DE3730757A1 - Blech-aussenhaut-bauteil fuer fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Blech-Außenhaut-Bauteil für Fahrzeuge.

Bisher sind Außenhaut-Bauteile für Automobile oder andere Verkehrsmittel bekannt, die entweder aus metallischen Werkstoffen (Stahl, Aluminium) oder aus Kunststoffen aufgebaut sind. Die Außenhaut-Bauteile aus Metall sind relativ schwer, während die Außenhaut-Bauteile aus Kunst­ stoff unter anderem bei der Lackierung Probleme ergeben.

Im Bereich organischer Werkstoffe ist es ferner bekannt, Strukturen aus SMC (Sheet Molding Compound), GMT (Glass Mat Thermoplasts) oder Thermoplaste mit Inserts bei hohem Druck zu hinterpressen. Dadurch erhält die Struktur jedoch eine wellige Oberfläche, die Inserts zeichnen sich ab, auf schräge oder senkrecht zur Druckrichtung stehende Flächen der Inserts ist nur ein geringer bzw. kein Druck aufbringbar und bei komplex geformten Bereichen tritt Falten- und Rißbildung auf. Auch sind die Fertigungskosten solcher hinterpreßten Strukturen relativ hoch.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein problemlos lackierbares, einfach herstellbares, leichtes Außenhaut-Bauteil hoher Steifigkeit und Festigkeit für Automobile oder andere Verkehrsmittel bereitzustellen.

Dies wird mit dem in Anspruch 1 gekennzeichneten Außen­ haut-Bauteil erreicht.

Das erfindungsgemäße Bauteil weist also ein Hybrid-Bauwei­ se auf, d. h. es besteht aus einer äußeren Blechschicht und einer Kunststoff-Innenstruktur. Diese Innenstruktur wird aus zwei Schichten aus einer thermoreaktiven Matrix gebildet, welche unter Bildung von Zwischenräumen durch sich senkrecht zur Blechschicht erstreckende Abstandshal­ ter getrennt sind.

Die so vorgefertigte Innenstruktur paßt sich vor Aushär­ tung der reaktiven Matrix des Kunststoffs bei einem relativ geringen Druck von z. B. 10 bar an die Blech­ schicht an, worauf die thermoreaktive Matrix durch Erwärmen ausgehärtet wird und sich mit der Blechschicht fest verbindet.

Um auch eine feste Kantenverbindung zwischen der Blech­ schicht und der Innenstruktur zu erreichen, liegen die beiden Kunststoffschichten der Innenstruktur im Randbe­ reich des Bauteils aneinander, so daß die Blechschicht um die beiden aneinanderliegenden Kunststoffschichten in diesem Bereich umgebördelt werden kann. Im Bördelbereich können die Kunststoffschichten auch einen geringen Abstand voneinander haben, wodurch die Kantensteifigkeit erhöht wird.

Der niedrige Druck zum Anpassen der Innenstruktur an die Blechschicht kann z. B. durch die Expansion der thermo­ reaktiven Matrix der Innenstruktur beim Aushärten dersel­ ben aufgebracht werden. Die thermoreaktive Matrix kann z. B. ein Duroplast sein.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils erfolgt durch Positionierung der Blechschicht in ein Werkzeug. Danach wird die vorgefertigte Innenstruktur mit thermore­ aktiver Matrix und Abstandshaltern eingelegt und das Werkzeug geschlossen. Unter einem geringen Druck von ca. 10 bar und gesteuerter Temperaturführung härtet dann der Hybridaufbau aus. Nach Entnahme aus dem Werkzeug wird mittels einer serienmäßigen Bördelmaschine der Umbug des Blechteils um den Randbereich der Innenstruktur vorgenom­ men.

Beim erfindungsgemäßen Bauteil ist bei zumindest gleich großer Steifigkeit und Festigkeit die Dicke der Blech­ schicht gegenüber einem herkömmlichen Blech-Außenhaut- Bauteil und damit das Gewicht wesentlich reduziert. Die Gewichtsreduzierung hat eine entsprechende Absenkung des Benzinverbrauchs zur Folge. Ferner wird durch die hohe Festigkeit und Steifigkeit des erfindungsgemäßen Bauteils das Crash-Verhalten verbessert.

Zugleich ist durch die Blechschicht eine problemlose Lackierung des erfindungsgemäßen Bauteils möglich. D. h. eine erfindungsgemäß aufgebaute Fronthaube eines PKW ist z. B. außen wie ein Blechteil lackierbar.

Der relativ geringe Verarbeitungsdruck führt bei hoher Oberflächen- und Konturgenauigkeit zu einer Spannungs- und Verzugsfreiheit des Bauteils.

Zugleich weist das erfindungsgemäße Hybrid-Bauteil durch die Innenstruktur aus Kunststoff weitere entscheidende Vorteile auf. So können in die Zwischenräume zwischen den Abstandshaltern der Innenstruktur schalldämmende Werkstof­ fe eingebracht werden oder die von der Blechschicht abgewandte Seite der Innenstruktur kann mit einer schall­ dämmenden Kontur versehen werden.

Auch können Inserts zur Kraftaufnahme, z. B. Gewindebüch­ sen, in die Innenstruktur eingebaut werden, wobei sie zugleich als Abstandshalter dienen können. Durch solche Inserts ist eine hohe Krafteinleitung in das Bauteil möglich.

Die Fertigungskosten des erfindungsgemäßen Bauteils sind relativ niedrig. So kann bei separat vorgefertigter Innenstruktur das Einlegen der Innenstruktur auf die Blechschicht mit anschließendem Umbördeln in den heute bestehenden, serienmäßigen Arbeitsablauf integriert wer­ den. Das Umbördeln des Blechschichtrandes um die aufeinan­ derliegenden Kunststoffschichten im Randbereich des Bau­ teils kann mit einer serienmäßigen Umbördelmaschine durchgeführt werden.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 und Fig. 2 jeweils einen Schnitt durch eine erste bzw. zweite Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Bauteils.

Gemäß Fig. 1 besteht das Bauteil im wesentlichen aus einer äußeren Blechschicht 1 und einer Innenstruktur 2.

Die Innenstruktur 2 ist aus einer an der Blechschicht 1 anliegenden ersten Kunststoffschicht 3 und einer von der ersten Kunststoffschicht 3 im Abstand angeordneten zweiten Kunststoffschicht 4 gebildet. Dazu sind zwischen den beiden Kunststoffschichten 3 und 4 Abstandshalter 5 vorgesehen, die als Rippen ausgebildet sind, die senkrecht zur Blechschicht 1 verlaufen.

Am Randbereich 6 des Bauteiles liegen die Kunststoff­ schichten 3 und 4 aufeinander, und zwar in Berührung mit der Blechschicht 1. Dadurch kann nach dem Aushärten der Innenstruktur 2 durch Umbördeln der Blechschicht 1 im Randbereich 6 ein Umbug 7 vorgenommen werden, der zu einem festen Verbund zwischen der Blechschicht 1 und der Innenstruktur 2 führt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die Zwischenräume 8 hohl ausgebildet.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß die Zwischenräume 8 mit einem schalldämmenden Werkstoff 9 gefüllt sind. Weiterhin ist zwischen den beiden Kunst­ stoffschichten 3 und 4 ein Insert 10 angeordnet. Darüber hinaus ist bei der Ausführungsform nach Fig. 2 die von der Blechschicht 1 abgewandte Kunststoffschicht 4 durch entsprechend lange Abstandshalter 5 mit Vorsprüngen 11 und Vertiefungen 12 versehen, um eine schalldämmende Kontur hervorzubringen.

Claims (4)

1. Blech-Außenhaut-Bauteil für Fahrzeuge, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Innenseite der Blechschicht (1) eine Innenstruktur (2) aus zwei Kunststoffschichten (3, 4), die unter Bildung von Zwischenräumen (8) durch Abstandshalter (5) getrennt sind, angeordnet ist, wobei die beiden Kunststoffschichten (3, 4) im Randbereich (6) des Bauteils aneinanderliegen und die Blechschicht (1) um die aneinanderliegenden Kunststoffschichten (3, 4) im Randbereich (6) umgebördelt ist.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume (8) mit schalldämmenden Werkstoffen gefüllt sind.

3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (5) zumindest teilweise durch Inserts (10) gebildet sind.

4. Bauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Abstandshalter (5) so gewählt wird, daß die von der Blechschicht (1) abgewandte Kunststoffschicht (4) eine schalldämmende Kontur (11, 12) aufweist.