DE10311793A1

DE10311793A1 - Verfahren zur Herstellung eines mindestens zweifarbigen Bauteils

Info

Publication number: DE10311793A1
Application number: DE2003111793
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Remmert; Jens Dipl.-Ing. Jaworski
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-12-02

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens zweifarbigen Bauteils eines Kraftfahrzeugs mit hochwertiger Oberfläche, wobei mindestens zwei jeweils andersfarbige Teilelemente (10, 11) des Bauteils (12) durch wenigstens einen Fügeschritt unter Verwendung mindestens einer Abdeckleiste (13), die nach dem Fügen die Fügenaht den beiden Teilelementen (10, 11) abdeckt, miteinander verbunden werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens zweifarbigen Bauteils eines Kraftfahrzeugs mit hochwertiger Oberfläche.

Die DE 199 51 785 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Außenhautteiles einer Fahrzeugkarosserie, welches in verschiedenen Teilbereichen verschiedenfarbig ausgebildet ist, wobei eine lichtdurchlässige Außenhaut verwendet wird, die in den einzelnen Teilbereichen mit verschiedenfarbigem Material hinterfüttert ist. In einem formgebenden Werkzeug wird eine als Außenhaut dienende Kunststofffolie mit unterschiedlich eingefärbtem Kunststoffmaterial hinterspritzt. Hier wird für die Außenhaut eine transparente Kunststofffolie verwendet, wobei bei hohen Anforderungen an die äußere Oberfläche der Folie für diese nur ungefüllte Kunststoffe verwendet werden können. In vielen Anwendungsbereichen haben solche Kunststofffolien nicht die geforderten Materialeigenschaften. Ein weiterer Nachteil des vorbekannten Verfahrens besteht darin, dass bei einem Übergang zu einer Herstellung andersfarbiger Bauteile ein hoher Aufwand entsteht, da die gesamte Spritzmaschine zunächst gereinigt werden muss, bevor ein Hinterspritzen mit andersfarbigen Kunststoffen erfolgen kann.

Für die Herstellung mindestens zweifarbiger Bauteile, insbesondere von Außenbeplankungsbauteilen mit einer hochwertigen (sogenannte Class-A) Außenhaut-Oberfläche, das heißt mit einer Lackqualität, stehen im Automobilbau derzeit keine geeigneten in der Serie wirtschaftlich einsetzbaren Verfahren zur Verfügung. In vielen Fällen bestehen hohe Anforderungen an die Materialeigenschaften derartiger Bauteile, beispielsweise wird ein hohes E-Modul gefordert und/oder eine geringe Ausdehnung bei Wärmeeinfluss, so dass es in diesen Anwendungsfällen ratsam ist, faserverstärkte Kunststoffe zu verwenden. Außerdem sollte ein Herstellprozess bei einer Serienfertigung solcher Bauteile möglichst kontinuierlich erfolgen, so dass Reinigungsarbeiten, wie sie bei dem zuvor genannten Stand der Technik bei einem Farbwechsel notwendig werden, zu vermeiden sind.

Grundsätzlich ist die Herstellung dekorbeschichteter Formteile durch Hinterspritzen des Dekormaterials mit einem thermoplastischen Material aus dem Stand der Technik bekannt. Ein entsprechendes Verfahren wird beispielsweise in der DE 43 17 233 A1 beschrieben. Bei dem bekannten Verfahren wird davon ausgegangen, dass die Dekorschicht aus einem einheitlichen Dekormaterial gebildet wird. Ein solches Verfahren liefert keine Anregung zur Herstellung eines an einer Sichtseite (Dekorseite) mindestens zweifarbigen Bauteils.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens zweifarbigen Bauteils der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, bei dem die Fügenaht zwischen den jeweils andersfarbigen Teilelementen des Bauteils abgedeckt ist.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines mindestens zweifarbigen Bauteils der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens zwei jeweils andersfarbige Teilelemente des herzustellenden Bauteils durch wenigstens einen Fügeschritt unter Verwendung mindestens einer Abdeckleiste miteinander verbunden werden, die nach dem Fügen die Fügenaht zwischen den beiden Teilelementen abdeckt. Vorzugsweise werden die beiden Teilelemente miteinander verschweißt, beispielsweise durch Laserschweißen. Die beiden andersfarbigen Teilelemente werden dabei vorzugsweise jeweils mit der Unterseite der Abdeckleiste verschweißt. Diese Abdeckleiste weist weiterhin vorzugsweise jeweils Bereiche an ihrer Unterseite (Abdeckeeite) auf, die nach der Verbindung einen Bereich des jeweiligen Teilelements abdeckt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann diese Abdeckleiste beispielsweise wenigstens einen Steg umfassen, der sich nach dem Fügevorgang zwischen den jeweils aneinandergrenzenden Bereichen der beiden Teilelemente erstreckt. Vorzugsweise steht dieser Steg der Abdeckleiste nach dem Fügevorgang gegenüber der Rückseite der beiden Teilelemente des Bauteils vor. Das auf diese Weise aus den beiden Teilelementen und der Abdeckleiste nach dem Fügevorgang erhaltene Bauteil kann danach hinterspritzt oder hinterschäumt werden.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen verschiedene mögliche Varianten zur Verbindung der beiden andersfarbigen Teilelemente mit der Abdeckleiste. Insbesondere kann man eine Steckverbindung zwischen der Abdeckleiste und mindestens einem der Teilelemente herstellen. Beispielsweise kann man die Abdeckleiste mit mindestens einer Nut versehen, in die ein endseitiger Bereich mindestens eines der Teilelemente eingesteckt werden kann. Nach dem Herstellen einer solchen Steckverbindung zwischen dem einen oder beiden Teilelementen und der Abdeckleiste kann das so erhaltene Bauteil hinterspritzt oder hinterschäumt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch mindestens ein Schritt vorgesehen sein, in dem die Abdeckleiste mit mindestens einem der Teilelemente verklebt wird. Vorzugsweise wird dabei die Abdeckleiste mit einer der Sichtseite des Bauelements abgewandten Rückseite mit einem der Teilelemente oder beiden Teilelementen verklebt. Eine solche Klebeverbindung kommt als Alternative zur vorgenannten Steckverbindung in Betracht oder man wählt eine Kombination aus beiden Fügeverfahren. Eine weitere alternative Möglichkeit ist das zuvor erwähnte Laserverschweißen der Abdeckleiste mit mindestens einem oder mit beiden Teilelementen.

Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
1a einen ersten Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verbindung zweier andersfarbiger Bauteile mit einer Abdeckleiste gemäß einer ersten Variante der Erfindung;
1b eine entsprechende Ansicht in einem späteren Stadium des Verfahrens,
1c eine weitere Ansicht in einem späteren Stadium des Verfahrens;
2a eine schematisch vereinfachte Ansicht betreffend eine alternative Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Phase;
2b eine entsprechende Ansicht in einer späteren Phase des Verfahrens;
2c eine weitere Ansicht in einer späteren Phase des Verfahrens;
3a eine schematisch vereinfachte Ansicht gemäß einer weiteren alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens;
3b eine entsprechende Ansicht in einem späteren Stadium des Verfahrens,
3c eine weitere Ansicht in einer späteren Phase des Verfahrens.
Zunächst wird auf die 1a bis 1c Bezug genommen und anhand dieser eine erste alternative Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. 1a zeigt zwei Folien 10, 11, die farbig sind, wobei der Begriff „farbig" auch schwarz oder weiß umfasst, und diese miteinander zu verbindende Teilelemente zur Herstellung eines mindestens zweifarbigen Bauteils im Sinne der vorliegenden Erfindung bilden. Zur Verbindung der beiden Teilelemente 10, 11 wird eine Abdeckleiste 13 verwendet, die wie man aus 1a erkennt eine flache Unterseite mit den Bereichen 14, 15 aufweist, die nach der Verbindung jeweils beispielsweise streifenartige Bereiche der Teilelemente 10, 11 abdeckt. Die Abdeckleiste 13 weist weiterhin einen Steg 16 auf, der sich wie man insbesondere in 1b erkennt nach der Verbindung zwischen den Endkanten der beiden farbigen Teilelemente 10, 11 erstreckt. 1b zeigt den Zustand nach der Verbindung der beiden unterschiedlich farbigen Teilelemente 10, 11 zu einem Bauteil 12, wobei die Oberseite des Bauteils 12 in der Zeichnung gemäß 1b dessen spätere Sichtseite darstellt. Zum Verbinden der Abdeckleiste 13 mit den beiden farbigen Teilelementen 10, 11 eignet sich insbesondere das Laserschweißen, das heißt, dass die Bereiche 14, 15 an der Unterseite der Abdeckleiste 13, die vorzugsweise flach sind, wie dies in den 1a und 1b dargestellt ist, auf den entsprechenden von der Abdeckleiste 13 überdeckten Bereichen der Teilelemente 10, 11 aufliegen und mit diesen vorzugsweise streifenförmigen Bereichen der Teilelemente 10, 11 danach verschweißt werden. Nach dem Verbindungsvorgang beispielsweise durch Laserschweißen wird ausgehend von dem in 1b dargestellten Zustand das Bauteil 12 in ein Werkzeug eingelegt und anschließend mit einem geeigneten Kunststoff 17 hinterspritzt oder hinterschäumt. Dieser Kunststoff 17 bildet dann eine Trägerschicht für die beiden farbigen Folien 10, 11 und es wird ein sichtseitig zweifarbiges Bauteil erhalten. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können beispielsweise Karosseriebauteile mit hochwertiger mehrfarbiger Oberfläche hergestellt werden, die die Eigenschaften einer lackierten Oberfläche haben kann.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 2a bis 2c ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Bei dieser Variante ist die Abdeckleiste 18 mit zwei seitlichen Nuten 19, 20 versehen, so dass die jeweiligen Endbereiche 21, 22 zweier verschiedenfarbiger Teilelemente 10, 11 in diese Nuten 19, 20 der Abdeckleiste 18 einsteckbar sind. Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird also eine Verbindung zwischen den beiden unterschiedlich farbigen Teilelementen 10, 11, über die Abdeckleiste zu dem in 2b dargestellten mehrfarbigen Bauteil 23 erzielt, die im Wesentlichen eine Steckverbindung ist. Dabei kann eine solche Steckverbindung mit einer Klebeverbindung kombiniert werden, indem ein Klebstoff (nicht dargestellt) beispielsweise in die Nuten 19, 20 der Abdeckleiste eingebracht wird. Das so hergestellte mehrfarbige Bauteil umfassend die beiden farbigen Teilelemente 10, 11 und die Abdeckleiste 18 wird dann in ein Werkzeug eingelegt und mit einem geeigneten Kunststoff 24 hinterspritzt, so dass das endgültige Bauteil 23 erhalten wird, wie es in 2c dargestellt ist. Der Kunststoff 24 bildet wiederum eine Trägerschicht, die dem Bauteil 23 beispielsweise die für ein Karosseriebauteil erforderliche Stabilität verleiht, während die beiden farbigen Folien 10, 11 dem Bauteil 23 an der Sichtseite eine mehrfarbige hochwertige Oberfläche in Lackqualität verleihen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 3a bis 3c eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es sind wiederum zwei unterschiedlich farbige Teilelemente 10, 11 vorgesehen, die mittels einer Abdeckleiste 25 verbunden werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Form der Abdeckleiste 25 im Profil etwas anders. Die Abdeckleiste 25 ist an ihrer den Teilelementen 10, 11 zugewandten Rückseite 26 abgestuft ausgebildet. Der Steg 16 ragt zwischen die beiden Teilelemente ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a. Bei der Variante gemäß den 3a bis 3c sind diejenigen Bereiche der Rückseite 26 der Abdeckleiste 25, die sich nach dem Fügevorgang mit entsprechenden etwa streifenartigen Bereichen 10a, 11a der beiden farbigen Teilelemente 10, 11 überlappen etwas schmaler ausgebildet. Durch die abgestufte Rückseite weist die Abdeckleiste 25 neben den Überlappungsbereichen Anschlussbereiche 28, 29 an beiden Seiten auf, die beidseitig neben dem mittigen Steg 16 liegen. Nach dem Fügevorgang durch Kleben wird das in 3b dargestellte Bauteil 27 erhalten. Aus dieser Darstellung erkennt man, dass die Anschlussbereiche 28, 29 in ihrer Materialstärke so gewählt sind, dass sie der Materialstärke der folienartigen Teilelemente 10, 11 entsprechen, wodurch sich im verbundenen Zustand ein bündiger Anschluss der Endbereiche 10a, 11a der Teilelemente an die Anschlussbereiche 28, 29 der Abdeckleiste 25 ergibt. Die Teilelemente 10, 11 können zum Einen mit dem rückseitigen Bereich 26 der Abdeckleiste und zusätzlich stirnseitig mit den auf Stoß angrenzenden Anschlussbereichen 28, 29 verklebt werden. Das nach Herstellung der Klebeverbindung erhaltene Bauteil 27 gemäß 3b wird dann wie in 3c dargestellt in ein Werkzeug eingelegt und mit einem geeigneten Kunststoff 24 hinterspritzt oder hinterschäumt, wodurch ein ähnliches zweifarbiges Karosseriebauteil erhältlich ist, wie in den zuvor beschriebenen Verfahrensvarianten gemäß den Ausführungsbeispielen der 1c und 2c.

10, 11: Teilelemente
12: Bauteil
13: Abdeckleiste
14, 15: Bereiche der Unterseite
16: Steg
17: Kunststoff
18: Abdeckleiste
19, 20: Nuten
21, 22: Endbereiche
23: endgültiges Bauteil
24: Kunststoff
25: Abdeckleiste
26: rückseitiger Bereich
27: Bauteil
28, 29: Anschlussbereiche

Claims

Verfahren zur Herstellung eines mindestens zweifarbigen Bauteils eines Kraftfahrzeugs mit hochwertiger Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei jeweils andersfarbige Teilelemente (10, 11) des Bauteils (12) durch wenigstens einen Fügeschritt unter Verwendung mindestens einer Abdeckleiste (13), die nach dem Fügen die Fügenaht zwischen den beiden Teilelementen (10, 11) abdeckt, miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilelemente (10, 11) miteinander verschweißt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilelemente (10, 11) durch Laserschweißen miteinander verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilelemente (10, 11) jeweils mit der Unterseite der Abdeckleiste (13) verschweißt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckleiste (13) jeweils Bereiche (14, 15) an ihrer Unterseite aufweist, die nach der Verbindung einen Bereich des jeweiligen Teilelements (10, 11) abdecken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckleiste (13) wenigstens einen Steg (16) umfasst, der sich nach dem Fügevorgang zwischen den jeweils aneinandergrenzenden Bereichen der beiden Teilelemente (10, 11) erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (16) der Abdeckleiste (13) nach dem Fügevorgang gegenüber der Rückseite der beiden Teilelemente (10, 13) des Bauteils (12) vorsteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das aus den beiden Teilelementen (10, 11) und der Abdeckleiste (13) entstandene Bauteil (12) nach dem Fügevorgang hinterspritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer zum Verbinden der beiden Teilelemente (10, 11) verwendeten Abdeckleiste (18) und mindestens einem der Teilelemente (10, 11) eine Steckverbindung hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abdeckleiste (18) und beiden Teilelementen (10, 11) jeweils eine Steckverbindung hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckleiste (18) mindestens eine Nut (19, 20) zum Einstecken des endseitigen Bereichs (21, 22) mindestens eines der Teilelemente (10, 11) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das nach Herstellung der Steckverbindung zwischen den mindestens zwei Teilelementen (10, 11) und der Abdeckleiste (18) hergestellte Bauteil (23) anschließend hinterspritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens einen Schritt umfasst, in dem eine Abdeckleiste (25) mit mindestens einem der Teilelemente (10, 11) verklebt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckleiste (25) mit einer der Sichtseite des Bauelements abgewandten Rückseite (26) mit mindestens einem der Teilelemente (10, 11), vorzugsweise mit beiden Teilelementen verklebt wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das nach dem Verkleben der Abdeckleiste (25) mit den Teilelementen (10, 11) hergestellte Bauteil (27) anschließend hinterspritzt wird.
Mindestens zweifarbiges Bauteil, vorzugsweise Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs mit hochwertiger Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nach einem Verfahren mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 14 hergestellt wurde.