DE20009828U1 - Side protection strip - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft gewebearmierte Seitenschutzleisten oder dergleichen für Karosserien bestehend aus einem polymeren Werkstoff und einer Metalleinlage.The invention relates to fabric-reinforced side protection strips or the like for car bodies consisting of a polymer material and a metal insert.
Um die Wärmeausdehnung von stabförmigen polymeren Bauteilen zu verringern, werden unterschiedliche Verfahren angewandt. Zum einen werden gerade oder rollverformte Folien in extrudierte Bauteile eingebracht, zum anderen werden metallverstärkte, vorkonfektionierte Bauteile in Spritzgusswerkzeuge eingelegt und nachfolgend mit einem polymeren Werkstoff umspritzt. Die Herstellung der vorkonfektionierten Bauteile erfolgt über das Extrusionsverfahren.Different processes are used to reduce the thermal expansion of rod-shaped polymer components. On the one hand, straight or roll-formed films are inserted into extruded components; on the other hand, metal-reinforced, prefabricated components are inserted into injection molding tools and then overmolded with a polymer material. The prefabricated components are manufactured using the extrusion process.
Die eingesetzten Metallarmierungen erfordern einen zweiten Herstellungsarbeitsgang, der zur Erhöhung des Herstellungsaufwandes und somit zur Verteuerung des Artikels führt.
Die Metallarmierung bewirkt eine Verringerung des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Fertigteils und ermöglicht so die Verringerung der wärmebedingten Verschiebung der Leistenenden zur Blechkarosserie. Hinsichtlich der Leistenraumform bestehen jedoch Einschränkungen, da die eingesetzten metallarmierten Einlegeteile gerade und in Längsrichtung unverformt vorliegen.The metal reinforcements used require a second manufacturing step, which increases the manufacturing effort and thus makes the article more expensive.
The metal reinforcement reduces the coefficient of thermal expansion of the finished part and thus enables the heat-related displacement of the strip ends to the sheet metal body to be reduced. However, there are restrictions with regard to the shape of the strip space, as the metal-reinforced inserts used are straight and undeformed in the longitudinal direction.
Aus der DE OS 15 55 875 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zur Herstellung von Profilleisten ein metallisches Band mit einen Haftvermittler und mit einer extrudierten Schicht versehen wird. Nach dem Beschneiden der Profilleiste wird in einem Spritzgießwerkzeug als Profilabschluss die Endkappe angeformt.DE OS 15 55 875 describes a process in which a metallic strip is provided with an adhesion promoter and an extruded layer to produce profile strips. After the profile strip has been trimmed, the end cap is formed in an injection mold as a profile end.
Die vorbekannten Verfahren weisen hinsichtlich der Spritztechnik Nachteile und Mängel im Fertigungsablauf auf, indem beispielsweise die Handhabung der erwärmten Metallprofile auch halbautomatisch oder mit Entnahmegeräten problematisch und anfällig ist. Auch ein Spritzgießwerkzeug mit isolierten eingebauten Heizelementen zum Aufheizen der jeweiligen Metallprofile garantiert keinen kontinuierlich reibungslosen Verklebungsablauf zwischen den mit Haftvermittlem bzw. Kleber beschichteten Metallprofilen und dem aufgespritzten Kunststoff.
Die heiße Kunststoffspritzmasse wird mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit überThe previously known methods have disadvantages and defects in the production process with regard to the injection technology, for example the handling of the heated metal profiles is problematic and vulnerable, even semi-automatically or with removal devices. Even an injection molding tool with insulated built-in heating elements for heating the respective metal profiles does not guarantee a continuously smooth bonding process between the metal profiles coated with adhesion promoter or adhesive and the sprayed-on plastic.
The hot plastic injection mass is injected at high pressure and high speed over
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den heißen, fast flüssigen Kleber gespritzt. Dies kann zur Folge haben, dass der Kleber an einigen Stellen weggespült oder an die Oberfläche gedrückt werden kann und somit an diesen von Kleber freien Stellen keine Klebeverbindung erfolgen kann. Ein weiterer Nachteil ist, dass beim Einlegen der heißen Metallprofile der Kleber fast flüssig ist und ständig die Form verunreinigt, was sich ungünstig auf die jeweilige Oberfläche des zu spritzenden Kunststoffes auswirkt und die Ausschussquote erhöht.the hot, almost liquid adhesive is injected. This can result in the adhesive being washed away in some places or pressed onto the surface, meaning that no adhesive bond can be made in these areas where there is no adhesive. Another disadvantage is that when the hot metal profiles are inserted, the adhesive is almost liquid and constantly contaminates the mold, which has an adverse effect on the surface of the plastic being injected and increases the reject rate.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Profil-Rammschutz-Zierleisten oder dergleichen ist aus der DE 34 15 379 C2 bekannt. Hier wird ein einfaches oder in verschiedenen Formen in Walz-, Roll- oder anderen Verfahren hergestelltes Metallprofil im Extrusionsverfahren mit einer dünnen Kunststoff-Extrusionsschicht, vorzugsweise bestehend aus Weich-PVC, versehen und nach maßlichem Beschnitt in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt, worin auf diese Extrusionsschicht eine das endgültige Profil ergebende Kunststoff-Spritzschicht flächig aufgespritzt wird.Another method for producing profiled ramming protection trim strips or the like is known from DE 34 15 379 C2. Here, a simple metal profile or one produced in various forms by rolling, rolling or other processes is provided with a thin plastic extrusion layer, preferably made of soft PVC, in an extrusion process and, after being cut to size, is placed in an injection molding tool, in which a plastic injection layer resulting in the final profile is sprayed onto this extrusion layer.
Der mit hohem Einspritzdruck in das Spritzgießwerkzeug einfließende heiße Kunststoff schmilzt die Oberfläche der dünnen kalten Kunststoff-Extrusionsschicht an und verbindet sich fest und unlöslich zu dem Kunststoffgesamtprofil.The hot plastic flowing into the injection mold at high injection pressure melts the surface of the thin cold plastic extrusion layer and bonds firmly and inseparably to the overall plastic profile.
Der Nachteil dieser Lösung liegt darin, dass zusätzliche Arbeitsgänge zur Herstellung der Metallprofile und zum Aufbringen der dünnen Kunststoff-Extrusionsschicht notwendig sind. Des weiteren müssen die so hergestellten Profile vor dem Einlegen in das Spritzgießwerkzeug einen Endbeschnitt unterworfen werden.The disadvantage of this solution is that additional operations are required to produce the metal profiles and to apply the thin plastic extrusion layer. Furthermore, the profiles produced in this way must be subjected to final trimming before being placed in the injection mold.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gewebearmierte Seitenschutzleiste oder dergleichen mit einer verringerten Wärmedehnung, die schnell und wirtschaftlich herstellbar ist und die die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt, zu schaffen.The invention is therefore based on the object of creating a fabric-reinforced side protection strip or the like with reduced thermal expansion, which can be produced quickly and economically and which eliminates the aforementioned disadvantages of the prior art.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Metalleinlage aus einem Gewebestreifen in Form eine Gaze besteht.According to the invention, the object is achieved in that the metal insert consists of a fabric strip in the form of a gauze.
Der Gewebestreifen, vorzugsweise ein Stahlgazestreifen, wird direkt ohne Verwendung einer Zwischenschicht mit dem polymeren Werkstoff in einem Spritzgusswerkzeug verbunden. The fabric strip, preferably a steel gauze strip, is directly bonded to the polymeric material in an injection molding tool without the use of an intermediate layer.
Der Gewebestreifen ist durch eine Vielzahl von Öffnungen bzw. Durchbrüchen gekennzeichnet, deren Geometrie für den jeweiligen Anwendungsfall dimensioniert werden.
Dies ist abhängig von den Anforderungen an beispielsweise die Steifigkeit bzw. das Ausdehnungsverhalten des zu fertigenden Bauteils.The fabric strip is characterized by a large number of openings or perforations, the geometry of which is dimensioned for the respective application.
This depends on the requirements, for example the rigidity or expansion behavior of the component to be manufactured.
So können in einer Ausführungsform des Gewebestreifens die Öffnungen bzw. Durchbrüche engmaschig aneinander liegen und einen geringen Durchmesser aufweisen.
Während in einer weiteren Ausführungsform weitmaschige Öffnungen bzw. Durchbrüche mit größerem Durchmesser realisiert werden können.In one embodiment of the fabric strip, the openings or perforations can be closely spaced and have a small diameter.
While in another embodiment, wide-meshed openings or breakthroughs with a larger diameter can be realized.
Der erfindungsgemäße Gewebestreifen kann durch Flechten von metallischen Stäben hergestellt werden.The fabric strip according to the invention can be produced by braiding metallic rods.
Im Rahmen der Erfindung liegen jedoch auch Gewebestreifen, die aus metallischen Folien, Bändern bzw. Blechen durch nachträgliches Einbringen von Öffnungen bzw. Durchbrüchen hergestellt sind.However, the invention also includes fabric strips that are made from metallic foils, strips or sheets by subsequently introducing openings or perforations.
Die für den Gewebestreifen und die polymere Umhüllung vorgesehenen Werkstoffe werden so ausgewählt, dass das Verhältnis der Wärmeausdehnungskoeffizienten von polymerem Werkstoff zum Werkstoff des Gewebestreifens wenigstens 2 beträgt.The materials used for the fabric strip and the polymeric covering are selected so that the ratio of the thermal expansion coefficients of the polymeric material to the material of the fabric strip is at least 2.
Es wurde überraschend gefunden, dass die Verbindung derartiger Materialien vor allem ohne die Verwendung von zusätzlichen Hilfsmitteln wie beispielsweise Haftvermittler zu einen Bauteil dessen Wärmedehnung annähernd auf das Maß der des Gewebestreifens reduziert, führt.It was surprisingly found that the connection of such materials, especially without the use of additional aids such as adhesion promoters, leads to a component whose thermal expansion is reduced to approximately the same level as that of the fabric strip.
Im Rahmen der Erfindung liegt jedoch auch die Verwendung weiterer Materialien, die dem Verhältnis der Wärmeausdehnungskoeffizienten entsprechen.However, the invention also includes the use of other materials that correspond to the ratio of the thermal expansion coefficients.
Hier sind ausdehnungsarme Fasern wie beispielsweise Kohlefasern bzw. Aramidfasem anwendbar.Low-expansion fibers such as carbon fibers or aramid fibers can be used here.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen gewebearmierten Seitenschutzleiste oder dergleichen wird der Gewebestreifen im Formhohlraum eines Spritzgießwerkzeuges befestigt und mit einem polymeren Werkstoff umspritzt. Der Gewebestreifen wird der Geometrie der Seitenschutzleiste bzw. des Formhohlraumes angepasst. Durch den Einsatz des Gewebestreifens besteht große Flexibilität hinsichtlich der Bauteilgestaltung, da sichTo produce the fabric-reinforced side protection strip or the like according to the invention, the fabric strip is fastened in the mold cavity of an injection molding tool and overmolded with a polymer material. The fabric strip is adapted to the geometry of the side protection strip or the mold cavity. The use of the fabric strip provides great flexibility in terms of component design, since
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die Gewebeeinlagen an die jeweilige Kontur beispielsweise der Kernseite des Spritzgusswerkzeuges gut anschmiegen.the fabric inserts fit snugly against the respective contour, for example the core side of the injection molding tool.
Die Gewebestreifen benötigen keine weiteren Vorbehandlungen, wie z.B. Beschichtung mit einem Haftvermittler, da sich durch die Gitterstruktur im Überspritzungsvorgang ein Formschluss mit dem polymeren Werkstoff ergibt.The fabric strips do not require any further pretreatment, such as coating with an adhesion promoter, since the grid structure creates a positive connection with the polymer material during the overmolding process.
Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass ein derartiger Gewebestreifen nicht separat vorgewärmt werden muss.A further advantage is that such a fabric strip does not have to be preheated separately.
Zudem ist es möglich, die Bauteile nur partiell zu armieren. Die so hergestellten armierten polymeren Bauteile weisen weitestgehend ein Ausdehnungsverhalten auf der Basis des Materials des Gewebewerkstreifens auf. Bei Wärmelagerung im verbauten Zustand tritt eine stark verringerte Relativbewegung zwischen der Seitenschutzleiste und der Karosserie des Fahrzeuges auf. Die führt dazu, dass enge Fugen zwischen den angebrachten Seitenschutzleisten oder dergleichen realisiert werden können.It is also possible to only partially reinforce the components. The reinforced polymer components produced in this way largely exhibit an expansion behavior based on the material of the fabric strip. When stored in a heat-resistant state in the installed state, a greatly reduced relative movement occurs between the side protection strip and the body of the vehicle. This means that narrow gaps can be created between the attached side protection strips or the like.
Die Materialeinflüsse bei der Bauteilschwindung des Kunststoffes werden weitestgehend durch den Gewebestreifen aus Metall unterdrückt.The material influences on the shrinkage of the plastic component are largely suppressed by the metal fabric strip.
Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt: Fig. 1 Schnittdarstellung einer SeitenschutzleisteThe invention will be explained in more detail using an embodiment.
It shows: Fig. 1 Sectional view of a side protection strip
In der Figur 1 ist ein Querschnitt der erfindungsgemäßen Seitenschutzleiste (1) im Schnitt dargestellt. Die Seitenschutzleiste (1) besteht aus einem Stahlgewebestreifen (3) mit Gitterstruktur und dem ihm umgebenden polymeren Werkstoff (2), durch den die Seitenschutzleiste (1) ihre räumliche Form erhält.Figure 1 shows a cross-section of the side protection strip (1) according to the invention. The side protection strip (1) consists of a steel fabric strip (3) with a grid structure and the polymer material (2) surrounding it, which gives the side protection strip (1) its spatial shape.
Der vorkonfektionierte Stahlgewebestreifen (3) wird in dem Spritzgusswerkzeug befestigt und schmiegt sich aufgrund seiner Flexibilität an die Kernseite des Werkzeuges an. Nach dem Schließen des Werkzeuges wird mit hohem Einspritzdruck und hoher Einspritzgeschwindigkeit der heiße polymere Werkstoff (2) eingebracht. Der polymere Werkstoff (2) füllt den entsprechenden Formhohlraum aus und durchdringt dabei die Gitterstruktur des Stahlgewebes (3). Dadurch erfolgt ein Formschluss des polymeren Werkstoffes (2) mit demThe prefabricated steel mesh strip (3) is attached to the injection molding tool and, due to its flexibility, clings to the core side of the tool. After closing the tool, the hot polymer material (2) is introduced at high injection pressure and high injection speed. The polymer material (2) fills the corresponding mold cavity and penetrates the lattice structure of the steel mesh (3). This creates a positive connection between the polymer material (2) and the
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Stahlgewebestreifen (3).Steel mesh strips (3).
Zur Herstellung der Verbindung des Stahlgewebestreifens (3) mit dem polymeren Werkstoff (2) ist keine Vorbehandlung durch Auftragen eines Haftvermittlers oder ein Vorwärmen der Armierung notwendig.To create the connection between the steel mesh strip (3) and the polymeric material (2), no pretreatment by applying an adhesion promoter or preheating the reinforcement is necessary.
Der Stahlgewebestreifen (3) kann sowohl mittig in der Seitenschutzleiste (1) als auch in der Nähe der Unterseite angeordnet sein.The steel mesh strip (3) can be arranged either centrally in the side protection strip (1) or near the underside.
Der Stahlgewebestreifen (3) kann partiell als vollflächig umschlossen sein.
Das Herstellungsverfahren kann durchgeführt werden mit allen aus dem Stand der Technik bekannten thermoplastische Kunststoffen bzw. Kunststoffmischungen, insbesondere PoIycarbonat, Polyamid, Polyestern, ABS oder Polypropylen. Eine Verbesserung der Haftung zwischen dem Stahlgewebestreifen (3) und dem polymeren Werkstoff (2) durch Beschichtung mit einem Haftvermittler oder einem Kleber ist nicht notwendig, da der Stahlgewebestreifen (3) als Gaze mit einer definierten Maschengröße ausgebildet ist und diese Maschen vom polymerem Werkstoff (2) durchdrungen werden.The steel mesh strip (3) can be partially enclosed rather than fully enclosed.
The manufacturing process can be carried out with all thermoplastics or plastic mixtures known from the state of the art, in particular polycarbonate, polyamide, polyesters, ABS or polypropylene. Improving the adhesion between the steel mesh strip (3) and the polymer material (2) by coating with an adhesion promoter or an adhesive is not necessary, since the steel mesh strip (3) is designed as a gauze with a defined mesh size and these meshes are penetrated by the polymer material (2).
- Schutzansprüche -- Protection claims -
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE102006007253A1 (en) * | 2006-02-15 | 2007-08-23 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Motor vehicle-hybrid component e.g. structure- or chassis component, has metal component and plastic component connected with each other by integration of form-closure layer that is adhesively joined with metal component |
| DE102010005872B4 (en) * | 2009-01-30 | 2012-04-26 | Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) | Dimensionally stable molded part |
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2000
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