DE102015201712A1 - Method for producing a supporting structure and supporting structure - Google Patents

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Josef Schindlbeck
Bernhard Schmid
Martin Silber
Dienhung Huynh
Bruno Roth
Peter Strasser
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Tragstruktur (5) in einem Spritzgusswerkzeug. Das Verfahren umfasst die Schritte: – Spritzgießen einer Grundstruktur (1), – Bereitstellen einer Versteifungsstruktur (2), wobei die Versteifungsstruktur (2) in Sandwichbauweise, umfassend eine Kernschicht (3) und mindestens eine mit der Kernschicht (3) verbundene Deckschicht (4), ausgebildet ist, – Anordnen der Versteifungsstruktur (2) im Spritzgusswerkezug, – Umformen der Versteifungsstruktur (2) auf die Grundstruktur (1) und – stoffschlüssiges und/oder formschlüssiges Verbinden der Grundstruktur (1) und der Versteifungsstruktur (2).The invention relates to a method for producing a support structure (5) in an injection molding tool. The method comprises the following steps: injection molding of a basic structure (1), provision of a stiffening structure (2), the stiffening structure (2) in sandwich construction comprising a core layer (3) and at least one cover layer (4) connected to the core layer (3) ), - arranging the stiffening structure (2) in the injection molding train, - forming the stiffening structure (2) on the basic structure (1) and - cohesive and / or positive connection of the base structure (1) and the stiffening structure (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Tragstruktur in einem Spritzgusswerkzeug sowie eine Tragstruktur, die insbesondere als Tragstruktur für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist.The present invention relates to a method for producing a support structure in an injection molding tool as well as a support structure, which is designed in particular as a support structure for a motor vehicle.

Tragstrukturen für Kraftfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlicher Ausgestaltung bekannt. Beispielsweise werden herkömmliche Tragrohre aus Stahl gefertigt. Diese sind angesichts des hohen Eigengewichts von Nachteil. Tragrohre aus leichtbauenden Materialien, wie Magnesium-Druckguss, verfügen zwar über ein geringeres Eigengewicht als entsprechende Stahlbauteile, sind aber deutlich teurer in der Herstellung, nicht zuletzt aufgrund der hohen Materialkosten.Support structures for motor vehicles are known from the prior art in different embodiments. For example, conventional support tubes are made of steel. These are disadvantageous in view of the high weight. Although support tubes made of lightweight materials such as magnesium diecasting have a lower dead weight than corresponding steel components, they are significantly more expensive to manufacture, not least because of the high material costs.

Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von Tragstrukturen in leichtbauender Bauweise anzugeben. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung eine Tragstruktur bereitzustellen, die sich bei hoher mechanischer Stabilität und guter Steifigkeit durch ein reduziertes Eigengewicht auszeichnet.Based on this prior art, it is therefore an object of the present invention to provide a simple and inexpensive method for the production of supporting structures in lightweight construction. In addition, it is an object of the invention to provide a support structure, which is characterized by high mechanical stability and good rigidity by a reduced weight.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Tragstruktur in einem Spritzgusswerkzeug gelöst, wobei die Tragstruktur eine spritzgegossene Grundstruktur und eine Versteifungsstruktur in Sandwichbauweise umfasst. Im Einzelnen wird zunächst in einem Spritzgusswerkzeug eine kunststoffhaltige Grundstruktur hergestellt, die als Formvorlage für die herzustellende Tragstruktur dient und im Wesentlichen die Form der zu erstellenden Tragstruktur abbildet.The object is achieved by a method for producing a supporting structure in an injection molding tool, wherein the supporting structure comprises an injection-molded basic structure and a stiffening structure in sandwich construction. In detail, initially a plastic-containing basic structure is produced in an injection molding tool, which serves as a template for the support structure to be produced and essentially reproduces the shape of the support structure to be created.

Das kunststoffhaltige Material kann dabei faserhaltig oder faserfrei sein, wobei durch ein faserhaltiges Material die Steifigkeit der Tragstruktur erhöht werden kann. Nach Abschluss des Spritzgussprozesses verbleibt die hergestellte Grundstruktur im Werkzeug und es wird eine Versteifungsstruktur bereitgestellt. Die Versteifungsstruktur ist aus einem Schichtverbundwerkstoff gebildet und weist eine Sandwichstruktur auf. Die Sandwichstruktur umfasst mindestens eine Deckschicht, die mit einer Kernschicht verbunden ist. Vorzugsweise ist die Kernschicht beidseitig von mindestens einer Deckschicht umgeben. Die Kernschicht fungiert als Stützschicht und kann aus unterschiedlichen Materialien wie Pappe, Papier, Holz, Aluminium, Kunststoff und dergleichen, beispielsweise auch aus einem ausgehärteten Kunststoffschaum, und dabei in verschiedenen geometrischen Formen, vorteilhafterweise in Wabenform, ausgebildet sein. Die Deckschicht bzw. die Deckschichten sind im Einzelnen nicht beschränkt. Unter dem Gesichtspunkt der Gewichtseinsparung und der Steifigkeit der Versteifungsstruktur, sind Deckschichten aus kunststoffhaltigem Material, insbesondere aus einem Faserverbundkunststoff, besonders vorteilhaft. Die Versteifungsstruktur wird sodann im Spritzgusswerkezug angeordnet und auf die Grundstruktur umgeformt. Dabei kann die Versteifungsstruktur zur Umformung erwärmt werden. Danach wird eine mehrschichtige Tragstruktur erhalten. Die Mehrschichtstruktur wird durch stoffschlüssiges und/oder formschlüssiges Verbinden der Grundstruktur und der Versteifungsstruktur fixiert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird auf der einen Seite durch Anwendung eines Materialformprozesses, also eines Spritzgussprozesses, eine Grundstruktur urgeformt und auf der anderen Seite durch Umformen der in Sandwichbauweise gebildeten Versteifungsstruktur auf die Grundstruktur eine hoch belastbare Tragstruktur erhalten. Da diese beiden Prozessschritte, sowie auch das stoffschlüssige und/oder formschlüssige Verbinden der Grundstruktur und der Versteifungsstruktur in demselben Werkzeug ausgeführt werden können, ist das Verfahren einfach, zeitsparend, mit hoher Taktung und damit kostensparend ausführbar. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Tragstruktur zeichnet sich durch eine gute Stabilität, insbesondere eine hohe Steifigkeit, und dabei durch ein geringes Eigengewicht aus. Das Verfahren eignet sich aufgrund dieser Eigenschaften insbesondere zur Herstellung einer Tragstruktur für ein Kraftfahrzeug, wie z. B. eine Instrumententafeltragstruktur, die zwischen den A-Säulen eines Kraftfahrzeugs angeordnet wird.The plastic-containing material may be fibrous or fiber-free, wherein the stiffness of the support structure can be increased by a fibrous material. Upon completion of the injection molding process, the manufactured base structure remains in the tool and a stiffening structure is provided. The stiffening structure is formed from a layer composite material and has a sandwich structure. The sandwich structure comprises at least one cover layer, which is connected to a core layer. Preferably, the core layer is surrounded on both sides by at least one cover layer. The core layer acts as a support layer and may be formed from different materials such as cardboard, paper, wood, aluminum, plastic and the like, for example also from a cured plastic foam, and thereby in various geometric shapes, advantageously in honeycomb form. The cover layer or layers are not limited in detail. From the viewpoint of weight saving and the rigidity of the stiffening structure, cover layers of plastic-containing material, in particular of a fiber composite plastic, are particularly advantageous. The stiffening structure is then placed in the Spritzgusswerkzug and formed on the basic structure. In this case, the stiffening structure can be heated for forming. Thereafter, a multilayer supporting structure is obtained. The multilayer structure is fixed by cohesive and / or positive connection of the basic structure and the stiffening structure. By means of the method according to the invention, a basic structure is formed on one side by application of a material forming process, ie an injection molding process, and on the other side a highly loadable supporting structure is obtained by forming the stiffening structure formed in sandwich construction on the basic structure. Since these two process steps, as well as the cohesive and / or positive connection of the basic structure and the stiffening structure can be performed in the same tool, the method is simple, time-saving, with high timing and thus cost-saving executable. The support structure produced by the method according to the invention is characterized by a good stability, in particular a high rigidity, and thereby by a low weight. The method is due to these properties, in particular for producing a support structure for a motor vehicle, such as. B. an instrument panel support structure, which is arranged between the A-pillars of a motor vehicle.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.The dependent claims contain advantageous developments and refinements of the invention.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das stoffschlüssige Verbinden durch Verschweißen ausgeführt. Hierdurch wird eine sehr gute Verbindungsbildung zwischen der Versteifungsstruktur und der Grundstruktur erzielt. Das Verschweißen kann zudem ebenfalls direkt im Spritzgusswerkzeug ausgeführt werden, was die Herstellung der Tragstruktur weiter vereinfacht.According to an advantageous development of the method according to the invention, the integral connection is carried out by welding. As a result, a very good connection formation between the stiffening structure and the basic structure is achieved. The welding can also be performed directly in the injection mold, which further simplifies the production of the support structure.

Weiter vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren durch einen Schritt des partiellen Verstärkens der Tragstruktur durch Anordnen mindestens eines Verstärkungselements im Spritzgusswerkzeug, gekennzeichnet. Das Verstärkungselement kann dabei bereits vor dem Spritzgussprozess zur Herstellung der Grundstruktur im Werkzeug angeordnet sein, wodurch das Verstärkungselement direkt mit der Grundstruktur verbunden wird und in die Grundstruktur eingeleiteten Lasten besser entgegengewirkt werden kann. Alternativ dazu kann auch die Versteifungsstruktur zusätzlich partiell durch ein Verstärkungselement ausgesteift werden. Hierbei wird die Versteifungsstruktur vor dem Umformen auf die Grundstruktur mit einem Verstärkungselement (oder mit mehreren Verstärkungselementen) versehen. Das Verstärkungselement kann auch zwischen die Grundstruktur und die Versteifungsstruktur eingelegt und beim Umformprozess in die Tragstruktur integriert werden. Eine sehr gute Verbesserung der Steifigkeit wird dabei durch die Verwendung von UD-Tapes, also mit unidirektionalen Fasern (oder Faserbündeln) verstärkten, meist streifenförmigen Verstärkungselementen, mit Verstärkungsfolien, Organoblechen oder Metalleinlegern, erzielt.Further advantageously, the method according to the invention is characterized by a step of partially reinforcing the support structure by arranging at least one reinforcing element in the injection molding tool. The reinforcing element can already be arranged in the tool before the injection molding process for producing the basic structure, whereby the reinforcing element is connected directly to the basic structure and loads introduced into the basic structure can be better counteracted. Alternatively, the stiffening structure can additionally be partially stiffened by a reinforcing element. Here, the stiffening structure before forming on the basic structure with a reinforcing element (or with multiple reinforcing elements) provided. The reinforcing element can also be inserted between the basic structure and the stiffening structure and integrated into the supporting structure during the forming process. A very good improvement of the rigidity is thereby achieved by the use of UD tapes, ie with unidirectional fibers (or fiber bundles) reinforced, usually strip-shaped reinforcing elements, with reinforcing films, organic sheets or metal inserts.

Zur besseren geometrischen Abstimmung der Versteifungsstruktur auf die Grundstruktur ist vorteilhaft ein Schritt des Zuschneidens der Versteifungsstruktur vor dem Anordnen der Versteifungsstruktur im Spritzgusswerkzeug vorgesehen.For a better geometric matching of the stiffening structure to the basic structure, a step of cutting the stiffening structure before arranging the stiffening structure in the injection molding tool is advantageously provided.

Zur finalen Formgebung der Tragstruktur kann es vorteilhaft sein, die Tragstruktur nach einem Entformen aus dem Spritzgusswerkzeug zuzuschneiden, beispielsweise durch Fräsen.For final shaping of the support structure, it may be advantageous to cut the support structure out of the injection molding tool after removal from the mold, for example by milling.

Die Verbaubarkeit der Tragstruktur kann verbessert werden, wenn die Wandstärke an einem oder an mehreren Enden der Tragstruktur verjüngend ausgebildet ist. Vorteilhaft sieht daher das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt des Reduzierens der Wandstärke an mindestens einem Ende der Tragstruktur vor. Dieses wird insbesondere durch Verpressen des entsprechenden Bereiches, direkt im Spritzgusswerkzeug ausgeführt, da hier die Tragstruktur optimal ausgerichtet und der Druck und damit die Wandstärke variabel einstellbar ist.The installability of the support structure can be improved if the wall thickness is tapered at one or more ends of the support structure. The method according to the invention therefore advantageously provides a step of reducing the wall thickness at at least one end of the support structure. This is carried out in particular by pressing the corresponding area, directly in the injection mold, since here the support structure aligned optimally and the pressure and thus the wall thickness is variably adjustable.

Weiter vorteilhaft können Befestigungselemente in das Spritzgusswerkzeug eingebracht werden, die z. B. umspritzt oder eingepresst und damit direkt in die Tragstruktur integriert werden. Hierdurch werden auf einfache Weise Funktionalitäten in die Tragstruktur integriert, ohne zusätzliche, aufwendige Bearbeitungsschritte vorzusehen.Further advantageously fasteners can be introduced into the injection mold, the z. B. encapsulated or pressed and thus be integrated directly into the support structure. As a result, functionalities are integrated into the support structure in a simple manner, without providing additional, complex processing steps.

Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch eine Tragstruktur beschrieben. Die Tragstruktur umfasst eine spritzgegossene Grundstruktur und eine mit der Grundstruktur stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbundene Versteifungsstruktur. Die Versteifungsstruktur ist in Sandwichbauweise ausgeführt und umfasst eine Kernschicht mindestens eine mit der Kernschicht verbundene Deckschicht. Vorzugsweise ist die Kernschicht von mindestens zwei Deckschichten umgeben. Wie bereits vorstehend für das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt, dient die Kernschicht als Stützschicht und kann aus unterschiedlichen Materialien wie Pappe, Papier, Holz, Aluminium, Kunststoff und dergleichen, beispielsweise auch aus einem ausgehärteten Kunststoffschaum, und zudem in verschiedenen geometrischen Formen, vorteilhafterweise in Wabenform, ausgebildet sein. Die Deckschicht bzw. die Deckschichten sind im Einzelnen nicht beschränkt. Unter dem Gesichtspunkt der Gewichtseinsparung und der Steifigkeit der Versteifungsstruktur, sind Deckschichten aus kunststoffhaltigem Material, insbesondere aus einem Faserverbundkunststoff, besonders vorteilhaft. In der erfindungsgemäßen Tragstruktur ist die Versteifungsstruktur auf die Grundstruktur umgeformt und bildet eine stabile Einheit mit der Grundstruktur, so dass die Tragstruktur sehr gute mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Stabilität und hierunter eine ausgezeichnete Steifigkeit, aufweist. Durch den mehrschichtigen Aufbau der Tragstruktur unter Verwendung einer Versteifungsstruktur in Sandwichbauweise und einer spritzgegossenen Grundstruktur, die stoffschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind, wird insgesamt eine hohe Gewichtsreduktion bei hoher Belastbarkeit der Tragstruktur erzielt. Die erfindungsgemäße Tragstruktur ist durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Tragstruktur herstellbar. Aufgrund der sehr guten mechanischen Eigenschaften der Tragstruktur bei geringem Eigengewicht ist die Tragstruktur insbesondere als Tragstruktur in einem Kraftfahrzeug geeignet.Also according to the invention, a support structure is described. The support structure comprises an injection-molded basic structure and a stiffening structure which is materially and / or positively connected to the basic structure. The stiffening structure is designed in a sandwich construction and comprises a core layer at least one cover layer connected to the core layer. Preferably, the core layer is surrounded by at least two outer layers. As already stated above for the method according to the invention, the core layer serves as a support layer and can be made of different materials such as cardboard, paper, wood, aluminum, plastic and the like, for example also from a cured plastic foam, and also in various geometric shapes, advantageously in honeycomb form, be educated. The cover layer or layers are not limited in detail. From the viewpoint of weight saving and the rigidity of the stiffening structure, cover layers of plastic-containing material, in particular of a fiber composite plastic, are particularly advantageous. In the support structure according to the invention, the stiffening structure is formed onto the basic structure and forms a stable unit with the basic structure, so that the support structure has very good mechanical properties, in particular high stability and, below that, excellent rigidity. Due to the multi-layer structure of the support structure using a stiffening structure in sandwich construction and an injection-molded basic structure, which are materially and / or positively connected with each other, a total of a high weight reduction at high load capacity of the support structure is achieved. The support structure according to the invention can be produced by the method according to the invention for producing a support structure. Due to the very good mechanical properties of the support structure with low weight, the support structure is particularly suitable as a support structure in a motor vehicle.

Die erfindungsgemäße Tragstruktur weist vorteilhaft mindestens ein Verstärkungselement auf. Das Verstärkungselement dient dem partiellen Verstärken oder Aussteifen der Tragstruktur an örtlich stark belasteten Stellen der Tragstruktur.The support structure according to the invention advantageously has at least one reinforcing element. The reinforcing element is used to partially reinforce or stiffen the support structure at locally heavily loaded points of the support structure.

Ebenfalls vorteilhaft kann die Tragstruktur mindestens ein Befestigungselement umfassen, das in die Tragstruktur integriert ist. Hierdurch wird die Verbaubarkeit der Tragstruktur verbessert.Also advantageously, the support structure may comprise at least one fastener, which is integrated into the support structure. As a result, the installability of the support structure is improved.

Besonders gut geeignete Verstärkungselement sind UD-Tapes oder Verstärkungsfolien, da sie sich sehr gut sowohl in die Grundstruktur, also auch in die Versteifungsstruktur oder auch zwischen die Grundstruktur und die Versteifungsstruktur integrieren lassen. Wie vorstehend beschrieben sind UD-Tapes meist streifenförmig angeordnete unidirektional ausgerichtete, gebündelte Fasern. Ebenfalls sehr gut geeignet sind Organobleche oder Metalleinleger.Particularly suitable reinforcing elements are UD tapes or reinforcing foils, since they can be integrated very well both in the basic structure, thus also in the stiffening structure or between the basic structure and the stiffening structure. As described above, UD tapes are usually stripe-shaped unidirectionally oriented, bundled fibers. Also very suitable are organo sheets or metal inserts.

Besonders vorteilhaft ist die Tragstruktur in Form einer Instrumententafeltragstruktur für ein Kraftfahrzeug ausgebildet. Hierbei können weitere Funktionen in die Tragstruktur, beispielsweise durch entsprechende Ausgestaltung der Versteifungsstruktur, integriert werden. So ist es beispielhaft möglich einen Handschuhkasten direkt in die Sandwichkonstruktion der Versteifungsstruktur zu integrieren. Der Handschuhkasten kann dabei die Steifigkeit der Tragstruktur unterstützen, z. B. indem der Handschuhkasten aus einem Organoblech gebildet ist. Somit kann auch eine Kraftübertragung über den Handschuhkasten erfolgen, ohne dass die Tragstruktur Schaden nimmt. Des Weiteren ist es möglich Elektronikmodule, die als Kunststoffteil ausgeführt werden, in die Versteifungsstruktur zu integrieren. Durch die Integration eines Elektronikmoduls in die Sandwichstruktur der Versteifungsstruktur kann das Kunststoffteil entsprechend dünnwandiger, weniger steif und damit weniger komplex ausgebildet werden, wodurch weiteres Gewicht eingespart werden kann. Auch Luftführungen können sehr einfach in der Sandwichstruktur vorgesehen werden. Bei gleicher Steifigkeit ist die erfindungsgemäße Tragstruktur gegenüber herkömmlichen Tragstrukturen aus Stahl erheblich gewichtsreduziert.Particularly advantageously, the support structure is designed in the form of an instrument panel support structure for a motor vehicle. In this case, further functions can be integrated into the support structure, for example by appropriate design of the stiffening structure. For example, it is possible to integrate a glove box directly into the sandwich construction of the stiffening structure. The glove box can support the rigidity of the support structure, z. B. by the glove box is formed from an organic sheet. Thus, a power transmission via the glove box can take place without the support structure being damaged. Furthermore, it is possible Electronic modules, which are designed as a plastic part to integrate into the stiffening structure. By integrating an electronic module in the sandwich structure of the stiffening structure, the plastic part can be correspondingly thin-walled, less rigid and thus less complex, whereby further weight can be saved. Also air ducts can be easily provided in the sandwich structure. With the same rigidity, the support structure according to the invention is significantly reduced in weight compared to conventional steel support structures.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Figur. Es zeigt:Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the figure. It shows:

1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Herstellung einer Tragstruktur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1 a schematic representation for illustrating the method for producing a support structure according to an embodiment of the invention.

Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels im Detail erläutert. In 1 sind nur die hier interessierenden Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Tragstruktur dargestellt, alle übrigen Elemente sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen.The present invention will be explained in detail with reference to an embodiment. In 1 only the aspects of the method according to the invention or the support structure according to the invention which are of interest here are shown, all other elements have been omitted for the sake of clarity.

1 veranschaulicht schematisch die in den einzelnen Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugten Elemente der erfindungsgemäßen Tragstruktur 5 in Schnittansicht und dient damit der Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung einer Tragstruktur 5 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei die Tragstruktur 5 beispielhaft als Instrumententafeltragstruktur dargestellt ist. 1 schematically illustrates the elements of the support structure according to the invention produced in the individual process steps of the method according to the invention 5 in sectional view and thus serves to explain the method for producing a support structure 5 according to an embodiment of the invention, wherein the support structure 5 exemplified as instrument panel support structure.

Zunächst wird eine Grundstruktur 1 erzeugt, nämlich durch Spritzgießen der Grundstruktur 1 in einem Spritzgusswerkzeug. Hierbei kann eine Grundstruktur 1 aus einem kunststoffhaltigen Material erhalten werden, die sich durch ein geringes Eigengewicht auszeichnet. Der Spritzgussprozess erlaubt dabei die Herstellung einer Grundstruktur 1 in komplexer Form, die beispielsweise eine Kavität 9 für einen Handschuhkasten sowie Luftkanäle 8 vorsieht.First, a basic structure 1 produced, namely by injection molding of the basic structure 1 in an injection mold. This may be a basic structure 1 be obtained from a plastic-containing material, which is characterized by a low weight. The injection molding process allows the production of a basic structure 1 in complex form, for example, a cavity 9 for a glove box and air ducts 8th provides.

In einem weiteren Schritt wird eine Versteifungsstruktur 2 bereitgestellt. Die Versteifungsstruktur 2 ist in Sandwichbauweise ausgebildet und umfasst hier beispielhaft zwei Deckschichten 4, die eine Kernschicht 3 umgeben.In a further step, a stiffening structure 2 provided. The stiffening structure 2 is designed in sandwich construction and here includes two cover layers by way of example 4 that is a core layer 3 surround.

Vor dem Einlegen der Versteifungsstruktur 2 in das Spritzgusswerkzeug kann die Versteifungsstruktur 2 zugeschnitten werden.Before inserting the stiffening structure 2 in the injection mold, the stiffening structure 2 be tailored.

Sodann erfolgt im Spritzgusswerkzeug ein Umformen der Versteifungsstruktur 2 auf die Tragstruktur 1. Hierbei bleiben die Luftkanäle 8 frei.Then takes place in the injection molding tool forming the stiffening structure 2 on the support structure 1 , Here are the air channels 8th free.

Die Grundstruktur 1 und die Versteifungsstruktur 2 werden anschließend stoffschlüssig und/oder formschlüssig, vorzugsweise durch Verschweißen, miteinander verbunden, so dass eine stabile Tragstruktur 5 erhalten wird, die aufgrund ihres mehrschichtigen Aufbaus aus Sandwichstruktur und Spritzgussstruktur ein geringes Eigengewicht aufweist. Die Tragstruktur 5 kann zur Ausbildung des Stoffschlusses erwärmt werden.The basic structure 1 and the stiffening structure 2 are then materially and / or positively, preferably by welding, connected to each other, so that a stable support structure 5 is obtained, which has a low weight due to its multi-layer structure of sandwich structure and injection molding structure. The supporting structure 5 can be heated to form the material bond.

Des Weiteren werden die Enden 6, 7 der Versteifungsstruktur 2 verpresst, so dass sich in diesen Bereichen die Wandstärke der Versteifungsstruktur 2 verjüngt, was den Einbau der Tragstruktur 5 erleichtert. Zudem können zum Beispiel an den Enden Befestigungselemente mit eingepresst und damit in die Tragstruktur 5 integriert werden. Das zusätzliche Anordnen von Befestigungselementen kann damit entfallen.Furthermore, the ends 6 . 7 the stiffening structure 2 pressed so that in these areas the wall thickness of the stiffening structure 2 tapered, reflecting the installation of the support structure 5 facilitated. In addition, for example, at the ends of fasteners with pressed and thus in the support structure 5 to get integrated. The additional arrangement of fasteners can be eliminated.

Die Tragstruktur 5 kann durch ein oder mehrere Verstärkungselemente partiell, also lokal, verstärkt werden, wobei sich UD-Tapes als Verstärkungselement als besonders vorteilhaft erwiesen haben.The supporting structure 5 can be reinforced by one or more reinforcing elements partially, so locally, with UD tapes have proven to be particularly advantageous as a reinforcing element.

Die Tragstruktur 5 zeichnet sich bei hoher Steifigkeit, hoher Funktionalität und sehr guter Einbaubarkeit durch ein geringes Eigengewicht aus. Einwirkende Lasten können sehr gut durch die Versteifungsstruktur 2 und auch den in den Hohlraum 9 integrierbaren Handschuhkasten eingeleitet und von dort aus abgeleitet werden. Die Tragstruktur 5 weist eine sehr gute Stabilität auf und lässt sich sehr gut als Alternative zu Stahlrohkonstruktionen zwischen die A-Säulen eines Kraftfahrzeugs integrieren.The supporting structure 5 is characterized by high stiffness, high functionality and very good installation due to its low weight. Acting loads can be very well due to the stiffening structure 2 and also in the cavity 9 integratable glove box initiated and derived from there. The supporting structure 5 has a very good stability and can be very well integrated as an alternative to Stahlrohkonstruktionen between the A-pillars of a motor vehicle.

Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.The foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only, and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Grundstrukturbasic structure
22
Versteifungsstrukturstiffening structure
33
Kerncore
44
Deckschichttopcoat
55
Tragstruktursupporting structure
66
Ende der VersteifungsstrukturEnd of the stiffening structure
77
Ende der VersteifungsstrukturEnd of the stiffening structure
88th
Luftkanalair duct
99
Hohlraumcavity

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung einer Tragstruktur (5) in einem Spritzgusswerkzeug, insbesondere einer Tragstruktur (5) für ein Kraftfahrzeug, umfassend die Schritte: – Spritzgießen einer Grundstruktur (1), – Bereitstellen einer Versteifungsstruktur (2), wobei die Versteifungsstruktur (2) in Sandwichbauweise, umfassend eine Kernschicht (3) und mindestens eine mit der Kernschicht (3) verbundene Deckschicht (4), ausgebildet ist, – Anordnen der Versteifungsstruktur (2) im Spritzgusswerkzeug, – Umformen der Versteifungsstruktur (2) auf die Grundstruktur (1) und – stoffschlüssiges und/oder formschlüssiges Verbinden der Grundstruktur (1) und der Versteifungsstruktur (2).Method for producing a supporting structure ( 5 ) in an injection molding tool, in particular a support structure ( 5 ) for a motor vehicle, comprising the steps: - injection molding of a basic structure ( 1 ), - providing a stiffening structure ( 2 ), wherein the stiffening structure ( 2 ) in sandwich construction, comprising a core layer ( 3 ) and at least one with the core layer ( 3 ) associated cover layer ( 4 ), - arranging the stiffening structure ( 2 ) in the injection molding tool, - reshaping the stiffening structure ( 2 ) on the basic structure ( 1 ) and - cohesive and / or positive connection of the basic structure ( 1 ) and the stiffening structure ( 2 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das stoffschlüssige Verbinden durch Verschweißen ausgeführt wird.A method according to claim 1, characterized in that the cohesive connection is carried out by welding. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein partielles Verstärken der Tragstruktur (5) durch Anordnen mindestens eines Verstärkungselements im Spritzgusswerkzeug, wobei das Verstärkungselement insbesondere ein UD-Tape, eine Verstärkungsfolie, ein Organoblech oder ein Metalleinleger ist.Method according to claim 1 or 2, characterized by a partial strengthening of the supporting structure ( 5 ) by arranging at least one reinforcing element in the injection molding tool, wherein the reinforcing element is in particular a UD tape, a reinforcing film, an organic sheet or a metal insert. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Zuschneidens der Versteifungsstruktur (2) vor dem Anordnen der Versteifungsstruktur (2) im Spritzgusswerkzeug und/oder einen Schritt des Zuschneidens der Tragstruktur (5) nach einem Entformen der Tragstruktur (5) aus dem Spritzgusswerkzeug.Method according to one of the preceding claims, characterized by a step of cutting the stiffening structure ( 2 ) prior to placing the stiffening structure ( 2 ) in the injection molding tool and / or a step of cutting the support structure ( 5 ) after removal of the support structure ( 5 ) from the injection mold. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Reduzierens der Wandstärke an mindestens einem Ende (6, 7) der Tragstruktur (5), insbesondere durch Verpressen.Method according to one of the preceding claims, characterized by a step of reducing the wall thickness at at least one end ( 6 . 7 ) of the supporting structure ( 5 ), in particular by pressing. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Einbringens von einem oder mehreren Befestigungselementen in das Spritzgusswerkzeug.Method according to one of the preceding claims, characterized by a step of introducing one or more fastening elements into the injection molding tool. Tragstruktur, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine spritzgegossene Grundstruktur (1) und eine mit der Grundstruktur (1) stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbundene Versteifungsstruktur (2), wobei die Versteifungsstruktur (2) in Sandwichbauweise, umfassend eine Kernschicht (3) und mindestens eine mit der Kernschicht (3) verbundene Deckschicht (4), ausgebildet ist, wobei die Versteifungsstruktur (2) auf die Grundstruktur (1) umgeformt ist.Support structure, in particular for a motor vehicle, comprising an injection-molded basic structure ( 1 ) and one with the basic structure ( 1 ) cohesively and / or positively connected stiffening structure ( 2 ), wherein the stiffening structure ( 2 ) in sandwich construction, comprising a core layer ( 3 ) and at least one with the core layer ( 3 ) associated cover layer ( 4 ), wherein the stiffening structure ( 2 ) on the basic structure ( 1 ) is transformed. Tragstruktur nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch mindestens ein Verstärkungselement zum partiellen Verstärken der Tragstruktur (5) und/oder mindestens ein Befestigungselement.Supporting structure according to Claim 7, characterized by at least one reinforcing element for partially reinforcing the supporting structure ( 5 ) and / or at least one fastener. Tragstruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement ein UD-Tape, eine Verstärkungsfolie, ein Organoblech oder ein Metalleinleger ist.Support structure according to claim 8, characterized in that the reinforcing element is a UD tape, a reinforcing sheet, an organic sheet or a metal insert. Tragstruktur nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Instrumententafeltragstruktur ausgebildet ist.Support structure according to one of claims 7 to 9, characterized in that it is designed as instrument panel support structure.
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