20B, 20C) in der ersten länglichen Komponente (18, 18A) eingebettet und damit verriegelt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Formteil e gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es beispielsweise aus der DE 10 2008 021 717 A1 bekannt geworden ist.
Hintergrund der Erfindung
Fahrzeuge umfassen häufig Zier- und/oder funktionelle Formteile, um die Fahrzeugästhetik und/oder -brauchbarkeit zu verbessern. Solche Fahrzeug-Formteile sind häufig an einem Äußeren des Fahrzeuges befestigt und können daher während eines Fahrzeugbetriebes einer Umgebungstemperatur von –30 bis 95°C ausgesetzt sein. Problematischerweise können manche heutige Fahrzeug-Formteile bei solchen Umgebungstemperaturen allerdings den Nachteil einer schwachen Formstabilität zeigen. Zum Beispiel können sich einige heutige Fahrzeug-Formteile ausdehnen und/oder zusammenziehen, wenn sie solchen Umgebungstemperaturen ausgesetzt sind.
Um der schwachen Formstabilität entgegenzuwirken, können heutige Fahrzeug-Formteile einen Einsatz umfassen, der in dem Fahrzeug-Formteil eingebettet ist. Zum Beispiel können heutige Fahrzeug-Formteile einen Aluminiumfolieneinsatz umfassen, der mit einem Kleber beschichtet ist. Typischerweise muss der Aluminiumfolieneinsatz vor dem Einbetten beschichtet werden und der Kleber muss aktiviert werden, bevor die Aluminiumfolie an dem Fahrzeug-Formteil haften kann. Solche zusätzlichen Verarbeitungsschritte verlängern bzw. erhöhen die Verarbeitungszeit und die Herstellungskosten von heutigen Fahrzeug-Formteilen. Aus der DE 15 55 875 A1 ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei dem zur Herstellung von Profilleisten ein metallisches Band mit einem Haftvermittler und mit einer extrudierten Schicht versehen wird. Nach dem Beschneiden der Profilleiste wird in einem Spritzgießwerkzeug als Profilabschluss die Endkappe angeformt.
Ferner können andere heutige Fahrzeug-Formteile einen vertieften Stahldrahteinsatz umfassen. Der vertiefte Stahldrahteinsatz ist auch typischerweise in dem Fahrzeug-Formteile eingebettet, in einem Versuch, der schwachen Formstabilität entgegenzuwirken, und umfasst häufig vertiefte Mulden, eine Zinkbeschichtung und eine Kleberbeschichtung. Allerdings müssen auch die Zinkbeschichtung und die Kleberbeschichtung vor dem Einbetten aufgebracht werden und die Zinkbeschichtung und die Kleberbeschichtung erhöhen die Herstellungskosten von heutigen Fahrzeug-Formteilen.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Profil-Rammschutz-Zierleisten oder dergleichen ist aus der DE 34 15 379 C2 bekannt. Hier wird ein einfaches oder in verschiedenen Extrusionsverfahren mit einer dünnen Kunststoff-Extrusionsschicht, vorzugsweise bestehend aus Weich-PVC, versehen und nach maßlichem Beschnitt in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt, worin auf diese Extrusionsschicht eine das endgültige Profil ergebende Kunststoff-Spritzschicht flächig aufgespritzt wird. Der mit hohem Einspritzdruck in das Spritzgießwerkzeug einfließende heiße Kunststoff schmilzt die Oberfläche der dünnen kalten Kunststoff-Extrusionsschicht an und verbindet sich fest und unlöslich zu dem Kunststoffgesamtprofil. Der Nachteil dieser Lösung liegt darin, dass zusätzliche Arbeitsgänge zur Herstellung der Metallprofile und zum Aufbringen der dünnen Kunststoff-Extrusionsschicht notwendig sind. Des Weiteren müssen die so hergestellten Profile vor dem Einlegen in das Spritzgießwerkzeug einem Endbeschnitt unterworfen werden.
Ferner ist aus der DE 200 09 828 U1 eine gewebearmierte Seitenschutzleiste aus einen polymeren Werkstoff und einer Metalleinlage in Form einer Gaze bekannt geworden, bei der es sich um ein Lochblech handeln kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrzeug-Formteil zu schaffen, das in Bezug auf starke Temperaturänderungen unempfindlich ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird mit einem Fahrzeug-Formteil gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Vielzahl von Löchern in einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe angeordnet, welche in Bezug auf die Vielzahl von Löchern in der ersten Reihe versetzt ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Vielzahl von Löchern zufällig über die zweite längliche Komponente angeordnet, und eine Länge des Fahrzeug-Formteils ändert sich um nicht mehr als 1% von einer ursprünglichen Länge, wenn sie einer Umgebungstemperatur von –30 bis 95°C ausgesetzt ist.
Das Fahrzeug-Formteil weist eine ausgezeichnete Formstabilität und Steifigkeit auf, wenn sie einer Umgebungstemperatur von –30 bis 95°C ausgesetzt ist, und maximiert daher die Ästhetik und die Brauchbarkeit des Fahrzeuges. Im Speziellen minimiert das Fahrzeug-Formteil ein Ausdehnen und Zusammenziehen, wenn sie während eines Fahrzeugbetriebes einer Umgebungstemperatur ausgesetzt ist, und minimiert daher z. B. eine Funktionsunfähigkeit von Fahrzeugtüren sowie ungleichmäßige Fahrzeugverbindungsstellen auf Grund von vorstehenden Fahrzeug-Formteilen. Außerdem, da die zweite längliche Komponente keine zusätzlichen Beschichtungen oder Kleber benötigt, ist das Fahrzeug-Formteil kostengünstig herzustellen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische perspektivische fragmentarische Ansicht einer Fahrzeugtür mit einem Fahrzeug-Formteil, welches zur Befestigung an einem Äußeren davon ausgebildet ist;
2 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Fahrzeug-Formteils von 1;
3A ist eine schematische Draufsicht einer zweiten länglichen Komponente, welche in den Fahrzeug-Formteilen der 1 und 2 enthalten ist und eine Vielzahl von Löchern definiert;
3B ist eine schematische Draufsicht der zweiten länglichen Komponente von 3A, welche die Vielzahl von Löchern in einer alternativen Anordnung definiert;
3C ist eine schematische Draufsicht der zweiten länglichen Komponente von 3A, welche die Vielzahl von Löchern in einer weiteren alternativen Anordnung definiert;
4A ist eine schematische Querschnittsansicht des Fahrzeug-Formteils von 1 entlang der Schnittlinie 4-4, welches die zweite längliche Komponente von 3A umfasst, die in einer ersten länglichen Komponente eingebettet und damit verriegelt ist; und
4B ist eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht eines Abschnittes des Fahrzeug-Formteils der 1 und 4A.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugsziffern auf gleiche Komponenten beziehen, ist ein Fahrzeug-Formteil allgemein bei 10 in 1 gezeigt. Das Fahrzeug-Formteil 10 ist bevorzugt für Kraftfahrzeuganwendungen wie z. B. ein Karosserie-Formteil oder ein Dachrinnen-Formteil geeignet. Es sollte jedoch einzusehen sein, dass das Fahrzeug-Formteil 10 auch für Nicht-Kraftfahrzeuganwendungen wie z. B. Luftfahrt, Marine, Eisenbahn und Freizeitfahrzeuganwendungen geeignet sein kann, jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Unter Bezugnahme auf 1 kann das Fahrzeug-Formteil 10 zur Befestigung an einem Äußeren eines Fahrzeuges 12, insbesondere einer Fahrzeugtür, ausgebildet sein. In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug-Formteil 10 z. B. ein Karosserie-Formteil, das zur Verbesserung der Ästhetik des Fahrzeuges 12 geeignet ist. Unter Bezugnahme auf 2 ist das Fahrzeug-Formteil 10A in einer weiteren Ausführungsform ein Dachrinnen-Formteil, die geeignet ist, eine Fügestelle zwischen einem Dach (nicht gezeigt) und einem Seitenblech (nicht gezeigt) des Fahrzeuges 12 abzudecken. Die Fahrzeug-Formteils 10, 10A umfassen bevorzugt jeweils eine erste Fläche 14, die zur Befestigung an dem Fahrzeug 12 ausgebildet ist, und eine zweite Fläche 16, die der ersten Fläche 14 gegenüberliegend angeordnet ist. Die erste Fläche 14 der Fahrzeug-Formteile 10, 10A kann an dem Fahrzeug 12 befestigt und vor dem Blick eines Betrachters des Fahrzeuges 12 verdeckt sein, während die zweite Fläche 16 für den Betrachter des Fahrzeuges 12 sichtbar sein kann. Die Fahrzeug-Formteile 10, 10A können an dem Fahrzeug 12 z. B. mittels Schrauben, Bolzen, Clips, Klebern, Schweißnähten, einer Presspassung oder Kombinationen davon befestigt sein.
Unter Bezugnahme auf 4A umfasst das Fahrzeug-Formteil 10 eine erste längliche Komponente 18, die aus einem ersten Material gebildet ist. Die erste längliche Komponente 18 bildet bevorzugt einen Körper des Fahrzeug-Formteils und kann in Übereinstimmung mit einer gewünschten Anordnung auf dem Fahrzeug 12 geformt sein. Beispielsweise kann in der Ausführungsform, welche das Karosserie-Formteil umfasst, die erste längliche Komponente 18 eine konvexe oder konkave Form, Höcker, eine Streifenmusterung oder Kombinationen davon in Übereinstimmung mit dem Fahrzeugdesign umfassen. Gleichermaßen kann unter Bezugnahme auf 2 in der Ausführungsform, welche das Dachrinnen-Formteil umfasst, die erste längliche Komponente 18A konturiert und/oder abgeschrägt sein, um zwischen die Fahrzeugfügestellen (nicht gezeigt) und Seitenbleche (nicht gezeigt) zu passen.
Die ersten länglichen Komponenten 18 und 18A können durch eine Extrusion gebildet sein, wie unten stehend in größerem Detail dargelegt. Zum Beispiel können die ersten länglichen Komponenten 18 und 18A durch eine Co-Extrusion gebildet sein. Demzufolge können die ersten länglichen Komponenten 18, 18A jede beliebige Form aufweisen. Die ersten länglichen Komponenten 18, 18A können eine Rechteck- oder Kastenform; eine komplexe Form mit Flanschen, Armen und Kerben; eine allgemein zylindrische oder sechseckige Form; und Kombinationen davon aufweisen. Die ersten länglichen Komponenten 18, 18A erstrecken sich bevorzugt in Längsrichtung. Das heißt, Bezug nehmend auf die 1 und 4B und wie in Bezug auf das Fahrzeug-Formteil 10 angegeben, eine Länge L der ersten länglichen Komponente 18 ist bevorzugt größer als eine Breite W der ersten länglichen Komponente 18.
Das erste Material weist einen ersten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Der erste lineare Wärmeausdehnungskoeffizient beträgt, wie gemäß ASTM D696 gemessen, bevorzugt zumindest 50 × 10^–6, stärker bevorzugt zumindest 75 × 10^–6 1/°C,. Das erste Material kann ein beliebiges Material sein, das zur Extrusion und für Kraftfahrzeuganwendungen geeignet ist, bei denen es notwendig ist, dass es einer Umgebungstemperatur von –30 bis 95°C ausgesetzt ist. Das heißt, wie unten stehend in größerem Detail dargelegt, das erste Material ist bevorzugt extrudierbar.
Das erste Material kann z. B. ein Polymer sein. Im Speziellen kann das erste Material aus der Gruppe aus Polvinylchlorid, thermoplastischen Vulkanisaten, thermoplastischen Elastomeren, Polyethylen, Polypropylen, Nylon, Vinyl und Kombinationen davon gewählt sein. Alternativ kann das erste Material ein Glas, wie z. B. ein Kalknatronglas, ein Borosilikatglas, ein Aluminosilikatglas und Quarzglas sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das erste Material kann ein Metall Wie z. B. Stahl und Aluminium sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Ferner kann das erste Material eine Kombination aus einem oder mehreren Polymeren, Gläsern und Metallen sein. Das erste Material kann auch beschichtet sein. Zum Beispiel kann das erste Material mit einer pigmentierten Beschichtungszusammensetzung, einer Klarlackschicht, einer Elektrophoreseschicht, Chrom und Kombinationen davon beschichtet sein.
Die Fahrzeug-Formteile 10, 10A umfassen eine zweite längliche Komponente, allgemein bei 20 in 3A gezeigt, für das Fahrzeug-Formteil 10. Die zweite längliche Komponente 20 ist aus einem zweiten Material gebildet und ist, wie unten stehend in größerem Detail dargelegt, bevorzugt zum Einsetzen in die ersten länglichen Komponenten 18, 18A während einer Extrusion, z. B. einer Co-Extrusion, ausgebildet. Das heißt, die zweite längliche Komponente 20 ist bevorzugt in die ersten länglichen Komponenten 18, 18A eingesetzt, um die Fahrzeug-Formteile 10, 10A zu bilden, z. B. zu extrudieren.
Da die zweite längliche Komponente 20 bevorzugt einen Einsatz der Fahrzeug-Formteile 10, 10A bildet, kann die zweite längliche Komponente 20 in Übereinstimmung mit jeder beliebigen gewünschten Form der ersten länglichen Komponenten 18, 18A geformt sein. Zum Beispiel kann die zweite längliche Komponente 20 allgemein flach oder schachtelförmig sein.
Unter Bezugnahme auf 4B weist die zweite längliche Komponente 20 bevorzugt eine Oberfläche und eine einheitliche Dicke t_s auf. Im Speziellen weist die zweite längliche Komponente 20 bevorzugt eine Dicke t_s von 0,2 bis 1, stärker bevorzugt von 0,3 bis 0,8 mm auf. Unter Bezugnahme auf 4B kann die zweite längliche Komponente 20 eine Breite W_s von 0,1 bis 1 mm und eine Länge von 10 bis 100 cm aufweisen. Es wird einzusehen sein, dass, wie in 1 mit Bezug auf das Fahrzeug-Formteil 10 angegeben, die Länge der zweiten länglichen Komponente 20 bevorzugt in Übereinstimmung mit der Länge L der ersten länglichen Komponente 18 gewählt ist. Zum Beispiel kann die Länge der zweiten länglichen Komponente 20 ungefähr gleich der Länge L der ersten Komponente 18 sein.
Das zweite Material weist einen zweiten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Bevorzugt ist Der zweite lineare Wärmeausdehnungskoeffizient, wie gemäß ASTM D696 gemessen, ist bevorzugt kleiner als 30 × 10^–6, stärker bevorzugt kleiner als 20 × 10^–6 1/°C. Ferner beträgt eine Differenz zwischen dem ersten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten und dem zweiten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten zumindest 20 × 10^–6, stärker bevorzugt zumindest 30 × 10^–6 1/°C. Das zweite Material kann ein beliebiges Material sein, das zur Extrusion und für Kraftfahrzeuganwendungen geeignet ist, bei denen es notwendig ist, dass es einer Umgebungstemperatur von –30 bis 95°C ausgesetzt ist. Das heißt, dass die zweite längliche Komponente 20, die aus dem zweiten Material gebildet ist, wie unten stehend in größerem Detail dargelegt, bevorzugt extrudierbar ist. In einer Ausführungsform ist das zweite Material ein Metall. Zum Beispiel kann das zweite Material aus der Gruppe aus Stahl, Aluminium, Kupfer, Eisen und Kombinationen davon gewählt sein.
Unter Bezugnahme auf 3A definiert die zweite längliche Komponente 20 eine Vielzahl von Löchern 22. Die zweite längliche Komponente 20 kann z. B. zwei Löcher 22 definieren, wobei eines von jedem Loch 22 bevorzugt an jedem Ende der zweiten längliche Komponente 20 angeordnet ist. Alternativ, unter Bezugnahme auf 3A, kann die zweite längliche Komponente 20 mehr als zwei Löcher 22 definieren.
Unter Bezugnahme auf 4B kann sich die Vielzahl von Löchern 22 durch die Dicke t_s der zweiten länglichen Komponente 20 hindurch erstrecken, sodass eine Mittelachse C eines jeden der Vielzahl von Löchern 22 im Wesentlichen rechtwinklig sowohl zu der Länge als auch der Breite W_s der zweiten länglichen Komponente 20 angeordnet ist. Alternativ kann sich die Vielzahl von Löchern 22 durch die Breite W_s der zweiten länglichen Komponente 20 hindurch erstrecken, sodass die Mittelachse C eines jeden der Vielzahl von Löchern 22 im Wesentlichen rechtwinklig sowohl zu der Länge als auch der Dicke t_s der zweiten länglichen Komponente 20 angeordnet ist. Wie hierin verwendet, wird der Ausdruck „im Wesentlichen” verwendet, um den inhärenten Grad von Unsicherheit darzustellen, der irgendeinem/r quantitativen Vergleich, Wert, Messung oder anderen Darstellung zugeordnet werden kann. Als solcher bezieht er sich auf eine Anordnung von Elementen oder Merkmalen, welche sich, während in der Theorie erwartet werden würde, dass sie ein/e exakte/s Übereinstimmung oder Verhalten zeigen, in der Praxis etwas weniger als exakt verhalten können. Der Ausdruck stellt auch den Grad dar, um den eine quantitative Darstellung von einer angegebenen Referenz abweichen kann, ohne dass dies zu einer Änderung in der grundlegenden Funktion des betrachteten Gegenstandes führt. Es wird daher in Erwägung gezogen, dass die Vielzahl von Löchern 22 etwas weniger als oder mehr als rechtwinklig zu der Länge, der Breite W_s und/oder der Dicke t_s der zweiten längliche Komponente 20 angeordnet sein kann. Es sollte einzusehen sein, dass sich die Vielzahl von Löchern 22 bevorzugt vollständig durch die Dicke t_s und/oder die Breite W_s der zweiten länglichen Komponente 20 hindurch erstreckt.
Unter Bezugnahme auf 3A kann die Vielzahl von Löchern 22 in einer ersten Reihe 24 und einer zweiten Reihe 26 angeordnet sein, welche im Wesentlichen parallel zu der ersten Reihe 24 und benachbart zu derselben ist. Das heißt, die Vielzahl von Löchern 22 kann in zumindest zwei benachbarten Reihen angeordnet sein. Es sollte einzusehen sein, dass sich die erste Reihe 24 und die zweite Reihe 26 entweder der Länge oder der Breite nach die zweite längliche Komponente 20 entlang erstrecken können. Ein Rand eines einzelnen Loches 22 in der ersten Reihe 24 stößt bevorzugt nicht an einen Rand eines einzelnen Loches 22 in der zweiten Reihe 26. Die zweite längliche Komponente 20 kann die Vielzahl von Löchern 22 umfassen, die in einer Vielzahl von parallelen Reihen angeordnet sind. Zum Beispiel kann die zweite längliche Komponente 20 die Vielzahl von Löchern 22 umfassen, die in drei oder mehreren parallelen Reihen angeordnet sind, welche sich der Länge nach die zweite längliche Komponente 20 entlang erstrecken. Ebenso kann die zweite längliche Komponente 20 die Vielzahl von Löchern 22 umfassen, die in drei oder mehreren parallelen Reihen angeordnet sind, welche sich der Breite nach die zweite längliche Komponente 20 entlang erstrecken. Unter Bezugnahme auf die 3A und 4B kann die Vielzahl von Löchern 22 in Bezug auf die Vielzahl von Löchern 22 in der zweiten Reihe 26 nicht versetzt sein. Anders ausgedrückt kann jede Mittelachse C der Vielzahl von Löchern 22 in der ersten Reihe 24 mit jeder Mittelachse C einer entsprechenden benachbarten Vielzahl von Löchern 22 in der zweiten Reihe 26 ausgerichtet sein.
Die Vielzahl von Löchern 22 ist typischerweise derart ausgebildet, dass sie während der Extrusion als Anker für das erste Material wirkt und als solcher eine beliebige Form aufweisen kann. Die Vielzahl von Löchern 22 kann z. B. oval, kasten-, rillen-, schlitzförmig oder rechteckig sein. Ferner kann ein einzelnes Loch 22 eine gleiche oder eine andere Form aufweisen als ein oder mehrere weitere/s einzelne/s Loch/Löcher 22. Die Vielzahl von Löchern 22 ist bevorzugt kreisförmig und jedes Loch 22 weist bevorzugt einen Durchmesser von 0,05 bis 0,75 mm auf. Die Vielzahl von Löchern 22 beansprucht erfindungsgemäß weniger als ein Viertel der Oberfläche der zweiten längliche Komponente 20, um eine strukturelle Integrität und Zugstärke der zweiten länglichen Komponente 20 aufrechtzuerhalten. Die Vielzahl von Löchern 22 erstreckt sich bevorzugt nicht durch einen Rand der zweiten länglichen Komponente 20 hindurch. Allerdings kann sich die Vielzahl von Löchern 22 durch den Rand der zweiten länglichen Komponente 20 hindurch erstrecken, wie etwa, wenn das Fahrzeug-Formteil 10 geschnitten wird.
Die zweite längliche Komponente 20 ist bevorzugt im Wesentlichen frei von einer Beschichtung. Das heißt, die zweite längliche Komponente 20 ist bevorzugt nicht mit Zink oder irgendeiner anderen Oberflächenbehandlung beschichtet. Ferner ist die zweite längliche Komponente 20 im Wesentlichen bevorzugt auch frei von einem Kleber. Das heißt, die zweite längliche Komponente 20 ist bevorzugt nicht mit einem Kleber beschichtet und benötigt keinerlei Kleber oder Aktivierung, um mit der ersten länglichen Komponente 18 zu verriegeln, wie unten stehend in größerem Detail dargelegt. Da die zweite längliche Komponente 20 keine zusätzlichen Beschichtungen oder Kleber erfordert, ist das Fahrzeug-Formteil 10 kostengünstig herzustellen.
Das erste Material und die zweite längliche Komponente 20 sind bevorzugt extrudierbar. Das heißt, die zweite längliche Komponente 20 ist bevorzugt zum Einsetzen in die erste längliche Komponente 18 während der Extrusion ausgebildet. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck Extrusion auf ein Verfahren, bei dem ein Material oder eine Vielzahl von Materialien, z. B. das erste Material und die zweite längliche Komponente 20, zusammen durch einen Extruder geführt werden, um ein kombiniertes Produkt, z. B. das Fahrzeug-Formteil 10, zu erzeugen. Es kann jede/s Extrusion oder Verfahren geeignet sein, die/das zum Erzeugen eines kombinierten Produkts geeignet ist. Zum Beispiel können das erste Material und die zweite längliche Komponente 20 co-extrudiert werden. Geeignete Extruder können ein oder mehrere Extrusionswerkzeuge umfassen, das/die ausgebildet sein kann/können, um eine gewünschte Form des Fahrzeug-Formteils 10 zu erzeugen. Ohne eine Einschränkung zu beabsichtigen werden in einem beispielhaften Extrusionsverfahren das erste Material und eine kontinuierliche Länge der zweiten länglichen Komponente 20 in den Extruder hinein zugeführt. Das heißt, das erste Material und die zweite längliche Komponente 20 werden in dem Extruder extrudiert. Das erste Material füllt die Vielzahl von Löchern 22 im Wesentlichen, sodass die zweite längliche Komponente 20 in der ersten länglichen Komponente 18 eingebettet und damit verriegelt ist. Die zweite längliche Komponente 20 kann über der gesamten ersten länglichen Komponente 18 in einer gleichen Ebene liegen, z. B. kann die zweite längliche Komponente 20 durch eine zentrale Ebene der ersten länglichen Komponenten 18 verlaufen.
Nach dem Austritt aus dem Extrusionswerkzeug können die resultierenden Fahrzeug-Formteile 10, 10A, welche die zweite längliche Komponente 20, die in den ersten länglichen Komponenten 18, 18A eingebettet und damit verriegelt ist, abgekühlt und/oder auf eine gewünschte Länge zur Lagerung oder Befestigung an dem Fahrzeug 12 geschnitten werden. Die Fahrzeug-Formteile 10, 10A können in Übereinstimmung mit dem endgültigen Verwendungszweck gerade geschnitten, abgeschrägt oder abgewinkelt geschnitten werden.
Unter Bezugnahme auf die 4A und 4B und mit Bezugnahme auf das Fahrzeug-Formteil 10 angegeben, füllt das erste Material der ersten länglichen Komponente 18 nach der Extrusion bevorzugt die Vielzahl von Löchern 22, die durch die zweite längliche Komponente 20 definiert sind, sodass die Vielzahl von Löchern 22 die zweite längliche Komponente 20 verankert und mit der ersten länglichen Komponente 18 verriegelt. Die zweite längliche Komponente 20 ist in der ersten länglichen Komponente 18 eingebettet und damit verriegelt, um eine Änderung der Länge des Fahrzeug-Formteils 10 zu minimieren, wenn es einer Umgebungstemperatur von –30 bis 95°C ausgesetzt ist. Anders ausgedrückt verstärkt die zweite längliche Komponente 20 bevorzugt die erste längliche Komponente 18 und verleiht dem Fahrzeug-Formteil 10 Formstabilität und Steifigkeit.
Die zweite längliche Komponente 20 minimiert daher bevorzugt, wenn sie Umgebungstemperaturen von –30 bis 95°C ausgesetzt ist, jede Tendenz der ersten länglichen Komponente 18 sich auszudehnen und/oder zusammenzuziehen und verleiht dem Fahrzeug-Formteil 10 eine ausgezeichnete Längenbeherrschbarkeit. Da eine Differenz zwischen dem ersten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten und dem zweiten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten bevorzugt zumindest 20 × 10^–6, stärker bevorzugt zumindest 30 × 10^–6 1/°C beträgt, dehnt und/oder zieht sich die zweite längliche Komponente 20 in einem geringeren Ausmaß aus und/oder zusammen als die erste längliche Komponente 18. Somit minimiert die zweite längliche Komponente 20, wenn die erste längliche Komponente 18 versucht, sich auszudehnen und/oder zusammenzuziehen, jede Änderung der Länge L des Fahrzeug-Formteils 10 und stabilisiert das Fahrzeug-Formteil 10. Ohne Beabsichtigung einer Einschränkung durch eine Theorie kann die Differenz zwischen den linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten des ersten Materials und des zweiten Materials zulassen, dass ein Material als Kühlkörper wirkt und Wärme absorbiert. Daher ändert sich die Länge L des Fahrzeug-Formteils 10 bevorzugt um nicht mehr als 1% einer ursprünglichen Länge, wenn sie einer Umgebungstemperatur von –30 bis 95°C ausgesetzt ist.
Unter Bezugnahme auf 3B definiert in einer weiteren Ausführungsform eine zweite längliche Komponente 20B eine Vielzahl von Löchern 22B, die in einer ersten Reihe 24B und einer zweiten Reihe 26B angeordnet sind und in Bezug auf die Vielzahl von Löchern 22B in der zweiten Reihe 26B versetzt sind. Das heißt, kein Loch 22B in der ersten Reihe 24B ist der Breite oder der Länge nach mit einem Loch 22B in der zweiten Reihe 26B ausgerichtet. Anders ausgedrückt kann jedes der Vielzahl von Löchern 22B in der ersten Reihe 24B kein entsprechendes benachbartes Loch 22B in der zweiten Reihe 26B aufweisen.
Unter Bezugnahme auf 3C definiert in einer noch weiteren Ausführungsform eine zweite längliche Komponente 20C eine Vielzahl von Löchern 22C, welche zufällig über die zweite längliche Komponente 20C angeordnet sind. Es sollte einzusehen sein, dass in dieser Ausführungsform die Vielzahl von Löchern 22C nicht so wie in der ersten Reihe 24 und der zweiten Reihe 26 von 3A angeordnet sein kann, sondern, über die zweite längliche Komponente 20C verstreut sein kann, wie allgemein in 3C angegeben.
Die Fahrzeug-Formteile 10, 10A zeigen, wenn sie einer Umgebungstemperatur von –30 bis 95°C ausgesetzt sind, eine ausgezeichnete Formstabilität und Steifigkeit und maximieren daher die Ästhetik und die Brauchbarkeit des Fahrzeuges 12. Im Speziellen minimieren die Fahrzeug-Formteile 10, 10A das Ausdehnen und Zusammenziehen, wenn sie einer Umgebungstemperatur während eines Fahrzeugbetriebes ausgesetzt sind, und minimieren daher z. B. eine Funktionsunfähigkeit einer Fahrzeugtür sowie ungleichmäßige Fahrzeugverbindungsstellen auf Grund von vorstehenden Formteilen. Die Vielzahl von Löchern 22, 22B, 22C, die mit dem ersten Material im Wesentlichen gefüllt sind, verleihen den Fahrzeug-Formteilen 10, 10A vorteilhafterweise eine ausgezeichnete Formstabilität im Vergleich zu einer zweiten länglichen Komponente, welche nur Ausbuchtungen oder Vertiefungen umfasst. Das heißt, die ersten länglichen Komponente 18, 18A gleiten und/oder rutschen nicht über die zweite längliche Komponente 20, 20B, 20C, wenn sie der Umgebungstemperatur von –30 bis 95°C ausgesetzt sind, da die Vielzahl von Löchern 22, 22B, 22C die zweiten länglichen Komponenten 20, 20B, 20C mit den ersten länglichen Komponenten 18, 18A verriegeln. Außerdem, da das erste Material und die zweiten länglichen Komponenten 20, 20B, 20C extrudierbar sind und da die zweite längliche Komponente 20, 20B, 20C keine zusätzlichen Beschichtungen oder Kleber erfordert, sind die Fahrzeug-Formteile 10, 10A kostengünstig herzustellen.

Claims

Fahrzeug-Formteil (10, 10A), welches umfasst: eine erste längliche Komponente (18, 18A), die aus einem ersten Material gebildet ist, welches einen ersten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist; und eine zweite längliche Komponente (20, 20A, 20B, 20C), die aus einem zweiten Material gebildet ist, welches einen zweiten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist; wobei eine Differenz zwischen dem ersten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten und dem zweiten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten zumindest 20 × 10^–6 1/°C beträgt; dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material eine Vielzahl von Löchern (22, 22B, 22C) definiert, wobei die Vielzahl von Löchern (22, 22B, 22C) weniger als ein Viertel der Oberfläche der zweiten länglichen Komponente (20, 20A, 20B, 20C) einnimmt und wobei das erste Material die Vielzahl von Löchern (22, 22B, 22C) füllt, sodass die zweite längliche Komponente (20, 20A, 20B, 20C) in der ersten länglichen Komponente (18, 18A) eingebettet und damit verriegelt ist.
Fahrzeug-Formteil nach Anspruch 1, wobei das erste Material und die zweite längliche Komponente (20, 20A, 20B, 20C) extrudierbar sind.
Fahrzeug-Formteil nach Anspruch 1, wobei sich die Vielzahl von Löchern (22, 22B, 22C) durch eine Dicke T_s der zweiten länglichen Komponente (20, 20A, 20B, 20C) hindurch erstreckt, sodass eine Mittelachse (C) eines jeden der Vielzahl von Löchern (22, 22B, 22C) im Wesentlichen rechtwinklig zu sowohl einer Länge als auch einer Breite (W_s) der zweiten länglichen Komponente (20, 20A, 20B, 20C) angeordnet ist, wobei die Vielzahl von Löchern (22, 22B, 22C) insbesondere in einer ersten Reihe (24) und einer zweiten Reihe (26) angeordnet ist, welche im Wesentlichen parallel und benachbart zu der ersten Reihe (24) ist.
Fahrzeug-Formteil nach Anspruch 1, wobei die zweite längliche Komponente (20, 20A, 20B, 20C) im Wesentlichen frei von einer Beschichtung ist; und/oder wobei die zweite längliche Komponente (20, 20A, 20B, 20C) im Wesentlichen frei von einem Kleber ist.
Fahrzeug-Formteil nach Anspruch 1, wobei der erste lineare Wärmeausdehnungskoeffizient, wie gemäß ASTM D696 gemessen, zumindest 50 × 10^–6 1/°C beträgt, und/oder wobei der zweite lineare Wärmeausdehnungskoeffizient, wie gemäß ASTM D696 gemessen, kleiner als 30 × 10^–6 1/°C ist.
Fahrzeug-Formteil nach Anspruch 1, wobei die zweite längliche Komponente (20, 20A, 20B, 20C) zum Einsetzen in die erste längliche Komponente (18, 18A) während einer Extrusion ausgebildet ist.
Fahrzeug-Formteil nach Anspruch 1, wobei die zweite längliche Komponente (20, 20A, 20B, 20C) eine Dicke von 0,2 bis 1 mm aufweist, und/oder wobei das erste Material ein Polymer ist, und/oder wobei das zweite Material ein Metall ist, und/oder wobei das Fahrzeug-Farmteil ein Karosserie-Formteil ist, und/oder wobei das Fahrzeug-Formteil ein Dachrinnen-Formteil ist.
Fahrzeug-Formteil nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Löchern in einer ersten Reihe (24B) und einer zweiten Reihe (26B) angeordnet sind, welche in Bezug auf die Vielzahl von Löchern (22B) in der ersten Reihe (26) versetzt ist.
Fahrzeug-Formteil nach Anspruch 1 oder 8, wobei sich eine Länge des Fahrzeug-Formteils um nicht mehr als 1% von einer ursprünglichen Länge ändert, wenn sie einer Umgebungstemperatur von –30 bis 95°C ausgesetzt ist.
Fahrzeug-Formteil nach Anspruch 1, wobei die Löcher (22C) zufällig über die zweite längliche Komponente (20C) angeordnet sind.