DE202010008964U1 - Hybridbauteil unter Verwendung von Wabenmaterial, insbesondere Wabenpappe - Google Patents
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Abstract
Hybridbauteil unter Verwendung von Wabenmaterial, insbesondere Wabenpappe, wobei das Wabenmaterial einen Kernbereich des Hybridbauteils bildet und zumindest eine erste Seite des Wabenmaterials mit einer ersten Deckschicht versehen ist, die aus einem metallischen Werkstoff besteht.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Hybridbauteil unter Verwendung von Wabenmaterial, insbesondere Wabenpappe, welches insbesondere für die Innenausstattung eines Fahrzeuges, insbesondere ein sich großflächig erstreckendes Bauteil, wie eine Trennwand, ein Sitz oder eine Sitzbank, ein Dachbereich, ein Panel, einen Türaufbau oder dergleichen, aber auch in anderen Bereichen einsetzbar ist.
- In zahlreichen Druckschriften wird bereits die Verwendung von Wabenstrukturen aus Pappe/Papier für Sandwichbauteile, die im Fahrzeugbereich oder anderen Bereichen eingesetzt werden, offenbart.
- Wabenpappe weist eine hohe Druckstabilität sowie eine hohe Biegefestigkeit auf, wobei deren Gewicht sehr gering ist. Sie besteht aus Papier in verschiedenen Stärken, welches nach dem Bienenwabenprinzip ein Gitter aus senkrecht zu deren Oberfläche verlaufenden und verleimten Streifen bildet. Sie wird in verschiedenen Größen und Stärken sowie mit unterschiedlichen Zellweiten und Zellarten angeboten. Wabenpappe ist sehr leicht zu verarbeiten und recycelbar.
- Aus
DE 36 43 688 C2 ist eine biegesteife Plattenanordnung mit Wabenstruktur bekannt, die ein eine Wabenstruktur aufweisendes Mittelteil und zwei an der Ober- und Unterseite dieses Mittelteils angebrachte Verkleidungsplatten aufweist und die in einem aus wenigstens zwei parallelen Rahmenteilen bestehenden Versteifungsrahmen angeordnet ist, der zwischen sich einen Haltekanal bildende Vorsprünge aufweist, durch die der Versteifungsrahmen mit der Platte im Eingriff steht. Die Wabenstruktur und die Verkleidungsplatten können aus metallischen Werkstoffen, Papier oder Patte oder auch aus Kunststoffen gefertigt sein. Der Versteifungsrahmen besteht aus Kantrohren, deren Höhe größer als die des die Platte aufnehmenden Haltekanals ist. Durch die Verwendung des Versteifungsrahmens weist die Plattenanordnung eine Umrandung mit einer großen Höhe auf, die deren Einsatz für viele Anwendungsfälle ungeeignet macht. Weiterhin ist die Ausbildung eines Haltekanals im Versteifungsrahmen relativ aufwendig. - In der Druckschrift
DE 33 45 576 A1 wird ein Sandwich-Bauteil, insbesondere für Hauben, Klappen oder dergleichen, für eine Kraftfahrzeugkarosserie beschrieben mit einer zwischen Deckschichten angeordneten Kernschicht einer Wabenanordnung aus Papier, Karton, Kunststoff oder Aluminium, wobei die Kernschicht örtlich unterschiedliche Dicken aufweisen kann. Die Deckschichten sind aus PVC-Folie ausgebildet und es ist möglich, in das Bauteil ein Verstärkungsteil einzubinden, welches beispielsweise zur Aufnahme eines Scharniers dient und auch eine Deckschicht durchragen kann. Das Verstärkungsteil ist mit den Deckschichten und der Kernschicht mittels Schaumkunststoff verbunden. Dazu werden eine Deckschicht von entsprechendem Zuschnitt und die Verstärkungsteile an den vorgesehenen Stellen genau positioniert in eine Form eingelegt und danach wird die vorbereitete Kernschicht3 aufgelegt, die im Bereich der Verstärkungsteile ausgeschnitten ist. Im Bereich der Verstärkungsteile wird ein Streifen aus reagierbarem Polyurethan-Schaum und abschließend die Deckschicht aufgelegt. Nun wird diese Sandwich-Anordnung durch Aufsetzen eines entsprechenden Formdeckels unter Druck gesetzt und durch Zufuhr von Wärme bleibend verbunden, wobei die Schicht aus reagierbaren Polyurethan-Schaum eine feste Verbindung zwischen den Deckschichten, der Kernschicht sowie den Verstärkungsteilen8 herstellt. Nach einer Aushärtezeit wird das Sandwich-Bauteil aus der Form entnommen. Dieser Aufbau ist insgesamt relativ aufwendig herstellbar. - Ein schallabsorbierendes flächiges Bauelement, welches eine Kombination eines luftdurchlässigen kunstharzgebundenen Faservlieses mit einer gegen die Oberfläche offenen Zellenstruktur ist, wird in der Druckschrift
DE 30 35 449 C2 beschrieben. Die genannten Schichten sind als Umrandung reliefartig verformt, wobei die Offenzelligkeit und Steifigkeit des Elements auch an den dementsprechend verdichteten Stellen noch gewahrt bleiben soll. Die dafür verwendete Trägerschicht besteht aus einem Kartongebilde, welches beim Auseinanderziehen Waben bildet. Ein derartiges Kartongewebe weist jedoch eine nur geringe Eigensteifigkeit auf und die luftdurchlässige Abdeckschicht besteht aus Flies oder Filz. Dieses Bauelement ist für die schallisolierende Auskleidung geeignet, kann jedoch aufgrund der nur geringen Steifigkeit nicht als separates Bauteil Anwendung finden. - Ein Verfahren zur Herstellung einer doppelwandigen Einheit einer Fahrzeugkarosserie ist aus
DE 38 37 231 C2 bekannt. Dabei werden eine erste und eine zweite Platte über einen Wabenkern aus Papier miteinander verbunden und eine Seite der zweiten Platte mit Rahmenstreben der Fahrzeugkarosserie verbunden. Die Platten werden dabei nacheinander mit dem Wabenkern verklebt. Eine Teil-Wabenschicht ist aus einem plattenförmigen Wabenkern sowie der ersten Platte hergestellt, die mit der Oberseite des Wabenkerns fest verbunden ist. Der Wabenkern ist so bemessen, dass er von einer zugehörigen Ausnehmung der zweiten Platte aufgenommen wird und an seiner Unterseite mit einer schwingungshemmenden Schicht an der Bodenwand der Ausnehmung befestigt ist. Die erste Platte30 ist so bemessen, dass sie die Ausnehmung voll abdeckt und denjenigen Teil der zweiten Platte überlappt, der die Ausnehmung an ihrem Umfangsteil umgibt. Die erste Platte ist aus einem, im Vergleich zum Wandbestandteil der zweiten Platte, dünneren Stahlblech, aus Aluminium, Kunststoff, Papier oder einem ähnlichen Material hergestellt. Der Wabenkern und die erste Platte sind zur Bildung einer Einheit mittels eines Klebers starr miteinander verbunden. - Ein Kofferaufbau für Nutzfahrzeuge unter Verwendung einer Wabenplatte wird in
DE 39 16 965 A1 beschrieben. Dafür werden eine Tragkonstruktion zur Erzielung der notwendigen mechanischen Festigkeit und eine innerhalb der Tragkonstruktion vorgesehene Isolierung verwendet. Die Tragkonstruktion besteht aus einer beidseitig mit mindestens einer Deckschicht versehenen Wabenplatte. Die Isolierung ist eine mit der Wabenplatte flächig verbundene, vorzugsweise verklebte, gegebenenfalls mehrschichtige Platte (30 ), deren Waben aus einem schlecht wärmeleitenden Material bestehen. Die Platte ist insbesondere doppelschichtig ausgebildet, wobei in der Innenschicht eine Deckschicht aus glasfaserverstärktem Kunststoff vorgesehen ist, wodurch die mechanische Festigkeit und der Widerstand gegen Beschädigungen der Isolierung verbessert werden soll. Zur Erzeugung der Eckbereiche, in welche eine starke Krümmung vorhanden ist, werden die Wabenschichten einzeln verformt und anschließend flächig verbunden. - Die vorgenannten Lösungen weisen alle Platten mit einem im Wesentlichen ebenen Verlauf auf, der für viele Anwendungsfälle nicht geeignet ist. Weiterhin ist die Stabilität für einige Anwendungen ungenügend, die Befestigung von anderen Bauteilen nicht ohne weiteres möglich.
- Die
DE 89 15 724.9 betrifft eine Leichtbauplatte, insbesondere für den Fahrzeugbau, bestehend aus einem Plattenkern mit Wabenstruktur aus Kunststoff oder Papier, wobei zur Verankerung von Beschlägen oder Verbindungseinrichtungen der Plattenkern im Anschlussbereich der Elemente einen durch die Wabenstruktur vorgegebenen unregelmäßigen Verlauf mit ganz oder teilweise geöffneten Waben hat und die Elemente als unmittelbar an den Plattenkern angegossene Kunststoffteile ausgebildet sind, deren Kunststoff die ganz oder teilweise geöffneten Waben ausfüllt. Das Einbinden von Elementen ohne einen aufwendigen Gießprozess ist mit dieser Lösung nicht möglich. Die Platte weist ebenfalls eine ebene Form mit gleichmäßiger Dicke auf. - In der Automobilindustrie werden derzeit Wabenpappen beispielsweise im Bereich der Hutablagen und der Ladeböden eingesetzt. Zeitschrift Automobilkonstruktion, 2/2008, S. 56. Die Wabenpappe wird dabei jedoch unbeschichtet verwendet. Aus dem Prospekt „FolderEuropalSystems” geht hervor, dass Wabenpappe in Verbindung mit nichtmetallischen Dekor-Deckschichten in der Automobilindustrie für Hutablagen und in anderen Bereichen für Trennwände, Möbel, Verkaufsdisplays, leichte Schiebetüren und in der Baubranche Verwendung finden.
- Für viele Anwendungsfälle wird eine weitere Erhöhung der erzielbaren Festigkeitswerte sowie der Biegesteifigkeit bei Beibehaltung eines geringen Gewichtes der Wabenpappe gefordert, was mit den bisher verwendeten Deckschichten jedoch nicht realisiert werden konnte.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hybridbauteil unter Verwendung von Wabenmaterial, insbesondere Wabenpappe, zu entwickeln, welches in unterschiedlichsten Formen herstellbar ist und dabei einen einfachen konstruktiven Aufbau bei geringem Gewicht und verbesserten Bauteileigenschaften aufweist.
- Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Das Hybridbauteil wird unter Verwendung von Wabenmaterial, insbesondere Wabenpappe, hergestellt, wobei das Wabenmaterial einen Kernbereich des Hybridbauteils bildet, welcher auf zumindest einer ersten Seite mit einer ersten Deckschicht versehen ist, die aus einem metallischen Werkstoff besteht und insbesondere dreidimensional formbar ist. Durch die Verwendung einer metallischen Deckschicht auf zumindest einer Seite des Wabenmaterials kann die Steifigkeit des Hybridbauteils im Vergleich zu herkömmlichen Sandwichstrukturen wesentlich erhöht werden.
- Dieser Effekt kann weiter verstärkt werden, wenn auch die zweite Seite des Wabenmaterials mit einer zweiten Deckschicht versehen ist, die aus einem metallischen oder nichtmetallischen Werkstoff bestehen kann.
- Dabei ist es möglich, die erste Deckschicht und/oder die zweite Deckschicht aus einem wölbstrukturierten Blech herzustellen.
- Eine vorteilhafte Variante der Erfindung besteht dabei darin, dass die erste Deckschicht aus einem herkömmlichen Blech und die zweite Deckschicht ebenfalls aus einem herkömmlichen Blech oder einem wölbstrukturierten Blech bestehen. Durch die Verwendung eines wölbstrukturierten Bleches können die Bauteileigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Steifigkeit, Schalldämmung usw. weiter verbessert werden.
- Besteht die zweite Deckschicht aus einem nichtmetallischen Werkstoff kann dieser ebenfalls aus wölbstrukturiertem Plattenmaterialausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, herkömmliches, bevorzugt plattenartiges Material, das insbesondere dreidimensional formbar ist, für die zweite Deckschicht zu verwenden.
- Es ist damit möglich, plattenförmiges Material in der Art eines Halbzeuges herzustellen, welches einen Kern aus Wabenmaterial besitzt und auf zumindest einer Seite mit einer metallischen Deckschicht und bedarfsweise auf der anderen Seite ebenfalls mit einer metallischen oder auch einer nichtmetallischen Deckschicht versehen ist. Dieses Halbzeug kann in vielfältiger Weise und für die unterschiedlichsten Einsatzgebiete weiter verarbeitet werden und ist beispielsweise auch dreidimensional formbar.
- Die Verbindung zwischen dem Wabenmaterial und der ersten und bedarfsweise auch der zweiten Deckschicht erfolgt bevorzugt durch Kleben, insbesondere wenn dieser Verbund als Halbzeug der Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt werden soll.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in das Wabenmaterial Funktionselemente eingelegt oder eingeformt, wodurch es möglich ist, das Hybridbauteil fur bestimmte Einsatzzwecke zu konfektionieren.
- Die Gestaltung eines Hybridbauteiles mit einer dreidimensionalen Form kann durch verschiedene Möglichkeiten realisiert werden. Eine Variante besteht darin, dass das Wabenmaterial eine sich verändernde Dicke aufweist, welche der dreidimensionalen Form einer oder beider Deckschichten angepasst ist. Es ist somit möglich, eine oder beide Deckschichten dreidimensional umzuformen und das Wabenmaterial dazwischen zu positionieren, wobei die Dicke des Wabenmaterials so ausgeführt ist, dass der dadurch gebildete Kern im Wesentlichen der sich verändernden Kontur der Deckschicht/Deckschichten angepasst ist. Dadurch wird gewährleistet, dass der Raum zwischen den beiden Deckschichten weitestgehend mit dem Wabenmaterial ausgefüllt wird.
- Alternativ ist es auch möglich, dass die sich verändernde Dicke des Wabenmaterials die dreidimensionale Form einer oder beider Deckschichten bestimmt.
- Dabei kann die sich verändernde Dicke des Wabenmaterials erzielt werden, durch:
- – einen unterschiedlichen Dickenverlauf nur einer Schicht des Wabenmaterials und/oder
- – das nebeneinander Anordnen von Wabenmaterial mit unterschiedlichen Schichtdicken und/oder
- – das zumindest bereichsweise übereinander Anordnen mehrerer Schichten aus Wabenmaterial gleicher oder unterschiedlicher Dicken.
- Dabei kann ein dreidimensional strukturierter Kernbereich aus Wabenmaterial, der ggf. mit Funktionselementen (Versteifungselemente, Einlegeteile usw.) ausgestattet wurde, die Form zum dreidimensionalen Umformen einer oder beider Deckschichten bilden.
- Zur Integration von Funktionselementen kann das Wabenmaterial Ausnehmungen und/oder Unterbrechungen aufweisen, in welchen die Funktionselemente angeordnet sind, wobei die Funktionselemente das Wabenmaterial ein- und/oder beidseitig überragen können.
- Die Funktionselemente können dabei von einer oder beiden Deckschichten zumindest teilweise abgedeckt sein. Alternativ ist es möglich, dass die Funktionselemente ein oder beide Deckschichten durchdringen (wofür in den Deckschichten entsprechende Ausnehmungen vorgesehen sind) und/oder das Hybridbauteil seitlich überragen.
- Es sind vielfältige Funktionselemente in das Hybridbauteil integrierbar, von denen nachfolgend einige aufgezählt werden:
Versteifungselemente, Befestigungselemente, Führungselemente, Betätigungs- und/oder Griffelemente, Scharniere, Sensoren und/oder andere elektronische Bauelemente, Klappen, durchsichtige Elemente/Fenster/Sichtfenster aus Glas oder Kunststoff (auch klappbar), Rahmen oder Rahmenelemente, Gehäuse oder Gehäuseelemente, Leitungen, Führungen für Leitungen, Ablageelemente und/oder Fächer, sonstige Ausnehmungen, wobei selbstverständlich entsprechend der herzustellenden Hybridbauteile in diese verschiedene Funktionselemente integriert werden können. - Weiterhin ist es möglich, dass insbesondere bei einer dreidimensionalen Strukturierung einer oder beider Deckschichten, diese bereichsweise aneinander anliegen können. In einer möglichen Variante können auch eine oder beide Deckschichten das Wabenmaterial umfangsseitig, zumindest bereichsweise, überragen.
- Auch können die Deckschichten miteinander und/oder eine oder beide Deckschichten mit einem angrenzenden Bauteil verbunden werden. Dazu kann zumindest eine der beiden Deckschichten aus einem schweißbaren Material bestehen. Die Verbindung kann jedoch auch durch andere Fügeverfahren hergestellt werden.
- Es ist möglich, in eine oder beide Deckschichten einen oder mehrere Durchbrüche einzubringen, wodurch ein thermischer Ausgleich, eine Durchlüftung oder die Vermeidung der Bildung von Schwitzwasser möglich ist.
- Eine oder beide der Deckschichten des Hybridbauteils können eine Dekorschicht bilden oder mit einer Dekorschicht beschichtet bzw. versehen sein. Als Dekorschicht wird dabei auch eine Farbgebung/Farbbeschichtung verstanden.
- Während der minimale Aufbau des Hybridbauteils aus der Verwendung eines Wabenmaterials mit einer Deckschicht aus Metall auf zumindest einer Seite des Wabenmaterials besteht, ist es auch moglich, zusätzlich zwischen dem Wabenmaterial und einer oder beiden Deckschichten ein oder mehrere nichtmetallische Zwischenlagen, beispielsweise aus Papier, Kunststoff, Kunststofffolie (auch aus Faserverbundmaterial), Flies, Versiegelung usw. (einzeln oder in Kombinationen) anzuordnen.
- Dabei besteht die Möglichkeit, das Wabenmaterial des Hybridbauteils ein- oder beidseitig mit zumindest einer Zwischenlage vorkonfektioniert herzustellen.
- Das Hybridbauteil kann je nach Einsatzgebiet zumindest teilsweise mit einer insbesondere elastischen Ummantelung und/oder einer Aufpolsterung versehen sein.
- Das erfindungsgemäße Hybridbauteil ist in den verschiedensten Anwendungsgebieten, wie zum Beispiel der Innenausstattung von Fahrzeugen, für Möbelelemente, Regalsysteme, Trennwände, Türen, insbesondere Brandschutztüren, Maschinenumhausungen, Fußbodenplatten, Platten für den Innenausbau usw. einsetzbar.
- Neben der Verwendung in PKWs, LKWs, Schienenfahrzeugen, Luftfahrzeugen (z. B. für Sitze oder Sitzelemente, Trennwände usw.) ist diese Lösung auch für Boote und Passagierschiffe (z. B. für Kabinenausstattung, Türen, Trennwände usw.) geeignet.
- Weiterhin ist es mit dieser erfindungsgemäßen Gestaltung der Hybridbauteile auch möglich, äußerst effektiv leichte, stabile Fahrzeugkomponenten zu kreieren, die hohen Crashanforderungen standhalten und somit auch für Außenbereiche eines Fahrzeuges einsetzbar sind (beispielsweise eine Tür, einen Kotflügel usw.)
- Es ist mit der neuartigen Lösung möglich, diese Komponenten vollständig bzw. nahezu komplett in Hybridbauweise herzustellen und die Nacharbeit auf ein Minimum oder ganz zu reduzieren.
- Im Vergleich zu herkömmlichen Sandwichstrukturen aus Wabenpappe mit nichtmetallischen Deckschichten kann bei verbesserten Festigkeitswerten unter Beibehaltung eines geringen Gewichts die Dicke des Hybridbauteiles reduziert werden, was für viele Einsatzgebiete wesentlich ist, da oft der Bauraum begrenzt bzw. eine Verringerung des Bauraumes gewünscht ist.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 die Schnittdarstellung eines plattenförmigen Hybridbauteils, -
2 die Schnittdarstellung eines Hybridbauteils, bei welchem die erste Deckschicht eben und die zweite Deckschicht als Formteil ausgebildet ist, mit integrierten Funktionselementen, -
3 die Prinzipdarstellung eines Backpanels einer Lehne einer Sitzbank eines Fahrzeuges, -
4 den Schnitt A-A gemäß3 , -
5 eine dreidimensionale Darstellung einer weiteren Variante eines einteiligen Backpanels, -
6 eine dreidimensionale Darstellung einer Variante eines zweiteiligen Backpanels, -
7 einen Längsschnitt eines Hybridbauteils, bei welchem zwischen Wabenmaterial und Deckschichten jeweils eine Zwischenschicht angeordnet ist. - In
1 wird eine Variante eines plattenartigen Hybridbauteils H dargestellt, welches einen Kernbereich aus Wabenmaterial1 aufweist, an dessen erste Seite1.1 sich eine erste Deckschicht2 aus einem im Wesentlichen ebenen Blech anschließt. An die gegenüberliegende zweite Seite1.2 grenzt eine zweite Deckschicht3 aus einem wölbstrukturierten Material, bevorzugt ebenfalls aus Blech (alternativ aus Kunststoff, Pappe oder Papier), an. - Es ist auch möglich, für beide Deckschichten
2 ,3 herkömmliche Bleche oder auch wölbstrukturierte Bleche zu verwenden. -
2 zeigt die Schnittdarstellung eines Hybridbauteils H, bei welchem die erste Deckschicht2 eben und die zweite Deckschicht3 als Formteil ausgebildet ist. Dabei erstreckt sich in der Deckschicht3 eine muldenartige Ausformung F, die eine Wand3.1 und einen Boden3.2 aufweist, in Richtung zur ersten Deckschicht2 . Beide Deckschichten2 ,3 bestehen hier bevorzugt aus Blech. Der Kern aus Wabenmaterial1 ist zweilagig ausgebildet. Eine erste Lage1a aus Wabenpappe weist eine Dicke b1 auf und reicht dadurch von der ersten Deckschicht2 bis zum Boden3.2 der Ausformung. Eine zweite Lage1b weist hier eine größere Dicke b2 auf und erstreckt sich von der ersten Lage1a bis zur zweiten Deckschicht3 . - Es sind hier beispielhaft ausgewählte Funktionselemente integriert, die in Form eines U-förmigen ersten Versteifungselementes
4 , eines C-förmigen zweiten Versteifungselementes5 , einer Gewindebuchse6 mit Bund6.1 ausgebildet sind. Im Bereich des ersten Versteifungselementes4 und der Gewindebuchse6 weisen beide Lagen1a ,1b des Wabenmaterials1 nicht bezeichnete Ausklinkungen auf. Im Bereich der Ausformung F ist nur die zweite Lage1b mit einer Aussparung versehen, die ein Eingreifen des Formelementes F gewährleistet. - Das C-förmige zweite Versteifungselement
5 greift mit seinen sich gegenüberliegenden Schenkeln5.1 ,5.2 klammerartig um die erste und zweite Lage1a ,1b des Wabenmaterials1 . Dadurch, dass das Wabenmaterial1 aus Wabenpappe gebildet wird, können die Ausnehmungen bzw. Ausklinkungen für die Funktionselemente sehr einfach hergestellt werden. - Eine Variante zur Herstellung dieser Hybridstruktur besteht darin, dass in die zweite Deckschicht
3 das Formelement F eingebracht und das Wabenmaterial mit den Ausnehmungen versehen wird. Weiterhin werden in der ersten Deckschicht2 und in der zweiten Deckschicht3 Ausnehmungen für die Gewindebuchse6 eingebracht. Nun werden die erste und zweite Lage1a ,1b der Wabenpappe1 , die Funktionselemente4 ,5 ,6 und die erste und zweite Deckschicht2 ,4 zueinander positioniert und bevorzugt durch Kleben gefügt. - Eine alternative Herstellungsvariante besteht darin, dass auf einer Unterlage die erste Deckschicht
2 mit der Buchse6 positioniert wird, anschließend die erste Lage1a und zweite Lage1b mit den entsprechenden Ausnehmungen bzw. Ausklinkungen sowie das erste und das zweite Versteifungselement4 ,5 eingelegt werden, nun das noch ebene Blech, welches die zweite Deckschicht bilden soll, darüber gelegt wird und dann in diesem mit einem Stempel und einem Niederhalter das Formelement F durch Tiefziehen direkt in das Hybridbauteil, vorzugsweise unter gleichzeitigem Verkleben der Komponenten, hergestellt wird. Das erste Versteifungselement4 und das zweite Versteifungselement5 sowie das Wabenmaterial (hier die Lage1b ) wirken dabei stabilisierend und wie ein Teil eines Umformwerkzeuges. - Neben den hier angedeuteten Funktionselementen können selbstverständlich auch andere Funktionselemente in das Hybridbauteil H integriert werden.
-
3 und4 zeigen eine Prinzipdarstellung eines Hybridbauteils H in Form eines Backpanels einer Lehne einer Sitzbank eines Fahrzeuges, in der Vorderansicht und dem Schnitt A-A. - Das Hybridbauteil H weist umfangsseitig und in der Mitte dickere Rahmenelemente
7 auf. Diese werden durch eine dreidimensional umgeformte erste Deckschicht2 und eine dreidimensional umgeformte zweite Deckschicht3 gebildet. Die Deckschichten2 ,3 sind umfangsseitig in ihrem Anlagebereich8 miteinander verbunden, z. B. verschweißt. Im Bereich der Rahmenelemente ist ein Kern aus Wabenmaterial1 in Form von Wabenpappe angeordnet. in dieses können hier nicht dargestellte Einlegeteile für die Befestigung der Kopfstützen, Verriegelungen usw. integriert sein. Die gestrichelten Linien deuten an, dass das Backpanel und somit die Lehne dreigeteilt sein kann. Die dadurch gebildeten Lehnenbereiche sind bevorzugt einzeln umklappbar. - Eine weitere Prinzipdarstellung eines Hybridbauteils H in Form eines einteiligen Backpanels zeigt schematisch die
5 und ein Hybridbauteil H in der Art eines asymmetrisch zweigeteilten Backpanels ist in6 als Prinzipskizze dargestellt. Die erste Deckschicht2 ist im Wesentlichen eben und die zweite Deckschicht als dreidimensionales Formteil ausgebildet. Beide Deckschichten2 ,3 bestehen bevorzugt aus Blechmaterial und sind umfangsseitig miteinander verschweißt (nicht dargestellt). Zwischen diesen ist das Wabenmaterial1 angeordnet, in welches Führungen9 für die Kopfstützen, Aussparungen10 für deren Verriegelung und eine Lagerung11 für das Kippen der Lehne integriert sind. - Zwischen dem Wabenmaterial
1 und den Deckschichten2 ,3 können auch ein oder mehrere zusätzliche Zwischenlagen angeordnet sein, mit welchen die Wabenpappe beispielsweise vorkonfektioniert ist. - Als Zwischenlagen können insbesondere ein oder mehrere Lagen verwendet werden, welche aus nichtmetallischen Materialien bestehen, beispielsweise Schichten aus Papier, Kunststoff, Kunststofffolie (auch aus Faserverbundmaterial), eine Versiegelung usw.
- In
7 wurde direkt auf der ersten Seite1.1 und auf der zweiten Seite1.2 des Wabenmaterials1 eine Kaschierung in Form jeweils einer Zwischenlage12 aus einem Kunststoffflies angeordnet und darüber dann die Deckschichten2 ,3 angebracht. - Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, direkt auf dem Wabenmaterial ein- oder beidseitig eine Papierschicht vorzusehen, an welche sich die Deckschichten anschließen.
- Ebenfalls ist es möglich, zwischen dem Wabenmaterial und den Deckschichten mehrere Zwischenschichten aus gleichem oder unterschiedlichem Material, z. B. zuerst Papier und dann Folie (oder umgekehrt) anzuordnen und bedarfsweise auch noch weitere Zwischenlagen (z. B. aus schalldämmendem Werkstoff) vorzusehen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- DE 8915724 [0010]
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- Automobilkonstruktion, 2/2008, S. 56 [0011]
Claims (21)
- Hybridbauteil unter Verwendung von Wabenmaterial, insbesondere Wabenpappe, wobei das Wabenmaterial einen Kernbereich des Hybridbauteils bildet und zumindest eine erste Seite des Wabenmaterials mit einer ersten Deckschicht versehen ist, die aus einem metallischen Werkstoff besteht.
- Hybridbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Seite des Wabenmaterials mit einer zweiten Deckschicht aus einem metallischen oder nichtmetallischen Werkstoff versehen ist.
- Hybridbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Deckschicht und/oder die zweite Deckschicht aus einem wölbstrukturierten Blech besteht.
- Hybridbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in das Wabenmaterial Funktionselemente eingelegt oder eingeformt sind.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wabenmaterial eine sich verändernde Dicke aufweist, welche einer dreidimensionalen Form einer oder beider Deckschichten angepasst ist oder dass die sich verändernde Dicke des Wabenmaterials die dreidimensionale Form einer oder beider Deckschichten bestimmt, wobei die sich verändernde Dicke des Wabenmaterials erzielt wird, durch: – einen unterschiedlichen Dickenverlauf nur einer Schicht des Wabenmaterials und/oder – das nebeneinander Anordnen von Wabenmaterial mit unterschiedlichen Schichtdicken und/oder – das zumindest bereichsweise übereinander Anordnen mehrerer Schichten aus Wabenmaterial gleicher oder unterschiedlicher Dicken.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein dreidimensional strukturierter Kernbereich aus Wabenmaterial, bedarfsweise mit bereits darin integrierten Funktionselementen, die Form zum dreidimensionalen Umformen einer oder beider Deckschichten bildet.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Deckschicht oder ein Verbund aus Wabenmaterial und wenigstens einer Deckschicht dreidimensional umgeformt ist.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wabenmaterial Ausnehmungen und/oder Unterbrechungen aufweist, in welchen die Funktionselemente angeordnet sind, wobei die Funktionselemente das Wabenmaterial ein- und/oder beidseitig überragen können.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Funktionselemente von einer oder beiden Deckschichten zumindest teilweise abgedeckt sind und/oder dass die Funktionselemente ein oder beide Deckschichten durchdringen und/oder das Hybridbauteil seitlich überragen.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Funktionselemente: Versteifungselemente, Befestigungselemente, Führungselemente, Betätigungs- und/oder Griffelemente, Scharniere, Sensoren und/oder andere elektronische Bauelemente, Klappen, durchsichtige Elemente/Fenster/Sichtfenster aus Glas oder Kunststoff (auch klappbar), Rahmen oder Rahmenelemente, Gehäuse oder Gehäuseelemente, Leitungen, Führungen für Leitungen, Ablageelemente und/oder Fächer, sonstige Ausnehmungen einzeln oder in Kombination in das Hybridbauteil integriert sind.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten bereichsweise aneinander anliegen.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Deckschichten das Wabenmaterial umfangsseitig, zumindest bereichsweise, überragen.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten miteinander und/oder eine oder beide Deckschichten mit einem angrenzenden Bauteil verbunden sind.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden Deckschichten aus einem schweißbaren Material besteht/en.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Deckschichten einen oder mehrere Durchbrüche zum thermischen Ausgleich/zur Gewährleistung einer Durchlüftung/zur Vermeidung der Bildung von Schwitzwasser aufweist.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide der Deckschichten eine Dekorschicht bilden oder mit einer Dekorschicht beschichtet/versehen sind.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest teilsweise mit einer insbesondere elastischen Ummantelung und/oder einer Aufpolsterung versehen ist.
- Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wabenmaterial und einer oder beiden Deckschichten eine oder mehrere zusätzliche nichtmetallische Zwischenlagen angeordnet sind.
- Hybridbauteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenlagen Schichten aus Papier, Kunststoff, Kunststofffolie (auch aus Faserverbundmaterial), Flies, eine Versiegelung usw. Anwendung finden.
- Hybridbauteil nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Wabenmaterial ein- oder beidseitig mit zumindest einer Zwischenlage vorkonfektioniert ist.
- Verwendung des Hybridbauteils nach Anspruch 1, für folgende Anwendungen: Innenausstattung von Fahrzeugen, Möbelelemente, Regalsysteme, Trennwände, Türen, insbesondere Brandschutztüren, Maschinenumhausungen, Fußbodenplatten, Platten für den Innenausbau.
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