DE202008017590U1

DE202008017590U1 - Verbundteil für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE202008017590U1
Application number: DE200820017590
Authority: DE
Original assignee: Voestalpine Metal Forming GmbH
Current assignee: Voestalpine Metal Forming GmbH
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2018-11-27

Abstract

Verbundteil für ein Kraftfahrzeug insbesondere eine Karosseriehaube, wie eine Motorraumhaube mit einem Tiefziehteil (2) aus einem Metallblech und einem Schaumkern (3), wobei das Tiefziehteil (2) flächig ausgebildet ist und in seiner Form der gewünschten äußeren Form des Verbundteils entspricht und eine Haubenfläche (4) und umlaufende Haubenkanten (5) besitzt, wobei ein von der Haubenfläche (4) und den Haubenkanten (5) umschlossenes Volumen von dem Schaumkern (3) aus einem Kunststoffschaum im Wesentlichen ausgefüllt ist, wobei das Verbundteil durch das Ein- bzw. Umschäumen des Tiefziehteils (2) mit dem den Schaumkern (3) ausbildenden Schaum in einer entsprechenden Form gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundteil für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eine Karosseriehaube, insbesondere Motorraumhaube eines Kraftfahrzeuges.
Front- oder Motorraumhauben für Kraftfahrzeuge sind allgemein bekannt und werden in herkömmlicher Weise aus einem Stahlblech ausgebildet, wobei unterhalb des Stahlbleches zum Motor hin Versteifungsstruktur, insbesondere Versteifungsrahmen und Versteifungsrippen angeordnet sind, die üblicher Weise mit dem Blech von der Innenseite her verklebt oder in sonstiger Weise befestigt sind.
Um steigende Anforderungen an den Lärmschutz zu erfüllen, sind derartige Motorraumhauben innenseitig beispielsweise mit Fasermatten, Kunststoffschaummatten und dergleichen versehen, welche üblicherweise ebenfalls an die Motorraumhaube von Innen angeklebt sind.
Darüber hinaus sind Motorraumhauben aus Kunststoffen bekannt, beispielsweise aus der US 4,951,522 oder der JP 101 38 325 .
Durch gesetzliche Vorgaben wird immer mehr der Fußgängeraufprallschutz zu einer Anforderung an die Motorraumhaubengestaltung.
So ist aus der EP 0 992 418 B1 eine Motorraumhaube bekannt, die eine Haubenwand, ein Oberteil, ein Unterteil und eine energieabsorbierende Zwischenlage besitzt, wobei das Unterteil sehr steif ausgebildet sein soll und das Oberteil als Oberschale schwimmend auf der energieabsorbierenden Zwischenlage gelagert ist. Hierbei kann das Unterteil aus Stahl, Aluminium oder Magnesium und als Blechteil oder Kunstteil hergestellt sein. Die Zwischenlage kann eine Wabenstruktur besitzen und aus Hartschaum, Aluschaum oder strukturierten Polypropen oder Polyurethan hergestellt sein. Das Oberteil kann ein durchgehendes Blechteil aus Stahl, Aluminium oder verschiedenen Materialkombinationen sein. Diese Ausführungsform ist besonders aufwändig und teuer.
Aus der DE 199 29 048 B4 ist eine aufprallweiche Frontklappe bekannt, bei der ein dünnwandiges Außenblech vorhanden ist, welches eine Oberfläche der Karosserie bildet. Die Wandstärke soll so dimensioniert sein, dass das Blech zwar noch formstabil ist, sich bei einem Aufprall aber leicht verformt. Unterseitig soll am Außenblech an dem äußeren Rand desselben ein rahmenartiges Innenblech angeordnet sein, welches als Trägerrahmen des Außenblechs dient und an diesem durch Bördeln und/oder der Schweißpunkte befestigt ist. Die Außenrandkontur soll dabei dem Außenblech entsprechen, während die Innenrandkontur der Außenrandkontur eines flächenförmigen Dämpferbanteils aus Schaumstoffwerkstoff entsprechen soll. Das Dämpferbauteil soll ein vorgefertigtes Bauteil aus Schaum sein, mit einer unterseitigen Basisplatte aus Kunststoff, Aluminium oder Stahlblech. Bei der Fertigung müssen dementsprechend diese drei Bauteile zusammengefügt werden. Hierbei ist ebenfalls von Nachteil, dass es sich hierbei um einen aufwändigen Aufbau handelt, der kostenintensiv gefertigt werden muss.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbundteil für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welches einfach leicht und sicher herstellbar ist und bei einem guten Dämpfungsverhalten einen optimalen Fußgängerschutz ermöglicht.
Die Aufgabe wird mit einem Verbundteil für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen.
Erfindungsgemäß ist ein Verbundteil für ein Kraftfahrzeug mit einem außen umlaufenden tiefgezogenen Flansch ausgebildet, der vorzugsweise einen zum Verbundteilinneren weisenden Flansch besitzt, so dass außenseitig ein in etwa u-förmiger Querschnitt erzielt wird. Dieses Blechbauteil ist aus einem Metallblech wie Stahl-, Aluminium- oder Magnesiumblech ausgebildet und weist eine geringe Dicke von 0,2 mm–0,6 mm auf. Dieses Teil umschließt einen zweiten, an dem Blechbauteil anliegenden Kunststoffteil, der im Wesentlichen einen Kunststoffschaum, wie beispielsweise Polyethen-, Polypropen-, Polystyrol- oder Polyurethanschaum besteht. Auf das Verbundteil bestehend aus dem Blech mit dem umlaufend tief gezogenen Flansch und dem direkt daran befindlichen Schaumkern kann unterseitig, d. h. von der Schaumseite her eine weitere Schicht, beispielsweise eine Verstärkungsschicht aufkaschiert sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Schicht um eine textile Schicht oder eine Metallfolienschicht, wobei auch eine textile Schicht mit einer darauffolgenden Metallfolienschicht verwendet werden kann. Als textile Schicht kommt beispielsweise ein Kunststoffvlies, beispielsweise ein Kunststoffwirrfaservlies in Frage. Als Metallfolie kommt – insbesondere zur Reflektion von Wärmestrahlen-Aluminiumfolie in Frage.
Die Herstellung erfolgt in einfacher Weise derart, dass das fertig tiefgezogene Blech in eine Kunststoffschaumform eingelegt wird und anschließend der schaumbildende Kunststoff in die Form in herkömmlicher Weise eingebracht wird und somit das vom Flansch umfasste Innenvolumen ausgeschäumt wird. Hierdurch erfolgt die Schäumung und Klebung bereits in einem Arbeitsgang, so dass der ausgebildete Schaum fest an dem Blech haftet, was durch den umlaufenden Flansch noch begünstigt wird.
Bei sehr großen Flächen können vor dem Schäumen an der Innenseite der Blechfläche Kunststoffpilonen eingeklebt werden, welche sich von der Blechfläche bzw. Ebene wegerstrecken und an der diametral gegenüberliegenden Seite, die nach dem Schäumen der freien Oberfläche des Kunststoffs entspricht, über Teller verfügt, die den eingeschäumten Kunststoff besser halten, insbesondere bei vermuteten Vibrationen.
Zudem kann der Schaum über Einrichtungen zur Verbesserung der Zugfestigkeit verfügen, beispielsweise eingeschäumte Fasern oder eingeschäumte Fasermatten, die ebenfalls vor dem Schäumen mit eingelegt werden oder in einem zweistufigen Schäumprozess auf eine erste Schaumschicht aufgelegt und dann mit der zweiten Schaumschicht eingeschäumt werden.
Ein derartiges Verbundteil kann, insbesondere, um Gewicht zu sparen, zur Ausbildung der Anbindungspunkte an einen Schlossshaken zum Einhaken in ein Motorhaubenschloss und zur Anbindung der Scharniere über bionische Strukturen verfügen, die am Blech angeordnet und insbesondere angeschweißt oder über ausreichend dimensionierte Klebeflächen angeklebt sind. Diese Strukturen können bei ausreichender Tragfähigkeit des Kunststoffschaummaterials auch durch Einschäumen mit der Gesamtstruktur verbunden sein.
Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass ein Verbundteil geschaffen wird, welches einfach, schnell und sicher herstellbar ist, kostengünstig ist, ein geringes Gewicht hat und zudem einen sehr guten Fußgängerschutz bietet.
Das erfindungsgemäße Verbundteil wird anhand einer Zeichnung beispielhaft beschrieben. Es zeigen hierbei:
1: das Tiefziehteil für das Verbundteil in einem stark schematisierten Querschnitt;
2: das Verbundteil in einem stark schematisierten Querschnitt.
Das erfindungsgemäße Verbundteil 1 (2) besteht aus einem äußeren Tiefziehteil 2 und einem Schaumkern 3.
Das Tiefziehteil 2 (1) ist flächig ausgebildet und entspricht in seiner Form der gewünschten, zumindest äußeren Form des Verbundteils und insbesondere einer Motorhaube und besitzt eine Haubenfläche 4 und umlaufende Haubenkanten 5. Die Haubenkanten 5 sind aus der Ebene der Haubenfläche 4 heraus abgekantet ausgebildet. Vorzugsweise ragen von den Haubenaußenkanten 5 nach innen weisende Flansche 6 ab, die ebenfalls im Rahmen des Tiefziehprozesses erzeugt wurden, so dass die außen umlaufende Kontur angenähert U-förmig ausgebildet ist. Das Tiefziehteil 2 kann vor dem Schäumen lackiert und insbesondere vorlackiert sein, wobei in vorteilhafter Weise das Tiefziehteil 2 innenseitig eine Kontaktkleberschicht aufweisen kann, die die Anbindung des Schaums an das Tiefziehteil 2 verbessert.
Das Tiefziehteil 2 ist aus einer Blechplatine vorzugsweise tiefgezogen, beispielsweise aus einem Stahlblech, einem Aluminium- oder einem Magnesiumblech. Das von der Fläche 4 und der umlaufenden Kante 5 sowie gegebenenfalls den abgekanteten Flanschen 6 umschlossene Volumen ist mit einem Kunststoffschaum ausgefüllt, der den Schaumkern 3 bildet. Als Kunststoffschäume sind alle herkömmlichen schaumbildenden oder schäumfähigen Kunststoffe geeignet, insbesondere Polyethen, Polypropen, Polystyrol oder Polyurethan. Der Schaum kann hierbei über das Volumen bzw. über die Fläche oder die Höhe d. h. sowohl in X- und Y- als auch in Z-Richtung homogen geschäumt sein oder durch geeignete Weisen Bereiche höherer und niedrigerer Dichte aufweisen. Dies dient insbesondere dazu, Vibrationen und/oder Schwingungen, insbesondere Resonanzschwingungen durch ein inhomogen Dichteverlauf 3 zu verhindern oder zu mindern.
Um bestimmte Bereiche gezielt zu versteifen, können auch vorgeformte Bauteile aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere Stäbe oder Flächenelemente aus Hartschaum 7 im Schaumkern 3 eingeschäumt bzw. umgeschäumt sein oder an der äußeren Oberfläche 8 des Schaumkernes eingelegt bzw. angeschäumt sein.
Um die Bindung des Schaumkerns 3 an der Innenfläche des Tiefziehteils 2 zu verbessern, soweit dies notwendig ist, können innenseitig an das Tiefziehteil 2 und insbesondere an die Fläche 4 stabförmige Elemente 9 mit einer Klebung 10 angeklebt sein, welches sich von der Fläche 4 innenseitig weg erstrecken und an ihrem freien Ende 11 beispielsweise ein sich nach außen erstreckendes, beispielsweise rundes Tellerelement 12 besitzen. Die Elemente 9 können umschäumt sein, wobei die Tellerelemente 12 schon beim Schäumen vorhanden sein können oder nachträglich auf die freien Enden 11 aufgesetzt und dort beispielsweise verrastet oder verklebt werden.
Um das Wärmedehnungsverhalten des Schaums an das des Tiefziehteiles anzupassen können Dehnungsfugen bzw. Schlitze im Schaum vorgesehen sein, die eine Wärmeausdehnung bzw. eine Schrumpfung derart kompensieren, dass es zu keinem temperaturbedingten Verzug des Gesamtbauteils kommt. Zum gleichen Zwecke kann der Schaum auch eher rippenartig geschäumt bzw. ausgebildet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist auf der Außenfläche 13 des Schaumkerns 3 eine Kaschierschicht 14 aufgebracht.
Die Kaschierschicht 14 besteht beispielsweise aus einem Textil wie einem Gewebe, Gewirke, Geflecht oder einem Vlies. Vorzugsweise besteht die Kaschierschicht 14 aus einem Kunststofffaservlies, beispielsweise einem Polyester- oder Polyethenvlies, wie z. B. einem Wirrfaservlies. Das Vlies dient dem Schutz des Schaumkerns 3 und kann beispielsweise so stabil ausgebildet sein, dass z. B. Marderbisse oder das Reiben oder Scheuern von Aggregateteilen unter der Motorhaube und Verletzungen des Schaumkerns 3 hierdurch verhindert werden.
Zudem kann die Kaschierschicht 14 auch aus einer Folie, beispielsweise einer Metallfolie, wie einer Aluminiumfolie bestehen, um Wärmestrahlungen abzuhalten und die Fläche 13 des Schaumkerns 3 zu stabilisieren. Die Kaschierung 14 kann dabei auch über die Fläche 13 des Schaumkerns 3 hinaus auf die Flansche 6 gezogen und dort beispielsweise verklebt sein. Selbstverständlich ist auch eine Multilagenkaschierung, beispielsweise aus verschiedenen Vliesen und/oder Geweben aber auch aus unterschiedlichen textilen Schichten (Gewebe, Gewirke, Gestrick, Vlies) und Folien (Kunststofffolien, Metallfolien) bestehen. Insbesondere kann die Kaschierschicht 14 auch ein metallbedampftes Textil sein.
Um das Flächenträgheitsmoment des Schaumkerns zu erhöhen und/oder Platz für Aggregateteile zu lassen, kann der Schaumkern (3) teilbereichsweise auch gegenüber der übrigen Fläche 13 bzw. den Flanschen 6 mit zurückspringenden Bereichen 15 ausgebildet sein. Ferner können auch gegenüber der Fläche 13 vorspringende Bereiche (nicht gezeigt) vorgesehen sein.
Um Zugbelastungen besser abbauen zu können, können auch textile Lagen im Schaumkern 3 flächig angebracht und umschäumt sein (nicht gezeigt).
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundteils ist es vorgesehen, zunächst das Tiefziehteil im üblichen Tiefziehverfahren zu erzeugen. Anschließend wird dieses Tiefziehteil und gegebenenfalls zu umschäumende Teile 7 in eine übliche Schaumform eingelegt und anschließend das definierte Volumen in der Schaumform ausgeschäumt, wobei gegebenenfalls Rücksprünge (15) oder Vorsprünge entsprechend in der Form ausgebildet sind.
Anschließend kann das Teil entformt werden. Kaschierschichten können ebenfalls schon in der Schaumform eingelegt sein, ansonsten können die Kaschierungen auch nachträglich in einem extra Kaschierschritt vorgenommen werden.
Anschließend kann das Verbundteil lackiert werden.
Bevorzugt werden die Bereiche in denen das Verbundteil an der übrigen Karosserie angeordnet wird (Scharniere, Schlossbolzen oder Schließhakenaufnahmen) mit sogenannten bionischen Strukturen ausgebildet. Diese bionischen Strukturen werden vorzugsweise, ähnlich wie die Elemente 9 an dem Verbundteil und insbesondere am Tiefziehteil, insbesondere auch vor dem Schäumen angeordnet und vorzugsweise angeklebt oder angeschweißt oder durch gepatchte Bleche verwirklicht.
Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass ein günstiges Verbundteil für Kraftfahrzeuge geschaffen wird, welches ein geringes Gewicht mit einer hohen Fußgängersicherheit verbindet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4951522 [0004]
JP 10138325 [0004]
EP 0992418 B1 [0006]
DE 19929048 B4 [0007]

Claims

Verbundteil für ein Kraftfahrzeug insbesondere eine Karosseriehaube, wie eine Motorraumhaube mit einem Tiefziehteil (2) aus einem Metallblech und einem Schaumkern (3), wobei das Tiefziehteil (2) flächig ausgebildet ist und in seiner Form der gewünschten äußeren Form des Verbundteils entspricht und eine Haubenfläche (4) und umlaufende Haubenkanten (5) besitzt, wobei ein von der Haubenfläche (4) und den Haubenkanten (5) umschlossenes Volumen von dem Schaumkern (3) aus einem Kunststoffschaum im Wesentlichen ausgefüllt ist, wobei das Verbundteil durch das Ein- bzw. Umschäumen des Tiefziehteils (2) mit dem den Schaumkern (3) ausbildenden Schaum in einer entsprechenden Form gebildet ist.
Verbundteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum über das Volumen bzw. über die Fläche oder Höhe des Verbundteils (1) sowohl in X- und Y- als auch in Z-Richtung homogen oder inhomogen mit unterschiedlicher Dichte geschäumt ist.
Verbundteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versteifung gewünschter Bereiche vorgeformte Bauteile insbesondere Stäbe oder Flächenelemente aus Hartschaum (7) im Schaumkern (3) oder umschäumt sind oder an der äußeren Oberfläche (8) des Schaumkernes (3) eingelegt oder angeschäumt sind.
Verbundteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Außenfläche (13) des Schaumkerns (3) eine Kaschierschicht (14) aufgebracht ist.
Verbundteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaschierschicht (14) aus einem Textil und/oder einer Folie besteht.
Verbundteil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Textil ein Gewebe, Gewirke, Geflecht oder ein Vlies ist.
Verbundteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaschierschicht eine Metallfolie ist oder aufweist.
Verbundteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaschierung (14) aus einem mit einem metallbedampften oder mit einer Metallfolie laminierten Textil besteht.
Verbundteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkern (3) teilbereichsweise gegenüber der übrigen Flächen (13) mit zurückspringenden oder vorspringenden Bereichen (15) ausgebildet ist.
Verbundteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schaumkern (3) textile Lagen eingeschäumt angeordnet sind.
Verbundteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkern (3) ein faserverstärkter Schaumkern ist, der durch Einschäumen eines faserhaltigen Schaums erzeugt wurde.
Verbundteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiefziehteil an seiner Innenseite zum Schaumkern (3) hin eine Kontaktkleberschicht aufweist.
Verbundteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schaumkern (3) Dehnfugen zum Anpassen des Wärmedehnungsverhaltens des Schaumkernes (3) an das Tiefziehteil (2) vorhanden sind und/oder der Schaumkern (3) als gerippte Struktur ausgebildet ist.