DE3033692C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Wandung für Kraftfahrzeuge, die aus einer Metallaußenwand und einer innenliegenden Verstärkung besteht.
Bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Tür für ein Kraftfahrzeug (Fig. 1A, B und C) wird ein aus warm aushärtendem Harz gebildetes Verstärkungsteil üblicherweise mit der Innenseite einer äußeren Metallwand der Tür verbunden, um deren Festigkeit und Starrheit zu verbessern. Bisher wurden solche versteiften Wandungen derart hergestellt, daß auf die Innenseite des Türaußenblechs 21 ein Verstärkungsteil 22 aus warm aushärtendem Harz aufgeklebt wurde. Auf dieses wurde dann ein Verstärkungsteil 24 aus gewebtem Glasfasertuch aufgelegt, wie dies in Fig. 1C gezeigt ist. Das Verstärkungsteil 22 aus warm aushärtendem Harz ist in der gewünschten Form dadurch geformt, daß man Wärme darauf aufbringt, wenn das Verstärkungsteil an der Metallwand 21 befestigt wird.
Bei derartigen Kraftfahrzeugwänden aus dem Stand der Technik muß, selbst wenn das Ausgangsmaterial eine gute Festigkeit und Starrheit aufweist, das Verstärkungsteil eine entsprechende Dicke besitzen, um die gewünschte Festigkeit zu erreichen. Somit nehmen die Menge des zu verwendenden Ausgangsmaterials und dessen Herstellungskosten zu. Auch das Gewicht der Tür, bei der ein derartiges Verstärkungsmaterial verwendet wird, nimmt zu.
Des weiteren ist auch aus der DE-OS 24 14 114 eine Fahrzeugtür mit einer Verstärkung bekannt. Dort wird zuerst an der Innenseite des Türaußenblechs, d.h. der Metallaußenwand, ein wellblechartig geformtes, der Form der Tür angepaßtes Verstärkungsteil aus Blech befestigt. Anschließend wird der Hohlraum zwischen Türaußenblech und Verstärkungsteil mit einem Schaumstoffmaterial gefüllt. Eine andere Variante sieht vor, das Schaumstoffmaterial zuerst auf das wellblechartig geformte Verstärkungsteil aufzubringen und dann beides zusammen auf die Innenseite des Türaußenblechs zu kleben.
In der US-PS 39 64 208 wird ebenfalls eine Kraftfahrzeugtür beschrieben, an deren Innenseite zur Versteifung ein Profilblech befestigt ist. Der Hohlraum zwischen der Kraftfahrzeugtür und dem Profilblech wird mit einem Schaummaterial ausgefüllt. Dies kann entweder dadurch erfolgen, daß in diesen Hohlraum vorgeformte Teile eingeführt werden, oder daß das Verstärkungsteil vor der Befestigung an der Wand ausgeschäumt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Wandung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß diese Wandung ohne großen Zeitaufwand hergestellt werden kann und eine hohe Festigkeit und Steifigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die Innenseite der Metallaußenwand ein streifenförmiges Teil aus aufschäumbarem Material aufgelegt wird, dann wird das streifenförmige Teil mit einem aus aushärtbarem Harz bestehenden flächigen Teil überdeckt und in seinem Randbereich mit der Metallaußenwand unter Aufbringen eines Druckes verklebt, danach wird die Metallaußenwand mit den beiden aufgebrachten Teilen auf eine erste Temperatur erwärmt, wobei das streifenförmige Teil aufgeschäumt und das aus aushärtbarem Harz bestehende Teil erweicht und ausgewölbt wird, und anschließend wird auf eine zweite Temperatur, die höher als die erste Temperatur ist, erwärmt, wobei das aus Harz bestehende Teil aushärtet.
Bei der Erfindung ist es nicht erforderlich, das Verstärkungsteil vorzuformen. Die erwünschte Form erhält das Verstärkungsteil dadurch, daß der zwischen ihm und einer Metallwand angeordnete Kern aus Schaummaterial durch Wärmezufuhr an Volumen zunimmt und dabei das Verstärkungsteil auswölbt, welches in seinem Randbereich mit der Metallwand verbunden ist. Da das Verstärkungsteil insgesamt zwei Materialschichten aufweist, von denen eine aus einem wärmehärtbaren Harz besteht, besitzt das Verstärkungsteil, nachdem dieses Harz ausgehärtet worden ist, eine hohe Steifigkeit und Festigkeit.
Da kein vorgeformtes Verstärkungsteil benötigt wird, läßt sich die erfindungsgemäße Wandkonstruktion schnell und einfach herstellen, wobei sie in ihrem Endzustand eine hohe Festigkeit und Steifigkeit aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1A eine Draufsicht auf eine Kraftfahrzeugtür mit einer Wandkonstruktion nach den Stand der Technik,
Fig. 1B eine Schnittdarstellung der in Fig. 1A gezeigten Kraftfahrzeugtür, wobei zur Verdeutlichung einige Teile fortgelassen worden sind,
Fig. 1C eine Schnittdarstellung in größerem Maß­ stab, die einen Abschnitt der in Fig. 1B dargestellten Kraftfahrzeugtür zeigt,
Fig. 2A eine perspektivische Darstellung eines Außenwandabschnittes einer Kraftfahrzeug­ tür mit einer Wandung, die nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren hergestellt ist,
Fig. 2B eine Schnittdarstellung längs der Linie II-II in Fig. 2A,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 4A eine schematische Darstellung einer Wandung für ein Kraftfahrzeugdach gemäß eines zwei­ ten Ausführungsbeispiels, das nach dem er­ findungsgemäßen Verfahren hergestellt ist,
Fig. 4B eine Schnittdarstellung längs der Linie IV-IV in Fig. 4A.
Die Fig. 2A und 2B zeigen eine Wandkonstruktion, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt worden ist. Die Außenhaut 1 a einer Kraftfahrzeugtür umfaßt eine Wand 1.
Ein flächiges Element oder eine Schicht 6 aus wasserfestem Gummi ist an einem zu verstärkenden Abschnitt der Wand 1 angebracht, um dadurch einen korrosionsfesten und rostfreien Bereich bei der Wand 1 zu erzielen. Ein flächiges, aus einem aushärtbarem Harz bestehendes Teil 2 ist fest an der Schicht 6 angebracht. Ein weiteres, flächiges Teil 4 ist mit dem flächigen Teil 2 verbunden. Das flächige Teil 2 kann aus einem Epoxidharz hergestellt sein. Der Mittelabschnitt des aus einem aushärtbaren Harz bestehenden Teils 2 ist so ausgebildet, daß er in seiner Längsrichtung vorspringt und einen wulst- oder wellenartigen Vorsprung 3 bildet, daß er vorzugsweise einen hutförmigen Querschnitt aufweist.
Ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Wandkonstruktion für ein Kraftfahrzeug wird im einzelnen nun erläutert.
Zunächst wird die wasserdichte Gummischicht 6 auf dem zu verstärkenden Abschnitt der Wand 1 angebracht. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird daraufhin ein streifenförmiges Teil 5 b, welches unter Wärmezufuhr aufschäumt, mit der Schicht 5 verbunden. An der Schicht 6 wird ein weiteres Teil 4 aus gewebtem Glasfasertuch derart angebracht, daß es das streifenförmige, aufschäumbare Teil 5 b überdeckt. Das flächige Teil 2 a aus aushärtbarem Harz für das Teil 2 wird mit dem Teil 4 unter Bildung mehrerer Lagen verbunden. Das Teil 2 a aus aushärtbarem Harz ist noch immer biegsam und bei Raumtemperatur klebfähig. Ein gutes Beispiel für das Material für das Teil 2 a ist ein bahnartiges Epoxidharz, das noch nicht ausgehärtet ist.
Damit das streifenförmige, aufschäumbare Teil 5 b durch das Teil 2 a aus aushärtbarem Harz abgedichtet wird, wird der Umfangsbereich des Teils 2 a gemeinsam mit dem Teil 4 an der Wand 1 unter Druck derart angeklebt, daß diese vollkommen miteinander verbunden sind. Anschließend wird die Wand 1 bei einer Temperatur von 120°C bis 180°C zum Beispiel in einem Farb- bzw. Beschichtungs-Trocknungsofen erwärmt. Während des Erwärmens erweicht das Teil 2 a aus aushärtbarem Harz und das Teil 5 b aus aufschäumbarem Material expandiert. Das endgültig aufgeschäumte Teil 5 nimmt, wie es Fig. 2B zeigt, etwa das zehnfache Volumen des streifenförmigen Teils 5 b ein. Infolgedessen wird das Teil 2 a nach außen gedrückt, so daß ein wellenartiger Vorsprung oder auch mehrere davon in Längsrichtung des Teils 2 a aus aushärtbarem Harz gebildet wird. Wenn das Teil 2 a bis auf seine Wärmeaushärtungstemperatur erwärmt wird, härtet es in seiner angenommenen Form aus. Somit wird durch die Kombination der beiden Teile 2 und 4 eine große Festigkeit und Steifigkeit der Wand 1 erzielt. Der wellenartige Vorsprung 3 des aus aushärtbarem Harz bestehenden Teils 2 wirkt als Rippe der Wand 1 und verbessert deren Steifigkeit und Festigkeit.
Fig. 4A und 4B zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Ein Kraftfahrzeugdach 1 b weist eine größere Oberfläche als die Außenwand 1 a der Kraftfahrzeugtür auf. Aus diesem Grund wird, um die Festigkeit und Steifigkeit zu erhöhen, eine gitterartige Ausbildung des Verstärkungsteils bevorzugt. Grundsätzlich ergibt sich die gleichartige Ausbildung wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Um eine derartige Versteifung der Dachwand 1 b zu erzielen, wird beispielsweise ein gitterförmiges Teil 15 a aus einem aufschäumbaren Material auf die wasserdichte Gummischicht 16 aufgeklebt, die an dem zu verstärkenden Abschnitt des Wandteils 11, d.h. der Dachwand 1 b befestigt ist. Ein Teil 12 a aus aushärtbarem Harz, welches noch nicht ausgehärtet ist, wird über das sich auf der Schicht 16 befindende, gitterförmige Teil 15 gelegt, um dieses abzudecken. Ebenso wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das aus aushärtbarem Harz bestehende Teil 12 a mit einem weiteren Teil 14 überdeckt und verbunden. Die beiden Teile 12 a und 14 werden in ihren Randbereichen vorzugsweise mit der Schicht 16 (oder bei Fehlen derselben mit dem Wandteil (11) derart verklebt, daß sie das gitterförmige Teil 15 vollkommen umgeben und einschließen. Die Enden es wellenförmigen Vorsprunges 13 können aber auch offengelassen werden. Nachfolgend wird das Wandteil 11 auf eine bestimmte Temperatur erwärmt. Dabei härtet das aus aushärtbarem Harz bestehende Teil 12 a aus und ergibt das ausgehärtete Teil 12 mit dem wellenartigen Vorsprung bzw. den wellenartigen Vor­ sprüngen 13. Die Form des Vorsprungs bzw. der Vorsprünge 13 ergibt sich durch die Form des Kerns 15, der aus dem aufgeschäumten Teil 15 a besteht.
Außer den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind auch andere Ausführungsformen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich. Während als aushärtbares Harz für die Teile 2 a, 12 a bzw. 2, 12 Epoxidharz verwendet wurde, so stellt dies keine Einschränkung dar. Das aushärtbare Harz kann irgendein Harz sein, wie ein Melaminharz, Phenolharz oder Harnstoffharz, solange es bei Raumtempe­ ratur nachgiebig und klebfähig ist und bei einer höheren Temperatur aushärten kann, vorzugsweise während eines Verfahrensschrittes zum Lackeinbrennen bzw. Aushärten der Beschichtung der Kraftfahrzeugkarosserie bei einer Temperatur von 120°C bis 180°C. Das weitere Teil 4, 14, welches aus dem aus aushärtbarem Harz bestehenden Teil verbunden wird, kann nicht nur aus einem gewebten Glas­ fasertuch sondern auch aus Glasfasern, Kohlenstoffasern, gewebtem Polyestertuch, gewebtem Polypropylentuch, Hart­ papier oder dergleichen bestehen. Während bei den darge­ stellten Ausführungsbeispielen das weitere Teil 4, 14 jeweils an der Außenfläche des Teils 2, 12 aus aushärt­ barem Harz angebracht ist, kann es auch an dessen Innen­ oberfläche oder auch an beiden Oberflächen angebracht sein.
Das aufschäumbare Material für den streifenförmigen Teil 5 b bzw. 15 a kann nicht nur ein aufschäumbares Poly­ äthylenmaterial sein, sondern auch ein anderes, wenn es vor dem Wärmeaushärten des Teils 2 a bzw. 12 aus aushärt­ barem Harz durch Wärmezufuhr aufgeschäumt werden kann. Vorzugsweise wird ein solches aufschäumbares Material verwendet, welches während eines Lackeinbrennvorganges aufgeschäumt werden kann und einen gewünschten Volumen- Expansionskoeffizienten aufweist, wie etwa schäumendes Epoxidharz. Auch kann für das aufschäumbare Material für den streifenförmigen Teil 5 b bzw. 15 a sowohl ein aufschäumbares Material, welches ein weiches Harz bzw. ein weicher Kunststoff wird, wie zum Beispiel aufge­ schäumtes Polyäthylen verwendet werden als auch ein solches, welches ein Hartschaum-Kunststoff wird.
Die Schicht 6, 16 kann aus irgendeinem Material bestehen, solange es wasserschützende und rostschützende Eigen­ schaften im Hinblick auf die Wand 1 oder 11 sowie im Falle einer Lackaushärtung die hierbei erforderliche thermische Stabilität bei einer Lackaushärtungstemperatur von 120°C bis 180°C aufweist. Die Schicht kann sowohl an der Wand als auch an den Teilen aus aushärtbarem Harz angeklebt sein. Diese Schicht kann beispielsweise eine Farbe sein, die als Rostschutz auf die betreffende Wand aufgetragen ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch dann durchgeführt werden, wenn beispielsweise vorher eine Farbe auf die Wand 1 oder 11 aufgetragen und in üblicher Weise getrocknet wurde.
Es ist ersichtlich, daß mit dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren eine Verstärkung bzw. Versteifung einer Wand für ein Kraftfahrzeug erhalten werden kann, bei der nur geringe Mengen an Material erforderlich sind. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichbare Ver­ festigung und Versteifung kann nicht nur erfolgreich bei einer Türwand oder Dachwand eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden, sondern ebenso für den vorderen und hinteren Kotflügel sowie andere Teile der Fahrzeugkaros­ serie.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung einer versteiften Wandung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer Metallaußenwand und innenliegender Verstärkung, bei dem auf die Innenseite der Metallaußenwand ein streifenförmiges Teil aus aufschäumbarem Material aufgelegt wird, dann wird das streifenförmige Teil mit einem aus aushärtbarem Harz bestehenden flächigen Teil überdeckt und in seinem Randbereich mit der Metallaußenwand unter Aufbringung eines Druckes verklebt, danach wird die Metallaußenwand mit den beiden aufgebrachten Teilen auf eine erste Temperatur erwärmt, wobei das streifenförmige Teil aufgeschäumt und das aus aushärtbarem Harz bestehende Teil erweicht und ausgewölbt wird, und anschließend wird auf eine zweite Temperatur, die höher als die erste Temperatur ist, erwärmt, wobei das aus Harz bestehende Teil aushärtet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zunächst eine Rostschutzschicht auf die Innenseite der Metallaußenwand aufgebracht wird, auf der dann das streifenförmige Teil und das aus einem aushärtbaren Harz bestehende Teil angeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei vor dem Erwärmen ein flächiges oder gewölbtes Element aus Glasfaser auf dem aus aushärtbaren Harz bestehenden Teil aufgebracht wird.
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