DE4040173A1

DE4040173A1 - Composite constructional component - has polyurethane gluing parts together forming a part

Info

Publication number: DE4040173A1
Application number: DE19904040173
Authority: DE
Inventors: Hans Schwager; Wolfgang Meyr; Dieter Bratherig
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1990-12-15
Filing date: 1990-12-15
Publication date: 1992-06-17

Abstract

The composite constructional component is in two or more parts glued together by polyurethane. The parts are joined together so that the polyurethane forms a part fulfilling additional functions. These can be adjusted to suit requirements due to the properties of polyurethane, which can form a support. The other parts can be of metal, plastic or wood. The plastic and the polyurethane can be reinforced by embedded material such as fibres, mats or textile. ADVANTAGE - Makes better use of the characteristics of polyurethane.e

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil gemäß dem Ober begriff des Anspruchs 1.The invention relates to a composite component according to the Ober Concept of claim 1.

Aus der DE-OS 34 47 185 ist ein Armaturenbrett für Kraft fahrzeuge bekannt, das Trägerbauteile aus Polyurethan- Hartschaum aufweist, die faserverstärkt sein können. Die Trägerbauteile sind zum einen an ihren Trennebenen mit einander und zum anderen an ihren Kanten an der Fahrzeug- Karosserie durch eine Polyurethan-Verklebung fest verbun den. Der verwendete Polyurethan-Kleber dient jedoch nur zur Verbindung der Bauteile und weist sonst keine weitere Funktionen auf.From DE-OS 34 47 185 is a dashboard for power vehicles known, the support components made of polyurethane Has rigid foam that can be fiber-reinforced. The Support components are on the one hand at their parting planes each other and on the other at their edges on the vehicle Body firmly bonded with a polyurethane adhesive the. However, the polyurethane glue used only serves to connect the components and has no other Functions.

Aus der DE-OS 29 15 474 ist ein Verbundschichtgebilde be kannt, das als ein Fertighimmel für Kraftfahrzeuge ein setzbar ist. Das Verbundschichtgebilde besteht aus Poly urethanschichten, die ohne einen zusätzlichen Klebstoff miteinander verbunden sind. So ist unterhalb einer dekorativen Deckschicht eine Schicht aus einem offenzel ligen weichen Polyurethanschaumstoff angeordnet, an die sich eine harte bis halbharte Polyurethanschaumstoff schicht anschließt. Dabei ist das Polyurethan der harten Schaumstoffschicht teilweise in das Polyurethan der wei chen Schaumstoffschicht eingedrungen, wodurch dieser Be reich als Armierung dient und gleichzeitig die Verbindung beider Schichten herstellt. Durch diese Sandwichbauweise können jedoch nur ebene Bauteile geformt werden.From DE-OS 29 15 474 is a composite layer structure be knows that as a ready-made headliner for motor vehicles is settable. The composite layer structure consists of poly urethane layers without an additional adhesive are interconnected. So below is one decorative top layer a layer of an open cell lige soft polyurethane foam arranged to the a hard to semi-rigid polyurethane foam layer connects. The polyurethane is the hard one Foam layer partially in the polyurethane of the white Chen penetrated foam layer, causing this Be richly serves as reinforcement and at the same time the connection of both layers. Because of this sandwich construction However, only flat components can be formed.

Ferner ist die Verwendung von Polyurethan zum Ausschäumen von Hohlräumen bekannt, wodurch die Stabilität des Bau teils erhöht wird, wie dies beispielsweise aus der DE-OS 35 13 765 zur Herstellung eines Aluminium-Leichtbau- Bootes der Fall ist oder das zur Wärmeisolierung dient, wie dies beispielsweise bei einem Kühlschrank nach der DE-OS 28 55 115 angegeben ist. In beiden Fällen dient das Polyurethan jedoch nur als Füllstoff und hat nach außen hin keine weiteren Funktionen.Furthermore, the use of polyurethane for foaming of cavities known, which increases the stability of the construction partly increased, as is the case, for example, with the DE-OS 35 13 765 for the production of an aluminum lightweight Is the case or is used for thermal insulation, like this for example with a refrigerator after DE-OS 28 55 115 is specified. In both cases this serves However, polyurethane only as a filler and has an exterior no further functions.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbundbauteil zu schaffen, bei dem die Eigenschaften des Polyurethans bes ser ausgenutzt sind.The object of the invention is to provide a composite component create, in which the properties of the polyurethane bes are exploited.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verbundbau teil der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a composite construction part of the type mentioned by the characteristics of characterizing part of claim 1 solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verbundbauteil ist von Vorteil, daß zwei oder mehrere Bauteile durch eine Umschäumung mit Polyurethan miteinander verbunden werden können. Die Verschäumung erfolgt so, daß das Polyurethan aufgrund seiner Form und/oder sonstigen Eigenschaften zu einer Funktionserhöhung führt und dadurch als ein eigenständi ges Bauteil dient. Ferner wird durch das Polyurethan oftmals die Funktion des Gesamtbauteils erst ermöglicht, so daß das Polyurethan Funktionsträger ist. So können die miteinander zu verbindenden Bauteile aus gleichen oder unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, soweit diese Werkstoffe durch Polyurethan miteinander verklebbar sind. Solche mit Polyurethan verklebbaren Werkstoffe sind beispielsweise Metalle wie Blech oder Aluminium, Kunststoffe wie Polyestherharz oder Epoxidharze oder Polyurethan selbst sowie beispielsweise auch Holz. Sowohl in den zu verbindenden Kunststoffen als auch in dem u. a. als Verbindungswerkstoff dienenden Polyurethan können Verstärkungsstoffe wie Fasern, Matten, Gewebe usw. eingearbeitet sein. Diese Verstärkungsstoffe können an den Kanten oder Rändern der Bauteile herausragen und durch die Tränkung mit Polyurethan miteinander verbunden werden, wodurch sich eine "Verkrallung" ergibt. Durch das aufgeschäumte Polyurethan kann eine Formgebung erreicht werden, die die erforderlichen Geometrien erfüllt. Durch die Verwendung unterschiedlicher Schaumsysteme, d. h. Hart-, Halbhart- oder Weich-Schäume sowie die dazwischenliegenden Bereiche, ist eine Einstellung der Steifigkeit auf die geforderte Funktion des Ver bundbauteils möglich. Durch die Einarbeitung von soge nannten "Inserts", d. h. von Einlegeteilen, ergibt sich ein weiterer Integrationseffekt des Polyurethans. Durch die Ausnutzung der Eigenschaften des Polyurethans können Bauteile eingespart werden, wodurch sich eine Gewichtser sparnis ergibt. Ferner ist eine schnellere Fertigung mög lich, da im Vergleich zu bekannten Herstellungsarten weniger Arbeitsschritte zur Fertigstellung eines Bautei les nötig sind. Schließlich sind auch komplizierte Formen bei der Verwendung von Polyurethan in einfacher Weise herstellbar.In the composite component according to the invention, it is advantageous that two or more components with a foam Polyurethane can be connected. The Foaming takes place so that the polyurethane is due its shape and / or other properties into one Functional increase leads and thereby as an independent component serves. Furthermore, the polyurethane often enables the function of the overall component so that the polyurethane is functional. So they can components to be joined together from the same or different materials exist, insofar as these Materials can be glued together using polyurethane. Such materials can be glued with polyurethane for example metals such as sheet metal or aluminum, Plastics such as polyester resin or epoxy resins or Polyurethane itself and, for example, wood. Either in the plastics to be joined as well as in the u. a. can serve as a connecting material polyurethane Reinforcing materials such as fibers, mats, fabrics, etc. be incorporated. These reinforcing materials can protrude the edges or edges of the components and bonded together with the impregnation with polyurethane become, which results in a "claw". By the foamed polyurethane can be shaped that meets the required geometries. By the use of different foam systems, d. H. Hard, semi-hard or soft foams as well as the Intermediate areas is an attitude of Stiffness on the required function of the Ver component possible. By incorporating so-called called "inserts", i.e. H. of inserts results another integration effect of the polyurethane. By the exploitation of the properties of the polyurethane can Components can be saved, resulting in a weight saving results. Faster production is also possible Lich, as compared to known types of manufacture fewer work steps to complete a building component les are necessary. After all, there are also complicated shapes when using polyurethane in a simple way producible.

Die Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verbund teiles sind vielfältig. So können beispielsweise eine Vielzahl von Innenausstattungsteilen in Kraftfahrzeugen in der beanspruchten Bauweise hergestellt werden. Solche Innenausstattungsteile können Sitzlehnen, Türverkleidun gen, Kofferraumauskleidungen und Armaturentafeln sein. Das erfindungsgemäße Verbundbauteil kann auch zur Her stellung von Gehäusen elektrischer oder elektronischer Geräte dienen.The possible uses of the composite according to the invention some are varied. For example, a Variety of interior parts in motor vehicles be manufactured in the claimed construction. Such Interior parts can include backrests, door trim trunks, trunk linings and dashboards. The composite component according to the invention can also be used position of housings electrical or electronic Serve devices.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend an hand einer einzigen Zeichnung dargestellt, die ein Ver bundbauteil im Querschnitt zeigt.An embodiment of the invention is set out below hand drawn a single drawing that a ver Cross member shows cross section.

Das Verbundbauteil 1 besteht im vorliegenden Fall aus fünf Bauteilen 2 bis 6, die durch ein aus aufgeschäumten Polyurethan bestehendes Bauteil 7 miteinander verbunden sind. So ist ein waagrechtes Trägerbauteil 2 mit rechteckförmigem Querschnitt mit einem senkrechten Steg 3 über eine aus Polyurethan bestehende Kehlnaht 8 an einer Stoßstelle 9 verbunden. Die zur Kehlnaht 8 gegenüberlie genden Oberflächen 10 und 11 des Trägerbauteils 2 bzw. des Steges 3 sind ebenfalls mit Polyurethan umschäumt, wobei die Außenoberfläche dieser Verbindungsstelle 12 eine einstellbare Geometrie aufweist. Im fließenden Über gang an eine Kehlnaht 13 schließt sich ein treppenförmi ger Abschnitt 14 an. Auf den treppenförmigen Abschnitt 14 folgen waagrechte, senkrechte und schräge Abschnitte 15 bis 19, deren Form funktionsbedingt ist. Neben den ge zeigten geradlinigen Abschnitten sind auch kurvenförmige Abschnitte aus Polyurethan formbar. Unterhalb des schrä gen Abschnittes 19 ist ein T-förmiges Profil 4 über einen seiner beiden waagrechten Seitenarme 20 im Polyurethan 7 gehaltert. Das Polyurethan erstreckt sich unterhalb des Trägerbauteils 2 sowie des T-Profils 4 über die gesamte Fläche, wobei besonders in diesem Bereich Verstärkungs stoffe eingearbeitet sein können. Auf der nach außen hin gerichteten Fläche 21 des Polyurethanbauteils 7 ist unterhalb des Trägerbauteils 2 eine Schraube 5 durch das Polyurethan befestigt. Benachbart zur Schraube 5 ist ein weiteres waagrechtes Bauteil 6 mit rechteckförmigem Quer schnitt mit dem Polyurethanbauteil 7 verbunden. The composite component 1 in the present case consists of five components 2 to 6 , which are connected to one another by a component 7 consisting of foamed polyurethane. Thus, a horizontal support component 2 with a rectangular cross section is connected to a vertical web 3 via a fillet weld 8 made of polyurethane at a butt joint 9 . The surfaces 10 and 11 of the carrier component 2 and of the web 3, which are opposite the fillet weld 8 , are also foamed with polyurethane, the outer surface of this connection point 12 having an adjustable geometry. In the flowing transition to a fillet weld 13 is followed by a stair-shaped section 14 . The step-shaped section 14 is followed by horizontal, vertical and oblique sections 15 to 19 , the shape of which depends on the function. In addition to the straight sections shown, curved sections made of polyurethane can also be formed. Below the oblique section 19 , a T-shaped profile 4 is held in one of its two horizontal side arms 20 in the polyurethane 7 . The polyurethane extends below the carrier component 2 and the T-profile 4 over the entire surface, reinforcing materials can be incorporated especially in this area. On the outward-facing surface 21 of the polyurethane component 7 , a screw 5 is fastened by the polyurethane below the carrier component 2 . Adjacent to the screw 5 is another horizontal component 6 with a rectangular cross section connected to the polyurethane component 7 .

Das Polyurethanbauteil 7 kann aus unterschiedlichen Schaumsystemen bestehen, so daß beispielsweise in Sand wichbauweise auf einen Weichschaum ein Hartschaum folgt und umgekehrt. Ferner kann das Polyurethanbauteil 7 mit einer dekorativen Deckschicht überzogen sein, wobei eben falls ein zusätzlicher Kleber entfallen kann.The polyurethane component 7 can consist of different foam systems, so that, for example in sand soft construction, a rigid foam follows a rigid foam and vice versa. Furthermore, the polyurethane component 7 can be covered with a decorative cover layer, whereby an additional adhesive can also be omitted.

Durch die Verwendung von Polyurethan als Werkstoff für ein Bauteil sind vielfältige Anpassungsmöglichkeiten ent sprechend den gewünschten Anforderungen bzw. Funktionen möglich.By using polyurethane as a material for One component has various adjustment options speaking of the desired requirements or functions possible.

Claims

1. Composite component, consisting of at least two construction parts that are glued together by polyurethane, characterized in that the connection of the components ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ) with polyurethane takes place so that the polyurethane is an independent component ( 7th ) that fulfills additional functions that can be adjusted to the desired requirements based on the known properties of the polyurethane or that the polyurethane is a functional carrier that enables the function of the overall component.

2. Composite component according to claim 1, characterized in that the polyurethane component ( 7 ) has funktionsbe-related shapes.

3. Composite component according to claims 1 or 2, characterized in that the components to be connected ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ) consist of the same or different materials which can be glued together by polyurethane.

4. Composite component according to one or more of the above outgoing claims, characterized in that the Materials are metals, plastics or wood.

5. Composite component according to one or more of the above outgoing claims, characterized in that both in the plastic components as well as in the polyurethane reinforcing materials, ins special fibers, mats, fabrics etc., incorporated are.

6. Composite component according to one or more of the above outgoing claims, characterized in that the Reinforcing materials to be joined together Components on the edges of the components protrude and with the foamed polyurethane create a high-strength connection.

7. Composite component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the rigidity of the polyurethane component ( 7 ) is adjustable by the use of different foam systems.

8. Composite component according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the polyurethane component ( 7 ) insert parts ( 5 ) are machined.