DE19910822C1

DE19910822C1 - Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteiles

Info

Publication number: DE19910822C1
Application number: DE1999110822
Authority: DE
Inventors: Michael Hock; Heiko Muentinga
Original assignee: Wagon Automotive GmbH
Current assignee: Wagon Automotive GmbH
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2000-06-21
Anticipated expiration: 2019-03-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils, insbesondere einer Schachtleiste o. dgl. für eine Kraftfahrzeugtür. DOLLAR A Um zu erreichen, daß ein derartiges Strukturbauteil (1; 8; 22) einfach herstellbar ist und ein gegenüber vergleichbaren Strukturbauteilen geringeres Gewicht aufweist, ohne daß damit eine Verminderung der Steifigkeit des Bauteils verbunden ist, schlägt die Erfindung vor, als Strukturbauteil (1; 8; 22) einen Formkörper (4; 11; 25) aus einem energieabsorbierenden Schaum zu verwenden, welcher von mindestens zwei schalenförmig aufgebauten Blechteilen (2, 3; 9, 10; 23, 24) umschlossen und mit diesen Teilen kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteiles, insbesondere einer Schachtleiste o. dgl. für eine Kraftfahrzeugtür, wobei das Strukturbauteil aus minde stens zwei schalenförmig miteinander verbundenen und einen Hohlkörper bildenden Blech teilen besteht und die Blechteile zur Aussteifung des Strukturbauteiles einen aus einem energieabsorbierenden Schaum bestehenden Formkörper umschließen, der mit den Innen wänden der Blechteile kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist.

Leistenförmige Strukturbauteile werden beispielsweise in Kraftfahrzeugtüren im Bereich des Fen sterschachtes angeordnet und dienen zur Schachtverstärkung. Damit diese häufig aus Aluminium bestehenden Schachtleisten sowohl eine ausreichende Stabilität als auch ein möglichst geringes Gewicht besitzen, sind sie als Hohlprofile ausgebildet und werden üblicherweise mittels Strang pressens hergestellt.

Nachteilig ist bei diesen bekannten Strukturbauteilen unter anderem, daß ihre Herstellung relativ aufwendig ist. Außerdem weisen die Strangpreßprofile eine Mindestwandstärke auf, die verfah rensbedingt nicht unterschritten werden kann, und besitzen daher ein relativ hohes Gewicht.

Aus der DE 32 22 887 C2 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteiles hoher Steifigkeit bekannt, das sich aus zwei schalenförmig miteinander verbundenen und einen Hohlkörper bildenden Blechteilen zusammensetzt, wobei der von den Blechteilen um schlossene Hohlraum vollständig mit einem Kunststoffschaum gefüllt wird.

Aus der DE 37 36 211 A1 ist ferner ein aus zwei Profilschienen zusammengesetzter, einen Hohlraum umschließenden Körper bekannt, bei dem der Hohlraum mindestens teilweise mit einem Füllkörper aus einem elastischen Material ausgefüllt wird. Bei dem Füllkörper kann es sich beispielsweise um einen Kunststoffschaum handeln, der in Form eines stab- bzw. bandförmigen Halbzeugs bzw. Zwischenproduktes in den Hohlraum einsetzbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines leistenförmigen Strukturbauteiles anzugeben, welches einfach herstellbar ist und ein gegenüber vergleichbaren Strukturbauteilen geringeres Gewicht aufweist, ohne daß damit eine Verminderung der Stei figkeit des Bauteiles verbunden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, be sonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, zur Herstellung des jeweiligen Strukturbauteiles nicht ein Strangpreßprofil zu verwenden, sondern einen Formkörper aus einem energieabsorbierenden Schaum, welcher von mindestens zwei schalenförmig aufgebauten Blech teilen umschlossen und mit diesen Teilen kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden wird. Die schalenförmigen Blechteile können beispielsweise durch Punkt- oder Laserschweißen, Kleben, Stanznieten oder einer Schraubverbindung miteinander verbunden werden. Der Formkörper kann ein- oder mehrteilig sowie als Voll- als auch als Hohlkörper aufgebaut werden.

Die schalenförmigen Blechteile können mit sehr geringer Wandstärke (z. B. 0,8 mm) durch Prägen gefertigt werden, so daß das gesamte Strukturbauteil (einschließlich des Formkörpers) ein we sentlich geringeres Gewicht aufweist, als ein Strangpreß-Hohlprofil mit vergleichbaren Eigen schaften.

Außerdem weisen energieabsorbierende Schäume den Vorteil auf, daß sie schallabsorbierend wir ken.

Als energieabsorbierende Schäume kommen sowohl Metall- als auch Kunststoffschäume in Betracht, wobei sich aufgrund ihrer hohen Energieabsorption als Material für den Formkörper Me tallschäume, insbesondere Aluminiumschäume, als vorteilhaft erwiesen haben, so daß das Strukturbauteil gleichzeitig als Aufpralldämpfer wirkt.

Vorteilhafterweise können ferner durch Einprägungen in die schalenförmigen Blechteile Noppen erzeugt werden, die auf der Innenwand hervorstehen und einen vorbestimmten Abstand der Blechteile von dem Formkörper festlegen, so daß sich ein definierter Klebespalt ergibt. Zur Verbesserung der Haftung des Klebers können die Innenwände der Blechteile und/oder des Formkörpers genarbt oder gerippt ausgebildet werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs beispielen. Es zeigen:

Fig. 1 die Explosionsdarstellung eines Teilbereiches der erfindungsgemäßen Schachtleiste einer Fahrzeugtür;

Fig. 2 die Fig. 1 entsprechende Explosionsdarstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Schachtleiste;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Schachtleiste im zusammengebauten Zustand

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des in Fig. 3 mit IV bezeichneten Bereiches.

Fig. 5 den Fig. 4 entsprechenden Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Schacht leiste und

Fig. 6 den Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schacht leiste mit Flanschteilen, die eine größere Wandstärke aufweisen als die den Formkörper begrenzenden Blechtei le.

In Fig. 1 ist mit 1 die Schachtleiste einer Fahrzeugtür be zeichnet, die sich aus zwei schalenförmig miteinander ver bindbaren Blechteilen 2, 3 aus Aluminium und einem als Vollkörper ausgebildeten Formkörper 4 aus Aluminiumschaum zusammensetzt. Außerdem ist zur Befestigung an der Schacht leiste 1 ein Funktionsteil 5 vorgesehen, welches z. B. mit dem Blechteil 3 verschweißt werden kann.

Zur Herstellung der Schachtleiste 1 werden zunächst die scha lenförmigen Blechteile 2 und 3 durch entsprechende an sich bekannte Prägevorgänge gefertigt. Dann wird das Funktionsteil 5 an dem Blechteil 3 z. B. durch Laserschweißen befestigt. An schließend wird auf die Innenwände 6, 7 der Blechteile 2, 3 eine Klebeschicht aufgebracht und der aus dem Aluminiumschaum bestehende vorgefertigte Formkörper 4 in die schalenförmigen Blechteile 2, 3 gelegt. Die Blechteile 2, 3 mit dem Formkör per 4 werden mit einer Presse zusammengefahren und dann z. B. durch Punktschweißen miteinander verbunden. Abschließend wird die derart vorgefertigte Schachtleiste 1 in einem Ofen zur Aushärtung der Klebeschicht erwärmt.

In Fig. 2 ist eine mit 8 bezeichnete Schachtleiste darge stellt, die zwei schalenförmige Blechteile 9, 10 und einen als Hohlkörper ausgebildeten Formkörper 11 aus einem Kunst stoffschaum (z. B. Polyurethan-Schaum) umfaßt. Der Formkörper 11 setzt sich aus zwei, in Richtung der Längsachse 12 der Schachtleiste 8 gesehen, formschlüssig ergänzenden Segmenten 13, 14 zusammen. Zur Befestigung der beiden Blechteile 9, 10 sind randseitig Flanschteile 15, 16 vorgesehen, die an die schalenförmigen Blechteile 9, 10 z. B. angeschweißt sind.

Zur Herstellung der Schachtleiste 8 werden zunächst wiederum die beiden Blechteile 9, 10 durch Prägen gefertigt. Dabei werden durch Einprägungen in die Blechteile Noppen 17 er zeugt, die auf den Innenwänden 18, 19 der Blechteile 9, 10 hervorstehen (Fig. 4) und einen Klebespalt 20 zwischen den Innenwänden 18, 19 und dem Formkörper 11 definieren.

Anschließend wird auf die Innenwände 18, 19 der beiden scha lenförmigen Blechteile 9, 10 jeweils eine Klebeschicht 21 aufgebracht und der aus dem Kunststoffschaum bestehende vor gefertigte Formkörper 11 in die schalenförmigen Blechteile 9, 10 gelegt. Die Blechteile werden wiederum mit dem Formkörper 11 in einer Presse zusammengefahren, dann z. B. durch Punkt schweißen im Bereich der Flanschteile 15, 16 miteinander verbunden und abschließend zur Aushärtung der Klebeschicht 21 in einem Ofen erwärmt.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So gibt Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder, bei dem die mit 17' und 17" bezeichneten Noppen zur besseren (formschlüssi gen) Verbindung zwischen dem Blechteil 10 und dem Formkörper 11 nachträglich in das Blechteil 10 gedrückt wurden und sich bis in den Formkörper hinein erstrecken. Dabei können die Noppen 17' und 17" unterschiedlich lang sein.

Fig. 6 zeigt den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Schacht leiste 22 mit Blechteilen 23, 24 und einem Formkörper 25, bei der die an den Blechteilen angeordneten Flanschteile 26, 27 eine größere Wandstärke aufweisen als die den Formkörper 25 begrenzenden Bereiche der Blechteile 23, 24. Eine derartige Ausgestaltung ist häufig erforderlich, um eine sichere Schweißverbindung im Bereich der Flanschteile vornehmen zu können.

Bezugszeichenliste

1

Schachtleiste, Strukturbauteil

2

,

3

Blechteile

4

Formkörper

5

Funktionsteil

6

,

7

Innenwände

8

Schachtleiste, Strukturbauteil

9

,

10

Blechteile

11

Formkörper

12

Längsachse

13

,

14

Segmente

15

,

16

Flanschteile

17

Noppen

17

',

17

" Noppen

18

,

19

Innenwände

20

Klebespalt

21

Klebeschicht

22

Schachtleiste, Strukturbauteil

23

,

24

Blechteile

25

Formkörper

26

,

27

Flanschteile

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteiles (1; 8; 22), insbesondere einer Schachtlei ste o. dgl. für eine Kraftfahrzeugtür, wobei das Strukturbauteil (1; 8; 22) aus mindestens zwei schalenförmig miteinander verbundenen und einen Hohlkörper bildenden Blechteilen (2, 3; 9, 10; 23, 24) besteht und die Blechteile (2, 3; 9, 10; 23, 24) zur Aussteifung des Struktur bauteiles (1; 8; 22) einen aus einem energieabsorbierenden Schaum bestehenden Formkör per (4; 11; 25) umschließen, der mit den Innenwänden der Blechteile (2, 3; 9, 10; 23, 24) kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist, mit den Merkmalen:

a) es werden zunächst die miteinander zu verbindenden schalenförmigen Blechteile (2, 3; 9, 10; 23, 24) durch entsprechende Prägevorgänge hergestellt,
b) anschließend werden die geprägten Blechteile (2, 3; 9, 10; 23, 24) innenseitig jeweils mit einer Klebeschicht (21) versehen,
c) dann wird ein aus einem energieabsorbierenden Schaum bestehender vorgefertigter Formkörper (4; 11; 25) in die schalenförmigen Blechteile (2, 3; 9, 10; 23, 24) gelegt und die Blechteile (2, 3; 9, 10; 23, 24) mittels einer Presse zusammengefahren und
d) schließlich werden die schalenförmigen Blechteile (2, 3; 9, 10; 23, 24) randseitig mitein ander verbunden und eine Aushärtung der Klebeschicht (21) vorgenommen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechteile (2, 3; 9, 10; 23, 24) durch Punkt- oder Laserschweißen, Kleben, Stanznieten oder einer Schraubverbindung miteinander verbunden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Blechteilen (9, 10) durch Einprägungen Noppen (17) erzeugt werden, die auf den Innenwänden (18, 19) der Blechteile (9, 10) hervorstehen, derart, daß zwischen den Innenwänden (18, 19) der Blechteile (9, 10) und dem aus einem energieabsorbierenden Schaum bestehenden Form körper (11) sich ein definierter Klebespalt (20) ergibt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verbinden der beiden Blechteile (9, 10) durch Einprägungen Noppen (17, 17") erzeugt werden, die auf den Innenwänden (18, 19) der Blechteile (9, 10) hervorstehen und sich bis in den Formkör per (11) erstrecken, derart, daß sich zwischen den Blechteilen (9, 10) und dem Formkörper (11) eine Formschlußverbindung ergibt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schalen förmigen Blechteile (9, 10; 23, 24) mit Flanschteilen (15, 16; 26, 27) versehen werden, über welche sie nach Einbringen des Formkörpers (11; 25) miteinander verbindbar sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis S. dadurch gekennzeichnet, daß als energie absorbierender Schaum ein Metall- oder Kunststoffschaum verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als energieabsorbierender Schaum ein Leichtmetallschaum verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem energieabsorbierenden Schaum bestehende Formkörper (11) aus mindestens zwei sich formschlüssig ergänzenden Segmenten (13, 14) zusammengesetzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem energieabsorbierenden Schaum bestehende Formkörper (11) als Hohlkörper ausgebildet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Blechteile (2, 3; 9, 10; 23, 24) ein Leichtmetall verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen wände (6, 7; 18, 19) der Blechteile (2, 3; 9, 10; 23, 24) und/oder die Außenwand des Formkör pers (4; 11; 25) mit einer genarbten oder gerippten Oberfläche versehen werden.