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Die Erfindung betrifft ein Hybridbauteil für den Fahrzeugbereich unter Verwendung von Wabenmaterial in Form von Wabenpappe
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In zahlreichen Druckschriften wird bereits die Verwendung von Wabenstrukturen aus Pappe/Papier für Sandwichbauteile, die im Fahrzeugbereich oder anderen Bereichen eingesetzt werden, offenbart.
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Wabenpappe weist eine hohe Druckstabilität sowie eine hohe Biegefestigkeit auf, wobei deren Gewicht sehr gering ist. Sie besteht aus Papier in verschiedenen Stärken, welches nach dem Bienenwabenprinzip ein Gitter aus senkrecht zu deren Oberfläche verlaufenden und verleimten Streifen bildet. Sie wird in verschiedenen Größen und Stärken sowie mit unterschiedlichen Zellweiten und Zellarten angeboten. Wabenpappe ist sehr leicht zu verarbeiten und recycelbar.
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Aus
DE 36 43 688 C2 ist eine biegesteife Plattenanordnung mit Wabenstruktur bekannt, die ein eine Wabenstruktur aufweisendes Mittelteil und zwei an der Ober- und Unterseite dieses Mittelteils angebrachte Verkleidungsplatten aufweist und die in einem aus wenigstens zwei parallelen Rahmenteilen bestehenden Versteifungsrahmen angeordnet ist, der zwischen sich einen Haltekanal bildende Vorsprünge aufweist, durch die der Versteifungsrahmen mit der Platte im Eingriff steht. Die Wabenstruktur und die Verkleidungsplatten können aus metallischen Werkstoffen, Papier oder Patte oder auch aus Kunststoffen gefertigt sein. Der Versteifungsrahmen besteht aus Kantrohren, deren Höhe größer als die des die Platte aufnehmenden Haltekanals ist. Durch die Verwendung des Versteifungsrahmens weist die Plattenanordnung eine Umrandung mit einer großen Höhe auf, die deren Einsatz für viele Anwendungsfälle ungeeignet macht. Weiterhin ist die Ausbildung eines Haltekanals im Versteifungsrahmen relativ aufwendig.
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In der Druckschrift
DE 33 45 576 A1 wird ein Sandwich-Bauteil, insbesondere für Hauben, Klappen oder dergleichen, für eine Kraftfahrzeugkarosserie beschrieben mit einer zwischen Deckschichten angeordneten Kernschicht einer Wabenanordnung aus Papier, Karton, Kunststoff oder Aluminium, wobei die Kernschicht örtlich unterschiedliche Dicken aufweisen kann. Die Deckschichten sind aus PVC-Folie ausgebildet und es ist möglich, in das Bauteil ein Verstärkungsteil einzubinden, welches beispielsweise zur Aufnahme eines Scharniers dient und auch eine Deckschicht durchragen kann. Das Verstärkungsteil ist mit den Deckschichten und der Kernschicht mittels Schaumkunststoff verbunden. Dazu werden eine Deckschicht von entsprechendem Zuschnitt und die Verstärkungsteile an den vorgesehenen Stellen genau positioniert in eine Form eingelegt und danach wird die vorbereitete Kernschicht
3 aufgelegt, die im Bereich der Verstärkungsteile ausgeschnitten ist. Im Bereich der Verstärkungsteile wird ein Streifen aus reagierbarem Polyurethan-Schaum und abschließend die Deckschicht aufgelegt. Nun wird diese Sandwich-Anordnung durch Aufsetzen eines entsprechenden Formdeckels unter Druck gesetzt und durch Zufuhr von Wärme bleibend verbunden, wobei die Schicht aus reagierbaren Polyurethan-Schaum eine feste Verbindung zwischen den Deckschichten, der Kernschicht sowie den Verstärkungsteilen
8 herstellt. Nach einer Aushärtezeit wird das Sandwich-Bauteil aus der Form entnommen. Dieser Aufbau ist insgesamt relativ aufwendig herstellbar.
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Ein schallabsorbierendes flächiges Bauelement, welches eine Kombination eines luftdurchlässigen kunstharzgebundenen Faservlieses mit einer gegen die Oberfläche offenen Zellenstruktur ist, wird in der Druckschrift
DE 30 35 449 C2 beschrieben. Die genannten Schichten sind als Umrandung reliefartig verformt, wobei die Offenzelligkeit und Steifigkeit des Elements auch an den dementsprechend verdichteten Stellen noch gewahrt bleiben soll. Die dafür verwendete Trägerschicht besteht aus einem Kartongebilde, welches beim Auseinanderziehen Waben bildet. Ein derartiges Kartongewebe weist jedoch eine nur geringe Eigensteifigkeit auf und die luftdurchlässige Abdeckschicht besteht aus Flies oder Filz. Dieses Bauelement ist für die schallisolierende Auskleidung geeignet, kann jedoch aufgrund der nur geringen Steifigkeit nicht als separates Bauteil Anwendung finden.
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Ein Verfahren zur Herstellung einer doppelwandigen Einheit einer Fahrzeugkarosserie ist aus
DE 38 37 231 C2 bekannt. Dabei werden eine erste und eine zweite Platte über einen Wabenkern aus Papier miteinander verbunden und eine Seite der zweiten Platte mit Rahmenstreben der Fahrzeugkarosserie verbunden. Die Platten werden dabei nacheinander mit dem Wabenkern verklebt. Eine Teil-Wabenschicht ist aus einem plattenförmigen Wabenkern sowie der ersten Platte hergestellt, die mit der Oberseite des Wabenkerns fest verbunden ist. Der Wabenkern ist so bemessen, dass er von einer zugehörigen Ausnehmung der zweiten Platte aufgenommen wird und an seiner Unterseite mit einer schwingungshemmenden Schicht an der Bodenwand der Ausnehmung befestigt ist. Die erste Platte
30 ist so bemessen, dass sie die Ausnehmung voll abdeckt und denjenigen Teil der zweiten Platte überlappt, der die Ausnehmung an ihrem Umfangsteil umgibt. Die erste Platte ist aus einem, im Vergleich zum Wandbestandteil der zweiten Platte, dünneren Stahlblech, aus Aluminium, Kunststoff, Papier oder einem ähnlichen Material hergestellt. Der Wabenkern und die erste Platte sind zur Bildung einer Einheit mittels eines Klebers starr miteinander verbunden.
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Ein Kofferaufbau für Nutzfahrzeuge unter Verwendung einer Wabenplatte wird in
DE 39 16 965 A1 beschrieben. Dafür werden eine Tragkonstruktion zur Erzielung der notwendigen mechanischen Festigkeit und eine innerhalb der Tragkonstruktion vorgesehene Isolierung verwendet. Die Tragkonstruktion besteht aus einer beidseitig mit mindestens einer Deckschicht versehenen Wabenplatte. Die Isolierung ist eine mit der Wabenplatte flächig verbundene, vorzugsweise verklebte, gegebenenfalls mehrschichtige Platte (
30), deren Waben aus einem schlecht wärmeleitenden Material bestehen. Die Platte ist insbesondere doppelschichtig ausgebildet, wobei in der Innenschicht eine Deckschicht aus glasfaserverstärktem Kunststoff vorgesehen ist, wodurch die mechanische Festigkeit und der Widerstand gegen Beschädigungen der Isolierung verbessert werden soll. Zur Erzeugung der Eckbereiche, in welche eine starke Krümmung vorhanden ist, werden die Wabenschichten einzeln verformt und anschließend flächig verbunden.
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Die vorgenannten Lösungen weisen alle Platten mit einem im Wesentlichen ebenen Verlauf auf, der für viele Anwendungsfälle nicht geeignet ist. Weiterhin ist die Stabilität für einige Anwendungen ungenügend, die Befestigung von anderen Bauteilen nicht ohne weiteres möglich.
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Die
DE 89 15 724.9 betrifft eine Leichtbauplatte, insbesondere für den Fahrzeugbau, bestehend aus einem Plattenkern mit Wabenstruktur aus Kunststoff oder Papier, wobei zur Verankerung von Beschlägen oder Verbindungseinrichtungen der Plattenkern im Anschlussbereich der Elemente einen durch die Wabenstruktur vorgegebenen unregelmäßigen Verlauf mit ganz oder teilweise geöffneten Waben hat und die Elemente als unmittelbar an den Plattenkern angegossene Kunststoffteile ausgebildet sind, deren Kunststoff die ganz oder teilweise geöffneten Waben ausfüllt. Das Einbinden von Elementen ohne einen aufwendigen Gießprozess ist mit dieser Lösung nicht möglich. Die Platte weist ebenfalls eine ebene Form mit gleichmäßiger Dicke auf.
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Die Druckschrift
DE 10 2004 031 240 A1 offenbart ein wölbstrukturiertes Bauteil und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Dieses Bauteil besteht aus wölbstrukturiertem, beschichteten Material und wird insbesondere für den Karosseriebau von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Dabei besteht das Bauteil aus einem mehrfach beschichteten Material, wobei die Oberfläche des beschichteten Materials eine Wölbstruktur besitzt. Das Material ist ein mehrfach beschichtetes Metallblech, welches eine Innenschicht aus Metallschaum aufweisen kann.
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Die Druckschrift
EP 079 312 A1 offenbart eine Stahlmöbeltür mit zwei Blechschalen mit satt eingeklebter Dämmeinlage, die (zusätzlich) eine Wabenpappe in einer wasserdichten Folienhülle aufweist. Die beiden Türschalen sind lösbar unter Iagerichtiger Fixierung der Dämmeinlage verrastbar. Es wird somit kein stoffschlüssiger (unlösbarer) Verbund zwischen der Wabenpappe und den beiden Deckschichten hergestellt.
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Aus der Druckschrift
US 4 384 020 A =
DE 30 25 617 A1 sind Schalldämmplatten in Sandwichbauweise bekannt. Diese weisen einen Wabenkern aus Blechzellen auf. Auf diesen Wabenkern aus Blech wird auf einer Seite Lochblech und auf die andere Seite Vollblech geklebt. Auf die äußere Seite des Lochblechs ist eine Lage poröser Faserwerkstoff geklebt. Durch diesen Aufbau ergibt sich ein hohes Gewicht, da der Wabenkern und die Deckschichten aus Metall bestehen.
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In der Druckschrift
DE 20 2006 002 648 U1 wird ein Beschlag für Holplatten offenbart, mit dem das Herstellen einer Verbindung von Möbelelementen, welche zwischen zwei Decklagen Wabenmaterial enthalten, erfolgt. Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, beim Zusammensetzen von Wabenplatten in horizontaler Richtung ein einwandfreies Zusammenführen zu erhalten. Zum Material der beiden Decklagen der Hohlplatte/Wabenplatten wird keine Aussage gemacht. Aus dieser Druckschrift ist es bekannt, in die Holplatte, welche Wabenpappe enthält, ein Funktionselement hier einen Beschlag einzusetzen.
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Alle bekannten Platten in Sandwichbauweise haben den Nachteil, dass diese eben ausgebildet sind. In der Automobilindustrie werden derzeit Wabenpappen beispielsweise im Bereich der Hutablagen und der Ladeböden eingesetzt. Zeitschrift Automobilkonstruktion, 2/2008, S. 56. Die Wabenpappe wird dabei jedoch unbeschichtet verwendet. Aus dem Prospekt „FolderEuropalSystems“ geht hervor, dass Wabenpappe in Verbindung mit nichtmetallischem Dekor-Deckschichten in der Automobilindustrie für Hutablagen und in anderen Bereichen für Trennwände, Möbel, Verkaufsdisplays, leichte Schiebetüren und in der Baubranche Verwendung finden.
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Für viele Anwendungsfälle wird eine weitere Erhöhung der erzielbaren Festigkeitswerte sowie der Biegesteifigkeit bei Beibehaltung eines geringen Gewichtes der Wabenpappe gefordert, was mit den bisher verwendeten Deckschichten jedoch nicht realisiert werden konnte.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hybridbauteil unter Verwendung von Wabenmaterial in Form von Wabenpappe, zu entwickeln, welches in unterschiedlichsten Formen herstellbar ist und dabei einen einfachen konstruktiven Aufbau bei geringem Gewicht und verbesserten Bauteileigenschaften aufweist.
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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Das Hybridbauteil wird im Fahrzeugbereich unter Verwendung von Wabenmaterial in Form von Wabenpappe, eingesetzt, wobei die Wabenpappe einen Kernbereich des Hybridbauteils bildet und
- a) eine erste Seite der Wabenpappe mit einer ersten Deckschicht versehen ist, die aus einem metallischen Werkstoff und wobei die zweite Seite der Wabenpappe mit einer zweiten Deckschicht versehen ist, die aus einem metallischen oder nichtmetallischen Werkstoff besteht und wobei die Wabenpappe mit der ersten und zweiten Deckschicht stoffschlüssig verbunden ist und
- b) in das Wabenmaterial Funktionselemente eingelegt oder eingeformt sind, wobei die Funktionselemente von einer oder beiden Deckschichten zumindest teilweise abgedeckt sind und/oder die Funktionselemente ein oder beide Deckschichten durchdringen und/oder das Hybridbauteil seitlich überragen und
- c) das Hybridbauteil eine dreidimensionale Form aufweist und dabei
c.1.) das Wabenmaterial eine sich verändernde Dicke aufweist, welche einer dreidimensionalen Form einer oder beider Deckschichten angepasst ist
oder
c.2.) die sich verändernde Dicke des Wabenmaterials die dreidimensionale Form einer oder beider Deckschichten bestimmt, wobei die sich verändernde Dicke des Wabenmaterials erzielt wird, durch:
– einen unterschiedlichen Dickenverlauf nur einer Schicht des Wabenmaterials und/oder
– das nebeneinander Anordnen von Wabenmaterial mit unterschiedlichen Schichtdicken und/oder
– das zumindest bereichsweise übereinander Anordnen mehrerer Schichten aus Wabenmaterial gleicher oder unterschiedlicher Dicken
oder
c.3.) eine oder beide Deckschichten dreidimensional umgeformt und das Wabenmaterial dazwischen positioniert ist, und die Dicke des Wabenmaterials so ausgeführt ist, dass der dadurch gebildete Kern im Wesentlichen der sich verändernden Kontur der Deckschicht/Deckschichten angepasst ist.
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Die Deckschichten sind separat oder mit dem Wabenmaterial in Form der Wabenpappe insbesondere dreidimensional formbar.
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Durch die Verwendung einer metallischen Deckschicht auf zumindest einer Seite des Wabenmaterials kann die Steifigkeit des Hybridbauteils im Vergleich zu herkömmlichen Sandwichstrukturen wesentlich erhöht werden. Dieser Effekt kann weiter verstärkt werden, wenn auch die zweite Seite des Wabenmaterials mit einer zweiten Deckschicht versehen ist, die aus einem metallischen oder nichtmetallischen Werkstoff bestehen kann.
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Dabei ist es möglich, die erste Deckschicht und/oder die zweite Deckschicht aus einem wölbstrukturierten Blech herzustellen.
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Eine vorteilhafte Variante der Erfindung besteht dabei darin, dass die erste Deckschicht aus einem herkömmlichen Blech und die zweite Deckschicht ebenfalls aus einem herkömmlichen Blech oder einem wölbstrukturierten Blech bestehen. Durch die Verwendung eines wölbstrukturierten Bleches können die Bauteileigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Steifigkeit, Schalldämmung usw. weiter verbessert werden.
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Besteht die zweite Deckschicht aus einem nichtmetallischen Werkstoff kann dieser ebenfalls aus wölbstrukturiertem Plattenmaterial ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, herkömmliches, bevorzugt plattenartiges Material, das insbesondere dreidimensional formbar ist, für die zweite Deckschicht zu verwenden.
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Es ist damit möglich, plattenförmiges Material in der Art eines Halbzeuges herzustellen, welches einen Kern aus Wabenmaterial besitzt und auf zumindest einer Seite mit einer metallischen Deckschicht und bedarfsweise auf der anderen Seite ebenfalls mit einer metallischen oder auch einer nichtmetallischen Deckschicht versehen ist. Dieses Halbzeug kann in vielfältiger Weise und für die unterschiedlichsten Einsatzgebiete weiter verarbeitet werden und ist beispielsweise auch dreidimensional formbar.
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Die Verbindung zwischen dem Wabenmaterial und der ersten und bedarfsweise auch der zweiten Deckschicht erfolgt bevorzugt durch Kleben, insbesondere wenn dieser Verbund als Halbzeug der Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt werden soll.
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Dadurch, dass in das Wabenmaterial Funktionselemente eingelegt oder eingeformt werden ist es möglich, das Hybridbauteil für bestimmte Einsatzzwecke zu konfektionieren.
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Die Gestaltung eines Hybridbauteiles mit einer dreidimensionalen Form kann durch verschiedene Möglichkeiten realisiert werden. Eine Variante besteht darin, dass das Wabenmaterial eine sich verändernde Dicke aufweist, welche der dreidimensionalen Form einer oder beider Deckschichten angepasst ist. Es ist somit möglich, eine oder beide Deckschichten dreidimensional umzuformen und das Wabenmaterial dazwischen zu positionieren, wobei die Dicke des Wabenmaterials so ausgeführt ist, dass der dadurch gebildete Kern im Wesentlichen der sich verändernden Kontur der Deckschicht/Deckschichten angepasst ist. Dadurch wird gewährleistet, dass der Raum zwischen den beiden Deckschichten weitestgehend mit dem Wabenmaterial ausgefüllt wird. Alternativ ist es auch möglich, dass die sich verändernde Dicke des Wabenmaterials die dreidimensionale Form einer oder beider Deckschichten bestimmt.
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Beispielsweise kann ein dreidimensional strukturierter Kernbereich aus Wabenmaterial, der ggf. mit Funktionselementen (Versteifungselemente, Einlegeteile usw.) ausgestattet wurde, die Form zum dreidimensionalen Umformen einer oder beider Deckschichten bilden.
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Zur Integration von Funktionselementen kann das Wabenmaterial Ausnehmungen und/oder Unterbrechungen aufweisen, in welchen die Funktionselemente angeordnet sind, wobei die Funktionselemente das Wabenmaterial ein- und/oder beidseitig überragen können.
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Die Funktionselemente können dabei von einer oder beiden Deckschichten zumindest teilweise abgedeckt sein. Alternativ ist es möglich, dass die Funktionselemente ein oder beide Deckschichten durchdringen (wofür in den Deckschichten entsprechende Ausnehmungen vorgesehen sind) und/oder das Hybridbauteil seitlich überragen. Es sind vielfältige Funktionselemente in das Hybridbauteil integrierbar, von denen nachfolgend einige aufgezählt werden:
Versteifungselemente, Befestigungselemente, Führungselemente, Betätigungs- und/oder Griffelemente, Scharniere, Sensoren und/oder andere elektronische Bauelemente, Klappen, durchsichtige Elemente/Fenster/Sichtfenster aus Glas oder Kunststoff (auch klappbar), Rahmen oder Rahmenelemente, Gehäuse oder Gehäuseelemente, Leitungen, Führungen für Leitungen, Ablageelemente und/oder Fächer, sonstige Ausnehmungen, wobei selbstverständlich entsprechend der herzustellenden Hybridbauteile in diese verschiedene Funktionselemente integriert werden können.
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Weiterhin ist es möglich, dass insbesondere bei einer dreidimensionalen Strukturierung einer oder beider Deckschichten, diese bereichsweise aneinander anliegen können. In einer möglichen Variante können auch eine oder beide Deckschichten das Wabenmaterial umfangsseitig, zumindest bereichsweise, überragen.
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Auch können die Deckschichten miteinander und/oder eine oder beide Deckschichten mit einem angrenzenden Bauteil verbunden werden. Dazu kann zumindest eine der beiden Deckschichten aus einem schweißbaren Material bestehen. Die Verbindung kann jedoch auch durch andere Fügeverfahren hergestellt werden.
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Es ist möglich, in eine oder beide Deckschichten einen oder mehrere Durchbrüche einzubringen, wodurch ein thermischer Ausgleich, eine Durchlüftung oder die Vermeidung der Bildung von Schwitzwasser möglich ist.
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Eine oder beide der Deckschichten des Hybridbauteils können eine Dekorschicht bilden oder mit einer Dekorschicht beschichtet bzw. versehen sein. Als Dekorschicht wird dabei auch eine Farbgebung/Farbbeschichtung verstanden.
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Während der minimale Aufbau des Hybridbauteils aus der Verwendung eines Wabenmaterials mit einer Deckschicht aus Metall auf zumindest einer Seite des Wabenmaterials besteht, ist es auch möglich, zusätzlich zwischen dem Wabenmaterial und einer oder beiden Deckschichten ein oder mehrere nichtmetallische Zwischenlagen, beispielsweise aus Papier, Kunststoff, Kunststofffolie (auch aus Faserverbundmaterial), Flies, Versiegelung usw. (einzeln oder in Kombinationen) anzuordnen. Dabei besteht die Möglichkeit, das Wabenmaterial des Hybridbauteils ein- oder beidseitig mit zumindest einer Zwischenlage vorkonfektioniert herzustellen.
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Das Hybridbauteil kann je nach Einsatzgebiet zumindest teilsweise mit einer insbesondere elastischen Ummantelung und/oder einer Aufpolsterung versehen sein.
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Das erfindungsgemäße Hybridbauteil ist in den verschiedensten Anwendungsgebieten, wie zum Beispiel der Innenausstattung von Fahrzeugen, für Möbelelemente, Regalsysteme, Trennwände, Türen, insbesondere Brandschutztüren, Maschinenumhausungen, Fußbodenplatten, Platten für den Innenausbau usw. einsetzbar.
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Neben der Verwendung in PKWs, LKWs, Schienenfahrzeugen, Luftfahrzeugen (z.B. für Sitze oder Sitzelemente, Trennwände usw.) ist diese Lösung auch für Boote und Passagierschiffe (z.B. für Kabinenausstattung, Türen, Trennwände usw.) geeignet.
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Weiterhin ist es mit dieser erfindungsgemäßen Gestaltung der Hybridbauteile auch möglich, äußerst effektiv leichte, stabile Fahrzeugkomponenten zu kreieren, die hohen Crashanforderungen standhalten und somit auch für Außenbereiche eines Fahrzeuges einsetzbar sind (beispielsweise eine Tür, einen Kotflügel usw.)
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Es ist mit der neuartigen Lösung möglich, diese Komponenten vollständig bzw. nahezu komplett in Hybridbauweise herzustellen und die Nacharbeit auf ein Minimum oder ganz zu reduzieren.
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Im Vergleich zu herkömmlichen Sandwichstrukturen aus Wabenpappe mit nichtmetallischen Deckschichten kann bei verbesserten Festigkeitswerten unter Beibehaltung eines geringen Gewichts die Dicke des Hybridbauteiles reduziert werden, was für viele Einsatzgebiete wesentlich ist, da oft der Bauraum begrenzt bzw. eine Verringerung des Bauraumes gewünscht ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 die Schnittdarstellung eines plattenförmigen Hybridbauteils,
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2 die Schnittdarstellung eines Hybridbauteils, bei welchem die erste Deckschicht eben und die zweite Deckschicht als Formteil ausgebildet ist, mit integrierten Funktionselementen,
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3 die Prinzipdarstellung eines Backpanels einer Lehne einer Sitzbank eines Fahrzeuges,
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4 den Schnitt A-A gemäß 3,
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5 eine dreidimensionale Darstellung einer weiteren Variante eines einteiligen Backpanels,
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6 eine dreidimensionale Darstellung einer Variante eines zweiteiligen Backpanels,
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7 einen Längsschnitt eines Hybridbauteils, bei welchem zwischen Wabenmaterial und Deckschichten jeweils eine Zwischenschicht angeordnet ist.
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In 1 wird eine Variante eines plattenartigen Hybridbauteils H dargestellt, welches einen Kernbereich aus Wabenmaterial 1 in Form von Wabenpappe aufweist, an dessen erste Seite 1.1 sich eine erste Deckschicht 2 aus einem im Wesentlichen ebenen Blech anschließt. An die gegenüberliegende zweite Seite 1.2 grenzt eine zweite Deckschicht 3 aus einem wölbstrukturierten Material, bevorzugt ebenfalls aus Blech (alternativ aus Kunststoff, Pappe oder Papier), an. Es ist auch möglich, für beide Deckschichten 2, 3 herkömmliche Bleche oder auch wölbstrukturierte Bleche zu verwenden.
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2 zeigt die Schnittdarstellung eines Hybridbauteils H, bei welchem die erste Deckschicht 2 eben und die zweite Deckschicht 3 als Formteil ausgebildet ist. Dabei erstreckt sich in der Deckschicht 3 eine muldenartige Ausformung F, die eine Wand 3.1 und einen Boden 3.2 aufweist, in Richtung zur ersten Deckschicht 2. Beide Deckschichten 2, 3 bestehen hier bevorzugt aus Blech. Der Kern aus Wabenmaterial 1 (Wabenpappe) ist zweilagig ausgebildet. Eine erste Lage 1a aus Wabenpappe weist eine Dicke b1 auf und reicht dadurch von der ersten Deckschicht 2 bis zum Boden 3.2 der Ausformung. Eine zweite Lage 1b weist hier eine größere Dicke b2 auf und erstreckt sich von der ersten Lage 1a bis zur zweiten Deckschicht 3. Es sind hier beispielhaft ausgewählte Funktionselemente integriert, die in Form eines U-förmigen ersten Versteifungselementes 4, eines C-förmigen zweiten Versteifungselementes 5, einer Gewindebuchse 6 mit Bund 6.1 ausgebildet sind. Im Bereich des ersten Versteifungselementes 4 und der Gewindebuchse 6 weisen beide Lagen 1a, 1b des Wabenmaterials 1 nicht bezeichnete Ausklinkungen auf. Im Bereich der Ausformung F ist nur die zweite Lage 1b mit einer Aussparung versehen, die ein Eingreifen des Formelementes F gewährleistet. Das C-förmige zweite Versteifungselement 5 greift mit seinen sich gegenüberliegenden Schenkeln 5.1, 5.2 klammerartig um die erste und zweite Lage 1a, 1b des Wabenmaterials 1. Dadurch, dass das Wabenmaterial 1 aus Wabenpappe gebildet wird, können die Ausnehmungen bzw. Ausklinkungen für die Funktionselemente sehr einfach hergestellt werden. Eine Variante zur Herstellung dieser Hybridstruktur besteht darin, dass in die zweite Deckschicht 3 das Formelement F eingebracht und das Wabenmaterial mit den Ausnehmungen versehen wird. Weiterhin werden in der ersten Deckschicht 2 und in der zweiten Deckschicht 3 Ausnehmungen für die Gewindebuchse 6 eingebracht. Nun werden die erste und zweite Lage 1a, 1b der Wabenpappe 1, die Funktionselemente 4, 5, 6 und die erste und zweite Deckschicht 2, 4 zueinander positioniert und bevorzugt durch Kleben gefügt.
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Eine alternative Herstellungsvariante besteht darin, dass auf einer Unterlage die erste Deckschicht 2 mit der Buchse 6 positioniert wird, anschließend die erste Lage 1a und zweite Lage 1b mit den entsprechenden Ausnehmungen bzw. Ausklinkungen sowie das erste und das zweite Versteifungselement 4, 5 eingelegt werden, nun das noch ebene Blech, welches die zweite Deckschicht bilden soll, darüber gelegt wird und dann in diesem mit einem Stempel und einem Niederhalter das Formelement F durch Tiefziehen direkt in das Hybridbauteil, vorzugsweise unter gleichzeitigem Verkleben der Komponenten, hergestellt wird. Das erste Versteifungselement 4 und das zweite Versteifungselement 5 sowie das Wabenmaterial (hier die Lage 1b) wirken dabei stabilisierend und wie ein Teil eines Umformwerkzeuges. Neben den hier angedeuteten Funktionselementen können selbstverständlich auch andere Funktionselemente in das Hybridbauteil H integriert werden.
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3 und 4 zeigen eine Prinzipdarstellung eines Hybridbauteils H in Form eines Backpanels einer Lehne einer Sitzbank eines Fahrzeuges, in der Vorderansicht und dem Schnitt A-A. Das Hybridbauteil H weist umfangsseitig und in der Mitte dickere Rahmenelemente 7 auf. Diese werden durch eine dreidimensional umgeformte erste Deckschicht 2 und eine dreidimensional umgeformte zweite Deckschicht 3 gebildet. Die Deckschichten 2, 3 sind umfangsseitig in ihrem Anlagebereich 8 miteinander verbunden, z.B. verschweißt. Im Bereich der Rahmenelemente ist ein Kern aus Wabenmaterial 1 in Form von Wabenpappe angeordnet. In dieses können hier nicht dargestellte Einlegeteile für die Befestigung der Kopfstützen, Verriegelungen usw. integriert sein. Die gestrichelten Linien deuten an, dass das Backpanel und somit die Lehne dreigeteilt sein kann. Die dadurch gebildeten Lehnenbereiche sind bevorzugt einzeln umklappbar.
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Eine weitere Prinzipdarstellung eines Hybridbauteils H in Form eines einteiligen Backpanels zeigt schematisch die 5 und ein Hybridbauteil H in der Art eines asymmetrisch zweigeteilten Backpanels ist in 6 als Prinzipskizze dargestellt. Die erste Deckschicht 2 ist im Wesentlichen eben und die zweite Deckschicht als dreidimensionales Formteil ausgebildet. Beide Deckschichten 2, 3 bestehen bevorzugt aus Blechmaterial und sind umfangsseitig miteinander verschweißt (nicht dargestellt). Zwischen diesen ist das Wabenmaterial 1 angeordnet, in welches Führungen 9 für die Kopfstützen, Aussparungen 10 für deren Verriegelung und eine Lagerung 11 für das Kippen der Lehne integriert sind.
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Zwischen dem Wabenmaterial 1 und den Deckschichten 2, 3 können auch ein oder mehrere zusätzliche Zwischenlagen angeordnet sein, mit welchen die Wabenpappe beispielsweise vorkonfektioniert ist. Als Zwischenlagen können insbesondere ein oder mehrere Lagen verwendet werden, welche aus nichtmetallischen Materialien bestehen, beispielsweise Schichten aus Papier, Kunststoff, Kunststofffolie (auch aus Faserverbundmaterial), eine Versiegelung usw.
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In 7 wurde direkt auf der ersten Seite 1.1 und auf der zweiten Seite 1.2 des Wabenmaterials 1 eine Kaschierung in Form jeweils einer Zwischenlage 12 aus einem Kunststoffflies angeordnet und darüber dann die Deckschichten 2, 3 angebracht.
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Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, direkt auf dem Wabenmaterial ein- oder beidseitig eine Papierschicht vorzusehen, an welche sich die Deckschichten anschließen. Ebenfalls ist es möglich, zwischen dem Wabenmaterial und den Deckschichten mehrere Zwischenschichten aus gleichem oder unterschiedlichem Material, z. B. zuerst Papier und dann Folie (oder umgekehrt) anzuordnen und bedarfsweise auch noch weitere Zwischenlagen (z. B. aus schalldämmendem Werkstoff) vorzusehen.
