DE3338160A1 - Verfahren zur herstellung von formkoerpern fuer fahrzeuge und durch das verfahren hergestellte formkoerper - Google Patents

Verfahren zur herstellung von formkoerpern fuer fahrzeuge und durch das verfahren hergestellte formkoerper

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Description

ZIMMERMANN
PATENTANWÄLTE
european patent attorneys
Dipl.-Ing. H. Leinweber (1930-76) Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. v. Wengersky Dipl.-Phys. Dr. Jürgen Kraus
Rosental 7, D-8000 München 2
2. Aufgang (Kustermann-Passage) Telefon (089) 2 60 39 89 Telex52 8191Iepatd
Telegr.-Adr. Leinpat München
den 20. Oktober 19
Unser Zeichen ζΐί
HE 10 784
MACCHI INTERNATIONAL spa
Via Montello I1 Seregno, Mailand (Italien)
Verfahren zur Herstellung von
Foririkörpern für Fahrzeuge und durch
das Verfahren hergestellte Formkörper
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Forrrikörpern für Fahrzeuge im allgemeinen und durch das Verfahren erhaltene Formkörper, wie z.B. Stoßfänger, Instrumententafeln, Spoiler usw.
Die Erfindung umfaßt die Herstellung von Fahrzeugteilen, wie z.B. Stoßfänger, Spoiler, Armlehnen und Sitzunterteile für Kraftfahrzeuge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung der widerstandsfähigen Struktur dieser Körper hinsichtlich ihres besonderen Endgebrauchs zu verbessern und zu vereinfachen, insbesondere hinsichtlich ihres vorteilhaften, aber nicht ausschließlichen Gebrauchs als Stoßfänger für Kraftfahrzeuge.
Das Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Formkörper, die eine am Fahrzeug befestigbare widerstandsfähige Stützstruktur aufweisen, ist dadurch gekennzeichnet, daß Füll- oder Polsterkörper zumindest teilweise aus einem elastisch nachgiebigen Material hergestellt werden und daß diese Körper während der Gießphase der Stützstruktur in diese eingebettet werden, wobei zumindest Teile der Wände der Stützstruktur flexibel sind.
Gemäß der Erfindung ist das Füllmaterial für den Hohlraum der Stützstruktur zumindest teilweise mit einer oder mehreren Lagen eines geeigneten Verstärkungsmaterials beschichtet, beispielsweise ein Fasermaterial, um in der Tragstruktur verstärkte Zonen zu schaffen, die geeignete Eigenschaften aufweisen, um einer Stoßbelastung standzuhalten.
Der nach dem definierten Verfahren hergestellte Formkörper besteht aus einer Tragstruktur aus einem elastischen Material, die am Rahmen des Fahrzeugs befestigt werden kann. Der Körper ist dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstruktur mit Mitteln versehen ist, um sie an tragenden Bauteilen des Fahrzeugs zu befestigen, und mit mindestens einem Hohlraum
BAD ORSGIWAL
versehen ist, um einen elastisch nachgiebigen Füllkörper aufzunehmen.
Wenn der Formkörper als Stoßfänger od. dgl. benutzt wird, dann ist seine Tragstruktur mit mindestens einer luftdichten Kammer versehen, die einen oder mehrere Füllkörper enthält, während die Tragstruktur in ihrem unteren Bereich mit Befestigungsmitteln versehen ist, die mit verschiedenen Teilen des Fahrzeugrahmens in Eingriff bringbar sind, um die Stoßbelastmmg über eine große Fläche zu verteilen.
Die Füllkörper sind vorzugsweise aus einem expandierbaren Kunststoffschaum hergestellt, wie z.B. ND Polyurethanharz, und sie können mit einer vorzugsweise aus Glasfasern bestehenden Beschichtung versehen sein, die an der Oberfläche der Füllkörper verankert ist.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise Aufsicht auf einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stoßfänger,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Stoßfänger nach Fig. 1,
Fig. 3 und 4 Querschnitte wie Fig. 2 durch Abwandlungen des Stoßfängers,
BAD ORIGINAL
Fig. 5, 6 und 7 Querschnitte durch eine abgewandelte
Ausführungsform eines nach dem erfindungs gemäßen Verfahren hergestellten Stoßfängers,
Fig. 8 einen horizontalen Schnitt durch Fig. 6, und
Fig. 9 einen Querschnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Spoiler, der am hinteren Teil des Fahrzeugs anbringbar ist, um den Fahrtwind abzulenken.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird aus der nachfolgenden Beschreibung verständlich, die sich insbesondere auf die Ausbildung der erfindungsgemäßen Formkörper bezieht.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Stoßfänger gezeigt, der mit einem Körper oder einer Schale A der gewünschten Eigenschaften versehen ist und eine oder mehrere Kammern 10 aufweist, die im Fall von Fig. 2 an der Rückseite offen sind, während ihre Frontwände 12 mit inneren und/oder äußeren Verstärkungsrippen versehen sein können.
Wenn die Rippen 20 innerlich sind, dann springen sie von den Kammern 10 vor und können zu den nachfolgend beschriebenen Zwecken dienen. Das Gehäuse A ist in seinem unteren Bereich mit einem länglichen Lappen 34 versehen, der sich an den hinteren Teil des Fahrzeugkörpers anschmiegt und an diesem anhaftet. Der Lappen kann über das Ende des Stoßfängers mit komplementären Bahnen 35 hinausragen, die mit den unteren Enden der Seitenwände des Fahrzeugs zusammenwirken .
In dem Gehäuse A sind ein oder mehrere Polster oder Füllelemente fest angeordnet, die jeweils aus einem expandierten Kunstharzschaum hergestellt sind, möglicherweise ND Polyurethanschaum.
Gemäß Fig. 2 ist zwischen den Innenwänden des Gehäuses A und dem Füllmaterial B eine Auskleidung C aus einem geeigneten überwiegend^ faserigen Material angeordnet, das ein Verstärkungsmittel bildet.
Die Schicht C ist beispielsweise aus Glasfasern hergestellt, das mit einem geeigneten Harz behandelt sein kann, um seine Verklebung und die Verankerung der das Gehäuse A und den Füllkörper B bildenden Materialien zu gewährleisten. Die Dicke der Schicht C kann ν*» den jeweiligen Erfordernissen entsprechend variieren, insbesondere, wenn diese Schicht die verstärkten widerstandsfähigen Zonen in Stoßfängern unterteilen soll.
Gemäß der vorstehenden Erläuterung können zur Herstellung eiries erfindungsgemäßen Formkörpers, wie z.B. des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Stoßfängers folgende oder ähnliche Verfahren angewendet werden.
Zunächst wird der Füllkörper B auf herkömmliche Weise erzeugt, indem eine Form benutzt wird, die näherungsweise der oder den Kammern 10 des Gehäuses A entspricht. Die Abmessungen des Füllkörpers B müssen offensichtlich kleiner sein als diejenigen der Kammer oder der Kammern 10, und die Form des Füllkörpers muß auch nicht genau dem Profil der Kammern 10 des Gehäuses A entsprechen. Dies stellt einen wesentlichen Vorteil dar, der mit der Erfindung erzielbar ist, ohne deren Endzwecke zu beeinträchtigen.
BAD ORIGINAL
Es ist offensichtlich, daß das Füllmaterial B mit Einprägungen oder einem Relief der gewünschten Größe versehen sein kann, wie z.B. Nuten 40 (Fig. 2) im rückwärtigen Teil des Stoßfängers, die eine Stange D aufnimmt, welche am Fahrzeugrahmen befestigt ist, um den Stoßfänger abzustützen und gleichzeitig die im Gebrauch möglicherweise auf den Stoßfänger aufgebrachten Stoßbelastungen aufzunehmen.
Wenn das Füllmaterial B fertiggestellt ist, dann wird die Verstärkungsschicht C an demselben angebracht (wie dies nachfolgend erläutert wird.
Gemäß Fig. 2 wird eine Schicht C aufgebracht, so daß sie den Füllkörper B umhüllt und zugleich eine Rückwand 16 des Stoßfängers bildet, die in die Rückseite des länglichen Lappens 34 stufenlos übergeht, um an der Wand des Fahrzeugkörpers anzuhaften und mit dieser zusammenzuwirken.
Um eine Verklebung zwischen dem Füllmaterial B und der Tragstruktur A zu gewährleisten, und wenn die Verstärkungsschicht C zwischen diesen Teilen angeordnet ist, wird auch ein flüssiges Harz auf diesen angeordnet. Während der Formphase der Tragstruktur A gewährleistet das flüssige Harz eine Verklebung der verschiedenen Teile miteinander.
Nachdem der Füllkörper B fertiggestellt ist, wird er in dem Hohlraum der Form angeordnet, die dem Negativ der Form der Tragstruktur A entspricht. Die Form wird sodann geschlossen und ein geeignetes Harz wird in den durch geeignete Distanzstücke in der Form gebildeten Zwischenraum eingespritzt, der von den Wänden der Form und dem Füllkörper B begrenzt ist.
Dadurch wird ein Gehäuse A mit Wänden von geeigneter Dicke erzeugt.
Für diesen Vorgang wird ein polymerisierbares HD Polyurethanharz benutzt. Dieses Harz ist wegen seiner Elastizität und der Widerstandsfähigkeit gegen Stoßbelastungen für Stoßfänger besonders geeignet.
Neben dem Ausfüllen des vorstehend erwähnten Zwischenraums dringt das Harz auch in die Oberfläche des Füllkörpers B ein, und im Falle der Anwesenheit einer Verstärkungsschicht C wird diese auch getränkt und bildet zusammen mit dem Füllmaterial B einen einstückigen Körper, der allen Anforderungen des Endgebrauchs voll entspricht.
Im Fall von Stoßfängern wird der Stoß zunächst von der Wand 12 des Gehäuses A aufgenommen und sodann über die Verstärkungsschicht C auf das Füllmaterial B übertragen, das die Stoßbelastung wegen seiner besonderen Eigenschaften absorbiert. Tatsächlich wird die Stoßbelastung auf einen großen Bereich des Füllkörpers ausgedehnt und in einer abgeschwächten örtlich verteilten Form auf das Fahrgestell des Fahrzeugs übertragen.
Wenn die Stoßbelastung aufgezehrt ist, dann kehren die Teile des Stoßfängers wegen der unterschiedlichen Elastizität der von der Stoßbelastung betroffenen drei Materialschichten in ihre Ausgangsform zurück.
Da die Verstärkungsschicht C aus faserigem Material besteht, kann sie auch vorher in der Form für das Gehäuse A angeordnet werden, so daß sie in das das Gehäuse A bildende Material mehr oder weniger stark eindringt und an diesem anhaftet.
Andererseits kann das die Verstärkungsschicht C bildende faserige Material in ähnlicher Weise in einer Form für den Füllkörper B angeordnet werden und an deren Wänden anhaften, in welche Form das Polyurethanharz eingebracht wird, das durch Expandieren und Verfestigen mit der Verstärkungsschicht eine feste Verbindung eingeht, so daß die Verstärkungsschicht an der Oberfläche des Füllkörpers B verankert ist.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoßfängers.
In dieser Figur sind ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 bezeichnet. Bei dieser Abwandlung ist die Rückwand 16a des Gehäuses A mit mehreren parallelen horizontalen Stegen 42 versehen, deren Enden an der Rückwand oder Frontwand des Fahrzeugkörpers anliegen, um den Stoßfänger elastisch zu halten.
Bei der Variante nach Fig. 4, die derjenigen nach Fig. 3 ähnelt, liegt die Oberfläche des Füllkörpers B unmittelbar am Gehäuse A an, das bis zu einer gewissen Tiefe in den Füllkörper B eindringt. Der Füllkörper B ist in seinem hinteren Bereich mit parallelen Längsschlitzen einer gewünschten Länge versehen.
Das dem Gehäuse A zugeordnete Harz bildet beim Gießen des letzteren Stege 44, die in das Füllmaterial eingebettet sind, um Zonen der gewünschten Elastizität und Stoßfestigkeit in der Struktur der Stoßfänger zu bilden.
In den Fig. 5 bis 8 sind weitere Abwandlungen eines Stoßfängers für Kraftfahrzeuge gezeigt.
Bei dieser Variante ist der Körper A im wesentlichen
über seine gesamte Länge mit einer oder mehreren praktisch luftdichten Kammern 50 versehen, deren Wände 52, 54, 56,
58 eine einstückige geschlossene Struktur bilden. Die vertikalen Wände 52 und 56 dieser Kammern 50 können eine andere Dicke aufweisen als die horizontalen Wände 54 und 58, um den mechanischen Spannungen und Stoßbelastungen standzuhalten, denen Stoßfänger im Gebrauch ausgesetzt sind.
Zu diesem Zweck sind die vertikalen Wände 52 und 56 an geeigneten Stellen mit Rippen 60 und 62 versehen, die sich längs ihrer Innenseiten horizontal erstrecken.
Im Fall von Fig. 7 sind die Enden der Rippen miteinander verbunden, um Stege 60-62 zu bilden, die innerhalb der Kammer 10 zwei oder einander überlappende Kammern 64 und 66 zu begrenzen, die ebenfalls geschlossen und voneinander getrennt sind.
Die Herstellung des geformten Körpers A erfolgt in der bereits beschriebenen Weise, und die Kammern 64 und 66 werden mit einem Füllmaterial von geeigneter Konsistenz und
Elastizität gefüllt, um den dynamischen Belastungen standzuhalten, denen der Stoßfänger ausgesetzt sein kann. Der in
den Fig. 6 bis 8 gezeigte geformte Körper ist an geeigneten Stellen mit Bereichen von geeigneter Dicke versehen, um geformte Ausnehmungen 78 an denjenigen Stellen zu bilden, wo die gegenüberliegenden Wände 52 und 56 einander am nächsten liegen und einander durchdringen. Gemäß Fig. 6 und 8 sind
eine oder mehrere Platten 70 zwischen den Wänden angeordnet, wobei diese Platten mit Bohrungen 72 versehen sind, die zur Befestigung des Stoßfängers am Fahrzeugaufbau dienen.
Die in den Fig. 5 und 8 gezeigte Ausführungsform des
Stoßfängers wird in der gleichen Weise hergestellt, wie
dies in Verbindung mit dem Stoßfänger nach Fig. 1 und 4
erläutert wurde.
Wie dies bereits erwähnt wurde, erfüllen die nach diesem Verfahren hergestellten Stoßfänger alle ins Äuge gefaßten Anforderungen.und Vorteile.
Barüberhinaus kann das Gehäuse A des Stoßfängers kalibrierte Bohrungen und Öffnungen aufweisen, um eine Verbindung zwischen dem Innenraum und dem Außenraum herzustellen, so daß ein gesteuerter Luftdurchtritt möglich ist.
Mit dem Gehäuse können Teile verbunden oder integriert sein, die dazu dienen, den Stoßfänger mit dem Fahrzeugrahmen fest zu verbinden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch andere Arten geformter Körper für andere Gebrauchszwecke hergestellt werden, beispielsweise Fahrzeugteile wie Sitze, Abdecktafeln
Fig. 9 zeigt eine dieser Anwendungen, die einen stromlinienförmigen Spoiler betrifft, der an der Rückseite des
Aufbaus eines Kraftfahrzeugs befestigt ist. Auch in diesem
besonderen Fall ist der Spoiler mit einem Gehäuse A der gewünschten Stromlinienform versehen, in welchem ein oder meh rere Formkörper B angeordnet sind.
Der untere Teil des Gehäuses A endet in einer Profilwand 46, die dem Profil des Fahrzeugkörpers D angepaßt ist. In dieser Wand sind Befestigungsmittel, wie z.B. Gewinde-
bolzen 48 fest verankert, beispielsweise eingesetzt, um den Spoiler zu befestigen.
Wenngleich es sich bei den in der Zeichnung dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen um
bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung handelt, so dienen diese gleichwohl nur zur Erläuterung der Erfindung und lassen im Rahmen des allgemeinen Fachwissens zahlreiche Abwandlungen zu, ohne daß dadurch der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird.
BAD ORIGINAL
Verfahren zur Herstellung von Formkörpern für ο O ο ö IbU Fahrzeuge und durch das Verfahren hergestellte Formkörper
Bezugszeichenliste :
A Korper
10 Kammern
12 Frontwand von 10
20 Rippen
34 Lappen
35 Bahn
B Füllmaterial
C Auskleidung
40 Nut
D Stange
16 Rückwand
42 Stege
44 Stege
50 luftdichte Kammern
52, 56 vertikale Wände von 50
54, 58 horizontale Wände von 50
60 Rippen von 52
62 Rippen von 56
64,66 Einz elkammern
70 Platten
72 Bohrungen in 70
46 Profilwand
D Fahrzeugkörper
48 Gewindebolzen
78 Aus η ehmungen
Leerseite

Claims (14)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Herstellung von Formkörpern für Fahrzeuge, die eine widerstandsfähige Tragstruktur aufweisen und an dem Fahrzeug befestigbar sind, gekennzeichnet durch die Herstellung eines Füllkörpers (B), der zumindest teilweise aus einem elastisch nachgiebigen Material besteht, und durch Anordnen dieses Füllkörpers während der Gießphase in der widerstandsfähigen Tragstruktur (A), deren Wände zumindest teilweise aus einem flexiblen Material hergestellt sind.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Gießphase zwischen der widerstandsfähigen Tragstruktur (A) und dem Füllkörper (B) mindestens eine Schicht aus einem faserigen Material (C) angeordnet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Schicht aus faserigem Material an dem Füllkörper (B) verankert wird und daß sodann das Ganze in die widerstandsfähige Tragstruktur (A) während der Gießphase derselben eingebracht wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst dem faserigen Material ein flüssiges Harz oder eine ähnliche Lösung beigemengt wird, um eine Verklebung und Verbindung des faserigen Materials mit dem Füllkörper (B) und der widerstandsfähigen Tragstruktur (A) zu gewährleisten.
    - lc* -
  5. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Herstellung einer widerstandsfähigen Tragstruktur (A) mit mindestens einer geschlossenen luftdichten Kammer (10-50)# von deren einander gegenüberliegenden Wänden (52-56) die Rückwand mit mindestens einem Teil des Fahrzeugrahmens zusammenwirkt, während die Frontwand die Stoßfläche bildet, wobei mindestens eine Kammer der widerstandsfähigen Tragstruktur einen Füllkörper (B) enthält.
  6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Füllkörpers (B) ein Harz mit Zellstruktur, wie z.B. ein schäumfähiges Harz geringer Dichte verwendet wird und daß für die widerstandsfähige Tragstruktur (A) ein Polyurethanharz mit hoher Dichte verwendet wird.
  7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der widerstandsfähigen Tragstruktur (A) und dem Füllkörper (B) eine Schicht aus Glasfasern (C) angeordnet wird.
  8. 8. Formkörper für Fahrzeuge, der mit dem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt und von einer widerstandsfähigen Tragstruktur gebildet ist, die am Rahmen des Fahrzeugs befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die widerstandsfähige Tragstruktur (A) mit mindestens einer Kammer (10-50) versehen ist, um einen nachgiebigen Füllkörper (B) aufzunehmen und zuverlässig festzulegen.
  9. 9. Formkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand (16) der widerstandsfähigen Tragstruktur (A) mit Vers tärkungs rippen (42-^44) versehen ist, wobei die
    - 14 -
    Rippen (44) innerhalb der Kammer (10) für den Füllkörper (B) angeordnet und im Zellmaterial desselben verankert sind.
  10. 10. Formkörper nach Anspruch 8 und 9, insbesondere mit dem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 hergestellter Stoßfänger, dadurch gekennzeichnet, daß die widerstandsfähige Tragstruktur (A) mindestens eine vorzugsweise luftdichte Kammer (10-50) aufweist, in der ein elastisch nachgiebiger Füllkörper angeordnet ist, der Stoßbelastungen standhalten kann.
  11. 11. Stoßfänger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der vorzugsweisen luftdichten Kammern (50) mit Verstärkungsrippen (60-62) versehen sind, von denen mindestens ein Teil elastisch verformbar und innerhalb der Kammer horizontal angeordnet ist.
  12. 12. Stoßfänger nach Anspruch 10 und 11, gekennzeichnet durch eine Anzahl luftdichter Kammern (64-65), von denen sich zumindest ein Teil überlappt.
  13. 13. Stoßfänger nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der luftdichten Kammern (10-50) mit einem elastisch nachgiebigen Füllmaterial (B) gefüllt
  14. 14. Stoßfänger nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand (16a) der Tragstruktur (A) an der Außenseite mit parallelen Rippen (42) versehen ist, die mit dem Fahrzeugkörper zusammenwirken.
DE19833338160 1982-10-21 1983-10-20 Verfahren zur herstellung von formkoerpern fuer fahrzeuge und durch das verfahren hergestellte formkoerper Withdrawn DE3338160A1 (de)

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