DE202008000082U1

DE202008000082U1 - Fahrzeugkarosserieteil oder Verkleidungselement in Verbundbauweise

Info

Publication number: DE202008000082U1
Application number: DE200820000082
Authority: DE
Original assignee: Parat Automotive Schoenenbach GmbH and Co KG
Current assignee: Parat Beteiligungs GmbH
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2018-07-01

Abstract

Fahrzeugkarosserieteil oder Verkleidungselement in Verbundbauweise, aufweisend eine feste Außenhaut und mindestens eine an der Innenseite der Außenhaut in einer Schäumform aufgeschäumte Kunststoffschicht mit einer flächenförmigen Verstärkungseinlage, dadurch gekennzeichnet,
– dass die Verstärkungseinlage (4) ein löchriges Geflecht, ein Gitter aus biegbaren Kunststofffasern oder -fäden oder aus Metalldrähten, ein Lochblech oder ein flächiges Streckmetall ist,
– dass die Verstärkungseinlage (4) in die Kunststoffschicht in einem definierten Abstand zur Innenseite der Außenhaut (5) eingebettet ist,
– dass die Kunststoffschicht verteilt über die sichtbare Oberfläche Stützpunkte aufweist, die durch die nach dem Schäumungsprozess heraus- oder abgelösten Abstandhalter (3, 7) gebildet sind,
– dass die Abstandshalter (3, 7) an der Unterseite des Oberwerkzeugs (2) der Schäumform befestigt sind und Vorrichtungen zum Fixieren (8, 9, 10) der Verstärkungseinlage (4) in einem definierten Abstand zur Innenseite der Außenhaut (5) während der Umschäumung aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugkarosserieteil oder Verkleidungselement in Verbundbauweise, aufweisend eine Außenhaut und mindestens eine an der Innenseite der Außenhaut in einer Schäumform aufgeschäumte Kunststoffschicht mit einer flächenförmigen Verstärkungseinlage, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Fahrzeugkarosserieteils oder Verkleidungselementes und ein Schäumwerkzeug für die Herstellung.
Aus der DE 101 61 745 A1 ist ein Verbundbauteil für Fahrzeugkarosserien, insbesondere für Fahrzeugdächer, bekannt, das eine feste Außenhaut und eine an der Innenseite der Außenhaut in einer Schäumform aufgeschäumte Kunststoffschicht aufweist. An der Innenseite der Kunststoffschicht ist eine Verstärkungsschicht mit angeschäumt, die in der Schäumform von der Außenhaut in einem definierten Abstand gehalten ist. Dies erfolgt durch zwischen der Verstärkungsschicht und der Außenhaut eingefügte Abstandshalter, die sich an der Außenhaut abstützen. Die Abstandshalter werden ebenfalls mit eingeschäumt. Die Abstandshalter können beim Eintrag der Kunststoffschicht in einem Schäumwerkzeug unter Aufbringung einer vorbestimmten Kraft partiell verformt werden. Die Verstärkungsschicht und die Abstandshalter werden von dem Kunststoff der Kunststoffschicht durchdrungen. Als Außenhaut ist eine Kunststofffolie mit einer Dicke ≥ 0,5 mm vorgesehen, die im Thermoformverfahren unter Vakuum bildung auf eine Form gesogen und in eine gewünschte Form gebracht werden kann. Ein so in der Form vorgeprägtes Gebilde wird dann in dem Schäumwerkzeug z. B. unter Anwendung der FLI-Technologie mit Polyurethanschaum, gebildet aus einem Polyol, und mit einem Isocyanat hinterspritzt. Auf diese Weise können beispielsweise Dächer für Fahrzeuge, z. B. für PKWs, Innenverkleidungsteile und dergleichen, hergestellt werden. Bei Letzterem werden sandwichartig Optik- und/oder Haptikschichten aufgebracht. Ebenso können Dekorschichten, z. B. Leder, Lederimitat oder dekorative Kunststoffschichten, aufgebracht werden.
Es hat sich gezeigt, dass durch die unmittelbare Anlage der Abstandshalter an der Außenhaut Druckstellen entstehen und auch insbesondere bei Verwendung von Folien mit relativ dünner Dicke, z. B. bei 0,5 mm, Musterungen optisch zu sehen sind. Zwar können die Abstandshalter auch aus einer aufgeschäumten Polyurethan-Polyol-Schicht bestehen, dann handelt es sich aber um einen klassischen Mehrschichtaufbau. Des Weiteren ist die Einbringung von Abstandshaltern zur Herstellung des Abstandes zu der Verstärkungsschicht aufwendig. Auch müssen die Abstandshalter so geformt sein, dass sie selbsthaltend mit den Verstärkungsschichten verbunden werden können, ohne dass sich ihre Lage verändert. Um dies zu erreichen sind die Abstandshalter in einer anderen Ausführung als wellenförmige Flächenträger ausgebildet, was dazu führen kann, dass ein gewünschter Abstand durch Druckbeaufschlagung beim Aufbringen der Kunststoffschicht und beim Verschließen des Werkzeuges von Bauteil zu Bauteil variieren kann. Ein gleichbleibender Abstand von Bauteil zu Bauteil ist praktisch nicht realisierbar.
Für Maschinen, z. B. Landmaschinen, Nutzfahrzeuge u. a. und einzeln in den Verkehr gebrachte Sicherheitsbauteile gilt die EG-Maschinenrichtlinie 98/37/EG bzw. in der nationalen Umsetzung die rechtliche Grundlage für in Ver kehrbringung und Inbetriebnahme. In Deutschland wurde die Richtlinie durch die 9. Verordnung zum Gerätesicherheitsgesetz ins nationale Recht überführt. Gemäß dieser Richtlinie sind die Fahrzeugkarosserieteile oder Verkleidungselemente, insbesondere bei Baumaschinen, Traktoren, Lastkraftwagen, so zu konzipieren, dass sie die Baumusterprüfung nach ROPS und FOPS bestehen. Unter ROPS (Abkürzung des englischen Begriffes „role over protective structure") wird im deutschen Sprachgebrauch der Überrollschutzaufbau verstanden, unter FOPS (die englische Abkürzung für „falling object protection structure") versteht man im deutschen Sprachgebrauch einen Schutzaufbau gegen herabfallende Gegenstände von oben.
Dies vorausgesetzt liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugkarosserieteil oder Verkleidungselement der gattungsgemäßen Art so auszubilden, dass es den erhöhten Anforderungen an die Baumusterprüfung nach FOPS gerecht wird, dass eine Struktur zur Anwendung kommt, die es gestattet, an ein solches Element Bauteile und Bauelemente auf einfache Weise zu befestigen und eine Anlage von Abstandhaltern an der Innenseite der Außenhaut vermeidet, einfacher herzustellen ist und im Gewicht reduziert ist.
Gelöst wird die Aufgabe durch Ausbildung des Fahrzeugkarosserieteils oder Verkleidungselementes gemäß der in Anspruch 1 angegebenen technischen Lehren. Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 im Detail angegeben.
Die Besonderheit eines Fahrzeugkarosserieteils oder Verkleidungselement nach der Erfindung besteht darin, dass die Verstärkungseinlage ein löchriges Geflecht, ein Gitter aus biegbaren Kunststofffasern oder -fäden oder aus Metalldrähten, ein Lochblech oder ein flächiges Streckmetall ist, dass die Verstärkungseinlage in die Kunststoff schicht in einem definierten Abstand zur Innenseite der Außenhaut eingebettet ist, dass die Kunststoffschicht verteilt über die sichtbare Oberfläche Stützpunkte aufweist, die durch die nach dem Schäumungsprozess heraus- oder abgelösten Abstandhalter gebildet sind. Zur Herstellung des Abstandes sind Abstandshalter an der Unterseite des Oberwerkzeugs der Schäumform befestigt, welche Abstandshalter Vorrichtungen zum Fixieren der Verstärkungseinlage während der Umschäumung aufweisen.
Die Einbindung eines löchrigen Geflechtes oder eines Gitters aus biegbaren Kunststofffasern oder -fäden oder aus Metalldrähten, eines Lochbleches oder eines flächigen Streckmetalls stellt sicher, dass der in die Schäumungsform eingebrachte Schaum die Verstärkungseinlage vollständig einbettet und damit der gewünschte definierte Abstand zwischen der Verstärkungseinlage und der Innenseite der Außenhaut voll ausgefüllt wird und eine hohe Flächenbindung an der Außenhaut gegeben ist. Darüber hinaus bildet die Kunststoffteilschicht zwischen der Innenseite der Außenhaut und der Verstärkungseinlage eine Dämpfungsschicht, die bei Außenaufschlag Energie absorbiert. Die Verstärkungseinlage selbst bietet die ausreichende Festigkeit und Durchschlagssicherheit, so dass weder in der Außenhaut Rissbildungen beim Aufschlag eines nicht spitzen Gegenstandes entstehen noch ein Durchschlag gegeben ist. Die Verstärkungseinlage ist vorzugsweise in etwa in der Mitte der Kunststoffschicht angeordnet. Verschiebungen können anforderungsgemäß notwendig sein. Wenn allerdings mehrere Schichten, z. B. auch innenseitig weitere Schichten, z. B. für die Schalldämmung, aufgebracht werden, kann dies auch Verschiebungen notwendig machen. Der Abstand zur Innenseite der Außenhaut sollte jedoch nicht weniger als 0,5 mm betragen.
Als Material für die Kunststoffschicht kann Polyurethanschaum verwendet werden und unter Anwendung der LFI-Tech nologie eine Glasfaserverstärkung vorgesehen sein. Dabei werden die Glasfasern entweder vor dem Schließen des Werkzeuges mit dem Schaum aufgebracht oder nach dem Schließen des Werkzeuges das Gemisch eingespritzt. Die flächige Verstärkungseinlage ist so zugeschnitten und gegebenenfalls auch vorgeformt, falls beispielsweise die Außenhaut im Thermoverfahren eine gebogene Form aufweisen sollte, dass unter Einhaltung des definierten Abstandes zur Außenhaut die Lagefixierung innerhalb des Werkzeuges erfolgen kann. Um den definierten Abstand einzuhalten, sind am Oberwerkzeug der Schaumform Abstandshalter an der Unterseite vorstehend oder damit endend vorgesehen, an denen die Verstärkungseinlage lösbar fixiert ist. Es ist ersichtlich, dass beim Schließen des Werkzeuges dadurch der Abstand zur Innenseite der Außenhaut definiert ist und die Verstärkungseinlage dann, wenn der Schaum bereits aufgetragen ist, praktisch beim Schließen der Form in die Kunststoffschicht gedrückt wird. Die Verstärkungseinlage wird also vollständig eingebettet.
Nach dem Aushärten oder Anhärten der Kunststoffschicht werden beim Anheben des Oberwerkzeuges die Abstandshalter aus der Kunststoffschicht automatisch herausgezogen, sofern diese vertieft eingreifen, so dass entsprechend der Außenkontur des Abstandshalters vertiefte Stützpunkte sichtbar sind. Wenn allerdings die Verstärkungseinlage durch ein Prägewerkzeug sickenförmige oder die Drähte U-förmige Ausformungen aufweisen, so können die angeformten Abstandshalter, die zugleich den Abstand zur Unterseite des Oberwerkzeuges definieren, unmittelbar an der Unterseite fixiert sein, so dass keine vertieften Stützpunkte entstehen. Gleichwohl können die Stützpunkte, nämlich der Teil der Verstärkungseinlage in diesem Bereich zur Befestigung an Elementen oder zur Befestigung des Teils an einem Träger mitbenutzt werden.
Die Erfindung ermöglicht also durch gezielte Auswahl der Anbringung der Abstandshalter an dem Oberwerkzeug, die Festlegung von Befestigungspunkten an dem Verbundteil, so dass unter Ausnutzung einer Fixierung an der Verstärkungseinlage Befestigungspunkte für diverse Befestigungen von Bauelementen, wie Haltern, Kabelhaltern, elektronische Geräte, usw., geschaffen werden oder für Halter zur Montage an einem Rechner. Da in diesem Fall die Verstärkungseinlage ein Widerlager für das Befestigungselement bildet, ist ein sicherer Halt auch bei Anbringung von schwereren Teilen an der Unterseite einer Dachkonstruktion gegeben.
Wenn beispielsweise ein Lochblech als Verstärkungseinlage verwendet wird, so ist der Stützpunkt als Loch drehbar, in das eine Schraube eingeschraubt werden kann. Das angeschraubte Bauelement wird dann nicht nur von der Kunststoffschicht über die Schraube gehalten, sondern die Schraube in dem Loch des Lochbleches selbst. Bei Verwendung eines Kunststoffgeflechtes aus biegbaren Kunststofffasern können an den Kreuzungspunkten hakenförmige Befestigungsmittel angehängt werden. Wenn das Geflecht in den Kreuzungspunkten ein kleines Quadrat bildet, so kann auch hier eine Schraube eingeschraubt werden, die von den Flanken der Kunststofffasern gehalten wird. Bei Verwendung von Gittern sind gleiche Voraussetzungen gegeben, insbesondere sind die Stützpunkte sichtbar, da zuvor die Abstandshalter an diese angekoppelt sind. Die Abstandshalter selbst können beispielsweise Gabelaufnahmen aufweisen, die über eine Kunststofffaser oder einem Metalldraht aufgesteckt werden und beim Herausziehen diesen Teil sichtbar frei legen. Es kann aber auch ein pilzförmiger Kopf vorgesehen sein, auf dem beispielsweise ein Geflecht oder ein Lochblech mit einem Loch aufdrückbar ist. Bei Verwendung von Kunststoffgeweben kann auch eine Adhäsionsfläche an einem Abstandshalter dazu beitragen, das Geflecht während der Hinterspritzung zu fixieren. Die Adhäsionskraft ist dabei so bemessen, dass beim Öffnen des Schaumwerkzeuges eine Trennung von der eingebetteten Verstärkungseinlage erfolgt. Auch dann ist dieser Stützpunkt bzw. das Gitter oder Geflecht in diesem Bereich sichtbar und kann für die Befestigung von Bauteilen mitgenutzt werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, als Verstärkungseinlage ein Gitter aus Metalldrähten zu verwenden. Diese sind besonders preiswert in den unterschiedlichsten Stärken als Armierung für Mörtel und Beton im Baugewerbe bekannt. Ebenso kann auch ein Feingitter mit kleineren Löchern verwendet werden. Dies hängt jeweils von der Anwendung und den Anforderungen an das entsprechende Fahrzeugkarosserieteil oder Verkleidungselement ab. So können auch Gitter mit Strukturen von 1 mm² bis 2 mm² großen Löchern bis hin zu Strukturen von 50 mm × 50 mm verwendet werden, wobei die Drahtstärken entsprechend angepasst sind.
Bei stärkeren Drähten muss, falls eine komplexe Krümmungsform der Außenhaut gegeben ist, eine entsprechende Vorverformung der Verstärkungseinlage erfolgen. Die Verwendung von Draht hat aber den großen Vorteil, dass keine mechanischen Bindungen an den Abstandshaltern vorgesehen sein müssen. Die Abstandshalter können dann einfache Magneteinsätze sein, beispielsweise Dauermagneteinsätze oder Elektromagneteinsätze, um eine leichtere Trennung zu bewirken. Diese Magneteinsätze werden als Abstandshalter an der Unterseite des Oberwerkzeuges angebracht und können dabei in gleicher Weise, wie vorher beschrieben, angeordnet werden. Das Gitter aus magnetisierbaren Metall, beispielsweise ein Gitter aus Stahldraht, ist dann auf einfache Weise aufsetzbar und wird durch die Magnete gehalten. Stehen die Magnete aus der Oberfläche des Oberwerkzeuges vor, so wird bei Trennung wiederum eine Vertiefung in der Kunststoffschicht erzielt und der Befestigungs punkt sichtbar, um daran ein Element befestigen zu können. Werden die Gitter hingegen geprägt, d. h. die Abstandshalter praktisch durch Sickenprägung oder U-förmige Abbiegung definiert, so kann der Magnetkopf mit der Oberfläche des Oberwerkzeuges abschließen. Das Gitter wird dann hierüber gehalten, und zwar in einem definierten Abstand sowohl zur Unterseite des Oberwerkzeuges als auch zur Innenseite der Außenhaut.
Nach dem Aus- oder Anhärten der Werkzeughälften und Trennen sind also in jedem Fall die Punkte als Befestigungspunkte sichtbar und können für die Anbringung von Teilen genutzt werden. Unbenutzte Punkte können mit einem Verschlussstopfen auf einfache Weise verschlossen werden. Solche Verschlussstopfen können aber auch Halter für Kabel aufweisen, um eine Kabelführung auf einfache Weise zu ermöglichen. Auch können die Verschlussstopfen dazu dienen, um beispielsweise einen Innenbezug am Dachelement oder Bauelement festzuhalten. Z. B. kann ein Stoffbezug oder ein Lederbezug hierdurch auf einfache Weise an dem Verbundteil fixiert werden.
Die Verstärkungseinlage muss nicht über die gesamte Fläche parallel zu der Außenhaut verlaufen, vielmehr kann durch entsprechende Abstandshalter der Abstand auch variieren, dies hängt auch von den entsprechenden Konstruktionen ab, ebenso von der gewünschten individuellen Auftragsdicke der Kunststoffschicht. So können beispielsweise auch Befestigungsansätze mit angeformt sein, in die in einem spitzen Winkel oder parallel zur Außenhaut Schrauben eingeschraubt werden können.
Das Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugkarosserieteils oder eines Verkleidungselementes nach Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus,

– dass in die Unterschale eines Schäumwerkzeugs eine vorgeformte Außenhaut eingelegt wird.
– dass an der Unterseite der Oberschale des Schäumwerkzeugs vorstehend Abstandshalter angebracht werden, die, bezogen auf die aufzubringende Kunststoffschaumschichtstärke, so lang ausgebildet sind, dass die Verstärkungseinlage in einem gewünschten Abstand zur Innenseite der Außenhaut bei geschlossenem Werkzeug verläuft,
– dass an den Abstandshaltern Noppen, Haken, Gabelaufnahmen oder Spreizhaken oder eine Adhäsionsfläche vorgesehen sind und dass die Verstärkungseinlage hierauf aufgedrückt ist bevor die Oberschale das Werkzeug schließt,
– dass vor dem Schließen des Werkzeugs Kunststoffschaum auf die Innenseite der Außenhaut aufgetragen oder nach dem Schließen eingebracht wird und
– dass nach dem Ausschäumen der Schäumform und mindestens während dem Aushärten der Kunststoffschicht während des Öffnens des Werkzeugs der Halter von der Verstärkungseinlage abgezogen wird.

Die Außenhaut, beispielsweise eine 1 mm dicke Polyethylenfolie, wird im Thermoformverfahren in die gewünschte Form gebracht, beispielsweise das Dach einer Kabine eines Traktors oder eines anderen Nutzfahrzeuges, z. B. eines LKWs, oder auch eines PKWs. Dieses vorgefertigte Teil wird dann in die Unterschale eines Schäumwerkzeuges eingelegt. Die Verstärkungseinlage hingegen wird auf die Abstandshalter gedrückt. Diese können aus der Oberfläche des Oberwerkzeugs vorstehen oder aber auch mit der Oberfläche abschließen, bzw. stehen dann nur mechanische Verbindungselemente vor, je nachdem, ob es sich um mechanische Abstandshalter oder um magnetische handelt. Die Anordnung der Abstandshalter erfolgt unter Berücksichtigung eventuell nutzbarer Anbindungen von Bauelementen im Fertigungszustand.
Die Kunststoffschaumschicht wird entweder vor dem Schließen des Werkzeugs auf die Innenseite der Außenhaut aufgetragen oder nach dem Schließen eingespritzt. Im ersten Fall wird mit dem Schließen des Werkzeugs die Verstärkungseinlage in den Schaum hineingedrückt, im anderen Fall wird durch Verteilung die Verstärkungseinlage umspritzt. Der Eintrag kann nach der LFI-Technologie erfolgen, d. h. es können auch Glasfasern eingebracht werden. Beispielsweise kann Polyurethanschaum mit Glasfaser verwendet werden. Die Dichte der Kunststoffschicht kann dabei zwischen 700 g/dm³ und 1200 g/dm^3, der Glasanteil 10% bis 30%, die Faserlänge 10 mm bis 100 mm betragen. Hierdurch wird eine Längenausdehnung von 20 Exp-6 1/K bis 25 Exp-6 1/K erzielt. Das Biege-E-Modul beträgt dann ca. 900 N/mm² bis 5000 N/mm², die Biegefestigkeit 25 N/mm² bis 100 N/mm² und die Schlagzähigkeit 10 kJ/m², die Schlagfestigkeit wird durch die eingebrachte Verstärkungseinlage wesentlich erhöht, ebenso wird durch die Kunststoffschicht zwischen der Verstärkungseinlage und der Außenhaut eine Absorbtion der Aufschlagkraft erzielt und das Durchschlagsverhalten wesentlich verbessert, so dass auch bei Auftreffen von Steinen oder schwereren Gegenständen ein Durchschlagen vermieden wird, ebenso eine Rissbildung in der Außenhaut.
Wenn als Halter Einzelmagnete verwendet werden, deren Magnetkern entweder mit der Oberfläche der Unterseite des Schäumwerkzeuges des Oberteils abschließt oder hieraus hervorsteht, kann eine Verstärkungseinlage, die als Metallgitter ausgebildet ist, über die Magnete während des Fertigungsprozesses gehalten werden. Hierüber ist dann auch eine einfache Trennung möglich. Handelt es sich um Elektromagnete, so kann durch die Erregung der Elektromagnete ein sicherer Halt gewährleistet sein, durch Ab schalten des Stromes ein leichteres Abheben. Hierdurch kann der Verarbeitungszyklus in der Anhärtungs- oder Aushärtungsphase der Kunststoffschicht beschleunigt werden. Die Stützpunkte können auch durch Prägen einer Kontur in die Verstärkungseinlage vorstehend ausgebildet sein. Dann liegt beispielsweise ein Lochblech oder ein Drahtgitter an den Magneten an, die mit der Oberfläche des Oberwerkzeuges abschließen. Die Stützpunkte sind beim Abziehen der Oberschale deutlich sichtbar und können, wie schon beschrieben, als Befestigungspunkte für diverse Teile benutzt werden bzw. können sie zur Aufnahme von Stopfen dienen, die zur Befestigung von Bezügen verwendet werden können.
Im Gegensatz zum Stand der Technik weist das Schäumwerkzeug nach der Erfindung nicht nur eine Unterschale auf, die eine Innenkontur aufweist, die der Außenkontur der Außenhaut entspricht, sondern eine Oberwerkzeug, das dem gegenüber so verlaufend ausgebildet ist, dass eine gewünschte Materialstärke des Kunststoffschaums auf der Innenseite der Außenhaut gegeben ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele ergänzend erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Schäumwerkzeug mit eingelegter Folie als Außenhaut und einer Verstärkungseinlage in Form eines Metallgitters und Magnete als Abstandshalter,
2 eine Ausführungsform, bei der durch Sickenprägung in der Verstärkungseinlage Abstandshalter ausgeformt sind, und zwar ebenfalls in einem Metallgitter als Verstärkungseinlage,
3 einen Abstandshalter mit Aufrastgabel,
4 einen Abstandshalter mit Adhäsionsschicht,
5 einen Abstandshalter mit pilzförmigen Kopf zum Einsetzen in ein Loch einer Verstärkungseinlage,
6 eine gitterförmige Verstärkungseinlage,
7 einen Auszug eines Lochbleches und
8 eine Verstärkungseinlage in Form eines Geflechtes aus Kunststofffasern.
Das Ausführungsbeispiel in 1 zeigt schematisch ein Schäumwerkzeug, bestehend aus einem Unterwerkzeugteil 1 und einem Oberwerkzeugteil 2. Das Oberwerkzeugteil 2 weist unten vorstehend Abstandshalter 3 in Form von Dauermagneten auf, an denen eine Verstärkungseinlage, nämlich ein Gitter 4 aus magnetisierbaren Metallstäben, angedrückt ist. Es kann sich dabei auch um ein grobmaschiges Gitter handeln, so dass nur Drahtabschnitte von den Magneten 3 gehalten werden. Die Abbildung zeigt, dass in geschlossenem Zustand des Werkzeuges zwischen der Außenhaut 5, die auf dem Unterteil aufliegt, und der Verstärkungseinlage 4 ein definierter Abstand gebildet wird, der vollständig mit Kunststoff verfüllbar ist. Die Verfüllung kann in der Weise erfolgen, dass die Kunststoffschicht bereits vor dem Schließen des Werkzeugs aufgebracht wird und dann durch Herunterfahren des Oberteils 2 des Werkzeuges das Gitter 4 in die Kunststoffschicht hineingedrückt wird.
2 zeigt in einer schematischen Teilschnittzeichnung eine Variante, aus der ersichtlich ist, dass die Elektro magneten 3 in dem Oberwerkzeug 2 eingebettet sind und mit der Unterfläche abschließen. Das Gitter 4 ist in diesem Fall so geformt, dass z. B. Teile der Streben bei grobmaschigen oder bei feinmaschigen sickenförmigen Prägungen 6 nach oben vorstehen, die von den Magneten 3 gehalten werden. Dadurch ist ebenfalls sichergestellt, dass ein definierter Abstand zwischen dem Gitter 4 und der Außenhaut 5, nämlich der vorgeformten Folie, die auf dem Unterwerkzeug 1 aufliegt, entsteht und die Verstärkungseinlage 4 vollständig in einer Kunststoffschicht eingebettet wird, wobei die Stützpunkte nach der Trennung, nämlich die Anbindungspunkte an den Magneten, sichtbar sind, und an diese Stellen Befestigungen von Elementen vorgenommen werden können.
3 zeigt ein Beispiel eines mechanischen Abstandshalters 7, der vorderseitig an einem trapez-, pyramiden- oder kegelstumpfförmigen Ansatz eine gabelförmige Lageraufnahme 8 aufweist, in die ein Draht des Gitters 4 eindrückbar ist.
4 zeigt eine Variante eines Abstandshalters 7 mit einer Adhäsionsschicht 9, auf die beispielsweise ein Geflecht aus Kunststofffasern aufgedrückt werden kann, um dieses einzubetten. Wenn das Oberwerkzeug 2 abgezogen wird, wird der Abstandshalter 7 mit der Adhäsionsschicht von den Kunststoffstäben des Gewebegitters abgezogen.
5 zeigt einen Abstandshalter 7 mit einem pilzförmigen Kopf 10, der so angeordnet ist, dass er beispielsweise in Löcher eines Lochbleches, das in 7 dargestellt ist, einrastbar ist. Beim Herausziehen des Abstandshalters, also beim Öffnen des Werkzeuges, gleitet dieser Kopf aus dem Loch wieder heraus, so dass auch hier der Stützpunkt, nämlich das Loch des Lochbleches sichtbar ist und für Befestigungszwecke genutzt werden kann.
6 zeigt das Beispiel einer gitterförmigen Verstärkungseinlage.
7 zeigt den Auszug eines Lochbleches als Verstärkungseinlage.
8 zeigt ein Gewebe oder ein Gitter aus mehreren kreuzweise verlegten Drähten oder Kunststofffasern. Die Stärke der Drähte oder Kunststofffasern richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungszweck, ebenso die Feldgrößen.
Die Herstellung eines Fahrzeugkarosserieteils oder Verkleidungselementes lässt sich durch folgende Verfahrensschritte realisieren:

a) In die Unterschale eines Schäumwerkzeugs wird eine vorgeformte Außenhaut 5 eingelegt.
b) An der Unterseite 1 der Oberschale 2 des Schäumwerkzeugs werden vorstehend Abstandshalter 3, 7 angebracht, die, bezogen auf die aufzubringende Kunststoffschaumschichtstärke, so lang ausgebildet sind, dass die Verstärkungseinlage in einem gewünschten Abstand zur Innenseite der Außenhaut 5 bei geschlossenem Werkzeug verläuft.
c) An den Abstandshaltern 7 sind Noppen 10, Haken, Gabelaufnahmen 8 oder Spreizhaken oder eine Adhäsionsfläche 9 vorgesehen, auf die die Verstärkungseinlage aufgedrückt wird bevor die Oberschale 2 des Werkzeuges geschlossen wird.
d) Vor dem Schließen des Werkzeugs wird ein Kunststoffschaum auf die Innenseite der Außenhaut aufgetragen oder nach dem Schließen eingebracht.
e) Nach dem Ausschäumen der Schäumform und mindestens während des Aushärtens der Kunststoffschicht wird während des Öffnens des Werkzeugs der Halter von der Verstärkungseinlage abgezogen.

Die Abstandshalter 3, 7 können auch Einzelmagnete 3 sein, deren Magnetkern entweder mit der Oberfläche der Unterseite des Schäumwerkzeuges des Oberwerkzeugs 2 abschließt oder hieraus vorsteht, wobei die Länge so bemessen ist, dass ein Metallgitter als Verstärkungseinlage 4 über die Magnete 3 in einem definierten Abstand zur Innenseite der Außenhaut 5 verläuft, und dass nach dem Ausschäumen und dem Einbinden der Verstärkungseinlage 4 in die Schäumschicht die Magnete 3 aus der Kunststoffschicht herausgezogen werden.
Die sichtbaren Vertiefungen können mittels Verschlussstopfen verschlossen werden.
Das Schäumwerkzeug kann eine Unterschale 1 mit einer Innenkontur aufweisen, die der Außenkontur der Außenhaut 5 entspricht. Das Oberwerkzeug 2 ist demgegenüber so verlaufend ausgebildet, dass eine gewünschte Materialstärke des Kunststoffschaumes auf der Innenseite der Außenhaut 5 auftragbar ist. Aus der unteren Oberfläche des Oberwerkzeugs 2 stehen die Abstandshalter 3, 7 vor, an deren Stirnflächen die Verstärkungseinlage 4 vor dem Einschäumen befestigt wird, wobei die Abstandshalter 3, 7 mit einer wesentlich höheren Befestigungskraft an dem Oberwerkzeug 2 befestigt sind als die Bindungskraft der Abstandshalter 3, 7 in oder an der Kunststoffschicht beträgt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10161745 A1 [0002]

Claims

Fahrzeugkarosserieteil oder Verkleidungselement in Verbundbauweise, aufweisend eine feste Außenhaut und mindestens eine an der Innenseite der Außenhaut in einer Schäumform aufgeschäumte Kunststoffschicht mit einer flächenförmigen Verstärkungseinlage, dadurch gekennzeichnet, – dass die Verstärkungseinlage (4) ein löchriges Geflecht, ein Gitter aus biegbaren Kunststofffasern oder -fäden oder aus Metalldrähten, ein Lochblech oder ein flächiges Streckmetall ist, – dass die Verstärkungseinlage (4) in die Kunststoffschicht in einem definierten Abstand zur Innenseite der Außenhaut (5) eingebettet ist, – dass die Kunststoffschicht verteilt über die sichtbare Oberfläche Stützpunkte aufweist, die durch die nach dem Schäumungsprozess heraus- oder abgelösten Abstandhalter (3, 7) gebildet sind, – dass die Abstandshalter (3, 7) an der Unterseite des Oberwerkzeugs (2) der Schäumform befestigt sind und Vorrichtungen zum Fixieren (8, 9, 10) der Verstärkungseinlage (4) in einem definierten Abstand zur Innenseite der Außenhaut (5) während der Umschäumung aufweisen.
Fahrzeugkarosserieteil oder Verkleidungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützpunkte Vertiefungen oder Prägungen sind, die der äußeren Kontur der aus der Unterseite des Oberwerkzeugs (2) hervorstehende Abstandhalter (3, 7) entsprechen.
Fahrzeugkarosserieteil oder Verkleidungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Stützpunkte Stopfen oder Befestigungsmittel eindrückbar und/oder Wendelschrauben, vorzugsweise selbstschneidende Schrauben, zum Fixieren von Gegenständen einschraubbar sind.
Fahrzeugkarosserieteil oder Verkleidungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel als nietförmige Stopfen zum Fixieren einer Dekorationshaut an der Unterseite der Kunststoffschicht ausgeführt sind.
Fahrzeugkarosserieteil oder Verkleidungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstärkungseinlage (4) ein Metallgitter, ein Lochblech oder ein Streckmetall aus magnetisierbaren Metall eingesetzt ist.
Fahrzeugkarosserieteil oder Verkleidungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Befestigungsbereich der Abstandshalter (7) die Verstärkungseinlage (4) sickenförmige, nach außen weisende Ausformungen aufweist oder die Drähte U-förmige Abwinklungen aufweisen.
Fahrzeugkarosserieteil oder Verkleidungselement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Halter Dauer- oder Elektromagnete (7) vorgesehen sind, deren Kern bis zum Gitter oder der sickenförmigen oder U-förmige Ausformung reicht und dass die Magnete (3) in der Oberschale (2) des Werkzeuges verankert sind.
Fahrzeugkarosserieteil oder Verkleidungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (7) einen Fixierkopf mit Befestigungsmittel zur lösbaren Aufnahme (8, 9, 10) der Verstärkungseinlage aufweisen.