EP1765535A1 - Verfahren zur herstellung eines bauteils, insbesondere eines querträgers für ein fahrzeug und bauteil sowie verwendung eines bauteils - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines bauteils, insbesondere eines querträgers für ein fahrzeug und bauteil sowie verwendung eines bauteils

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Publication number
EP1765535A1
EP1765535A1 EP05768109A EP05768109A EP1765535A1 EP 1765535 A1 EP1765535 A1 EP 1765535A1 EP 05768109 A EP05768109 A EP 05768109A EP 05768109 A EP05768109 A EP 05768109A EP 1765535 A1 EP1765535 A1 EP 1765535A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
guide channel
base body
attachment
component
prefabricated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05768109A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Derleth
Jochen Schmitz
Gregor Specht
Walter Wolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
Publication of EP1765535A1 publication Critical patent/EP1765535A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a component, in particular a cross member for arranging between A-pillars of a motor vehicle and on such a manufactured component itself and to the use of such a component.
  • cross members which consist of metal and correspondingly have large wall thicknesses.
  • the wall thicknesses are designed to be sufficiently rigid in terms of shape, bending, buckling and torsion, and thus for sufficient compressive strength.
  • the cross member configured as a tube or hollow profile is in principle suitable for guiding air, for example from an air conditioning system arranged centrally in the front region of the vehicle, to lateral outlets.
  • Such a cross member is known, for example, from DE 100 64 522 A1.
  • the cross member for weight reduction from acht ⁇ construction material, in particular made of a light metal in the manner of a shell component or body formed in which for sufficient rigidity and compressive strength of the cross member at least one guide channel forming plastic core is arranged.
  • the channel is provided with openings.
  • attachment parts for example screw domes, film hinges, cable holders, cable guides, cable channels, holders or receptacles for components of all kinds, bearing journals, mounting clips and ready-mounted subassemblies to such a base body.
  • attachment parts for example screw domes, film hinges, cable holders, cable guides, cable channels, holders or receptacles for components of all kinds, bearing journals, mounting clips and ready-mounted subassemblies.
  • DE 44 09 081 C1 discloses a movable, in a vehicle body einmontierba ⁇ re unit for the front wall and cockpit area of a passenger car known, which is formed in its supporting substance of two composite parts, each of deep drawn sheet metal and it consist of molded plastic.
  • one composite part forms the end wall as front end wall of the passenger compartment and the other composite part the instrument panel carrier, wherein the sheet metal part of each Verbundtei- les is shaped so that with him the large-scale power flow in recording the operating load within the composite part and at the connection points to Body is taken into account and anchoring points for the molded plastic for positive locking anchoring of the plastic to the sheet metal part are created by locally targeted attachment of holes, apertures and / or issued tongues.
  • the molded plastic is shaped so that with him on the one hand the sheet metal parts stiffening ribbing and the other form-adapted receptacles for the various attachments are formed.
  • functional elements such as channels and cable holder can be formed from the plastic.
  • DE 101 25 559 A1 describes a method for producing a composite part from a metal component and a plastic structure, in which the metal component, which has at least one surface with at least one punched edge, and the plastic structure are inserted into joining tools and the joining tools are brought together be, with the punching edge form and frictionally pressed into the plastic structure.
  • the metal component which has at least one surface with at least one punched edge
  • the plastic structure are inserted into joining tools and the joining tools are brought together be, with the punching edge form and frictionally pressed into the plastic structure.
  • the invention is therefore based on the object to improve the known from the prior art component, in particular a cross member with respect to a particularly lightweight embodiment and a simple and quick production.
  • the object is achieved according to the invention by a method for the production of a component having the features of claim 1 and the component itself having the features of claim 37 as well as uses of the component having the features of claims 38 and 39.
  • a metallic base body with a closed profile cross member is provided. cut and a predetermined course of one or more Segmen ⁇ th prefabricated and introduced later in the prefabricated body at least one Füh ⁇ channel, wherein the guide channel is formed of a flexible material which is moldable for mounting in an assembly mold, so that the guide channel in the mounting form is introduced at least for a section ⁇ area or in the prefabricated body and added flexibly to an associated region of the body at its profile cross-section and its course positive fit and / or non-positively during assembly.
  • a component with an integrated guide channel for. B. a cockpit cross member with an integrated air duct, in particular an inner insulated Ka ⁇ made.
  • the guide channel is mechanically added or formed.
  • the guide channel is preferably introduced as a flexible prefabricated hollow body.
  • a foam sheet or a compact thin sheet is used as the hollow body.
  • the hollow body has a thickness of 2 mm to 6 mm and a density of 0.030 kg / l to 0.2 kg / l, in particular from 0.050 kg / l to 0.12 kg / l.
  • a polyurethane foam or polypropylene foam is used as a result, a particularly lightweight design of the guide channel as a plastic channel is ensured.
  • the guide channel may be attached by rotational molding.
  • the base body can be used as a tool and be acted upon with a one- or multi-axis rotation.
  • a coating material in particular a plastic powder
  • the base body is at least partially set in rotation, eg, in the base body. B. rocked or rotated, and heated.
  • the plastic powder is distributed in the base body and added to the inner wall of the body, in particular attached itself adhesive.
  • the base body has openings in which the coating material is additionally added.
  • a thermoplastic such as, for example, at least polyethylene, polypropylene, polyamide, polycarbonate or polyvinyl chloride is expediently used as the coating material.
  • the guide channel is cast onto the base body by means of sputtering.
  • a coating is added to the base body.
  • a coating material is introduced into the previously joined main body or body clamped together, while the main body revolves around its central axis at high speed. The centrifugal force hurls the coating material in uniform density and thickness against the previously warmed inner surface and thus the component structure of the main body. It takes place in the manner of a lining, an inner coating of the body.
  • polyurethane foam, cast polyamide, a varnish with or without additional insulating particles and / or suspending agents is used as the coating material during centrifugal casting.
  • slightly foamed particle materials or hollow microspheres are used with a binder, whereby the lining or coating is held together and / or adheres to the inner surface or wall of the base body.
  • the coating with a layer thickness of 0.3 mm to 3 mm, in particular 0.5 mm to 1 mm added.
  • the layer thickness can vary.
  • the coating For a particularly secure and permanent attachment of the coating to the inner surface or structure of the base body, it is expediently heated by means of a heating element which at least partially surrounds the base body.
  • a heating element which at least partially surrounds the base body. This allows a quick and secure attachment of the broom ichtungsstoffs when applying this by mechanical joining, rotational molding or centrifugal casting.
  • the heating element can surround the tool from the outside and be formed separately.
  • the heating of the base body in a heating chamber can take place in advance or during the production process.
  • the body is connected to an opening, for. B. inlet and / or outlet opening, provided with a hollow profilar- shaped part.
  • the molded part is manufactured beforehand in accordance with the desired deflection and / or transitions and inserted into inlet and / or outlet openings of the guide channel.
  • the molded part can be provided by rotational molding or centrifugal casting with a Beschich ⁇ device.
  • a transition formed between the molded part and the guide channel is sealed cohesively, positively and / or positively.
  • a component produced in this way with an integrated guide channel and flow inlet and / or outlet ports makes it possible, for example, to use it as a crossbeam with an integrated flow channel, in particular an air duct for air conditioning a vehicle interior.
  • an acoustically and / or thermally insulating channel in particular a plastic channel
  • an insulating layer is additionally introduced, in particular applied to the inner lining of the guide channel.
  • the insulation layer may be applied to the inner surface of the base body as a whole or completely, ie along the entire guide channel.
  • Both the coating for forming the guide channel and the insulating layer can be multi-layered or single-layered or together form a single layer. In this case, all layers can be formed from a layer material or different layer materials.
  • a layer material for.
  • insulating material or coating material polyurethane foam, a particle foam, in particular a foam of thermoplastics, in particular polyethylene, polypropylene, elastomers is used in foamed or compact state, for example.
  • the Isola ⁇ tion layer can also be used for other functions, such.
  • the insulating layer it is applied with a thickness of 0.1 mm to 8 mm.
  • a film material having a thickness of 0.1 mm to 2 mm, in particular a foamed film having a thickness of 2 mm to 8 mm, in particular 3 mm to 6 mm is used as insulation material for the insulation layer.
  • the insulation layer can be applied with a corresponding thickness to the inner surface of the base body during rotational or centrifugal casting, for. B. be sprayed or poured.
  • the guide channel is preferably provided at least one opening with a sealing device.
  • a sealing device may be provided, for example in the form of sealing lips, sealing rings.
  • the sealing device can be formed by the coating material applied and adhering to the heated body, in particular by the coating be formed by the powder by rotary molding or Schleuder ⁇ introduced coating powder corresponding columns, Ausneh ⁇ mungen, etc. closes and thus seals the body and consequently also the entire component.
  • an attachment in particular a prefabricated attachment can be attached to the body.
  • the attachment is already attached in the prefabrication of the body.
  • the attachment may also be retrofitted, in particular after the guide channel has already been inserted and attached, or while attached to the base body.
  • the attachment z. B. attached to a Verbin ⁇ Dungsstelle by material, force and / or positively connected to the base body at this juncture.
  • the attachment part is pushed at least partially into the base body, so that the attachment part is at least partially molded in the inserted region, for example during the subsequent insertion of the guide channel.
  • kraft- and / or cohesively ange ⁇ is added.
  • a container, a cable holder and / or another fastening element are attached to the cross member as an attachment.
  • the base body is preferably composed of at least two segments, in particular longitudinal and / or transverse segments.
  • the individual segments can form channels, chambers and / or partitions.
  • a closed and single, double or multi-walled metal profile is used as the main body.
  • the basic body can be formed from two half-shells or one half-shell with cover.
  • the guide channel in the body only partially integrated, in particular be joined. For example, only part of the Base body used as a flow channel, flow outlet and / or flow inlet.
  • the basic body is prefabricated with a component and a prefabricated guide channel is subsequently added to the main body on the inside.
  • the main body can be prefabricated with the subsequently inserted guide channel and a Anbau ⁇ be attached later part. This allows a high degree of flexibility even when retrofitting additional attachments.
  • attachment there is for example an instrument panel mount, a screw dome, a film hinge, a cable holder, a cable guide, a mounting support for steering, airbag and / or a holding element attached.
  • the attachment is formed in the region of the attachment part from an injection molding material, in particular plastic.
  • the attachment can be added via a further connection point.
  • the further connection point is designed as a clamping connection, a latching connection, a clip connection, a screw connection, an adhesive connection and / or a crimp connection.
  • the junction of the joint is itself formed from a Spritz ⁇ casting material, in particular plastic, which is formed when attached to the joint.
  • the component manufactured by means of the described manufacturing method serves, in particular, as a cross member for arranging between A pillars of a motor vehicle for use as an air duct for an air conditioning system.
  • the component can be used as instrument panel carrier in a motor vehicle, wherein the guide channel is an air duct and / or a cable channel.
  • the component produced in this way can be used as an instrument panel carrier in a motor vehicle a transverse support arranged in a motor vehicle under a windshield, the guide duct being an air duct for guiding one of the windshield and / or the side windows to be supplied with airflow and / or for heating a wiper blade support.
  • the advantages achieved by the invention are in particular that can be made by a subsequent addition of a guide channel into a Grundkör ⁇ by a component of a few prefabricated elements.
  • a flangeless component is possible, as a result of which the component requires particularly little installation space.
  • the subsequent application of the guide channel to the inner surface of the base body as a function of component stability reliably avoids the use of a complex hybrid tool.
  • simple shape changes, z. B. wall thickness changes, in the component with an subsequently by rotation molding or centrifugal casting or mechanical joining integ ⁇ integrated guide channel possible because no tool adjustment, in particular no shape adjustment is required.
  • the guide channel is prefabricated with the desired wall thickness during the mechanical joining or, in the case of rotational molding or centrifugal casting, is introduced by supplying a corresponding filling or coating quantity and at a corresponding rotational speed with a resulting wall thickness as a coating.
  • the manufacturing method of such a component is particularly material-saving, so that the component has a particularly low weight auf ⁇ , whereby the component is particularly suitable for use in a vehicle.
  • a subsequent introduction of the guide channel in the body can be to any method, in particular joining method, z.
  • rotary molding, centrifugal casting, injection molding, Anfor ⁇ men, welding, clinching, clamps are used.
  • such a component is particularly suitable for subsequent changes, eg. B. attaching additional attachments or functional elements, eg. B. an addi tional cable holder.
  • 1 is a longitudinal sectional view of a component with a base body
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a guide channel for integration on a base support according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 6 schematically shows a part of a base body with integrated guide channel in the region of an inlet or outlet opening in longitudinal section
  • FIG. 12 schematically shows an embodiment for a component with integrated guide channel, which has a varying flow cross-section
  • FIG. 13 to 19 schematically different embodiments of a component of several segments with integrated guide channel and attachments
  • Figure 1 shows schematically in cross-section as part of a component 1, e.g. a cross member for arranging between not-shown A-pillars of a non-illustrated vehicle, a main body 2.
  • the component 1 serves, for example, as an instrument panel support for an air conditioning and / or heating system.
  • the component 1 can serve as a cross member disposed in a vehicle under a windshield, which is provided as an air duct for air conditioning the vehicle interior and for defrosting the windshield or windshield.
  • the main body 2 spielmud openings 3, z. B. inlet openings 3.1 and / or Trust ⁇ openings 3.2, on.
  • the component 1 has as one component the main body 2, which is preferably formed from sheet metal, in particular from a light metal sheet, for example from aluminum sheet or fine steel sheet or also from steel, titanium, magnesium.
  • the main body 2 is executed in the embodiment as a hollow profile, ins ⁇ special tube-like.
  • the base body 2 can also be designed as a hollow profile with a polygonal cross-section.
  • the hollow profile-like basic body 2 can be made of this single-walled or multi-walled.
  • the metallic Grund ⁇ body 2 shown in Figure 1 for example, with a closed profile cross-section made of metal by casting, extrusion, rolling, roll forming or hydroforming preferably flangeless.
  • the main body 2 is manufactured vor ⁇ .
  • z. B. brackets are prefabricated.
  • Such holders can be formed in particular in the form of exhibits from the metal sheet of the main body or the sheet metal shells of a basic body. Alternatively, these add-on parts can be added later.
  • the main body 2 has for different applications in its Ver ⁇ running different profile cross-sections, z. B. with bulges and / or denting or with tapered ends, and may also be spatially curved, z. B. serpentine, run. Also, the base body 2 may be provided with cranks, to which attachments are added. In a further embodiment, the base body 2 may also be designed to be substantially rectilinear.
  • the component 1 comprises a guide channel 4, which is shown in more detail in FIG.
  • the guide channel 4 is subsequently introduced into the already prefabricated body 2 and integrated.
  • the guide channel 4 in its assembly form M is introduced at least for a partial area or completely into the prefabricated basic body 2.
  • the main body 2 can be formed from two segments 2a and 2b.
  • the basic body 2 in FIG. 4 is formed from two half-bodies, in particular two half-shells - a lower shell and an upper shell.
  • the base body 2 is formed of a lower shell or lower half body and a lid.
  • the main body 2 can be composed of longitudinal and / or transverse segments.
  • the main body 2 is preferably subsequently provided on the inside with a guide channel 4, which forms, for example, a cable duct or flow channel, in particular an air duct.
  • the guide channel 4 serves, for example, to guide a medium, in particular air for conditioning the vehicle interior.
  • the guide channel 4 can also serve to guide cables or cables.
  • the guide channel 4 for a subsequent integration of the guide channel 4 in the main body 2 of this is executed in a first possible embodiment as a flexible prefabricated ter hollow body.
  • a compact film is produced, for example, from polyethylene foam or polypropylene foam, which is suitable, for example, for producing the film in the so-called twin-sheet process.
  • the guide channel 4 may be made from compact thin films (eg two half-shell films) or from a tubular film.
  • the guide channel 4 For subsequent integration of the guide channel 4 in the main body 2 of the guide channel 4 in a corresponding Monta ⁇ mold M, z. B. by appropriate pressure and / or temperature kung, shaped, z. B. folded, pressed, deformed.
  • the guide channel 4 In this deformed state of the guide channel 4, the latter is mounted in the base body 2, wherein the flexible guide channel 4 adapts to the course and the cross section of the base body 2 during assembly.
  • the guide channel 4 forms, for example, as a hose, which is introduced into the tubular base body 2 and, for example, is thermally self-adhering to the inside of the base body 2 by a hot air flow.
  • the guide channel 4 can run longitudinally through the entire base body 2. Alternatively, the guide channel 4 can also be introduced only in a partial area of the main body 2. Also, more than one guide channel 4 can be introduced into the base body 2. The assembly can be done either from both ends of the body 2 or from a central region or only one end. When mounting from the center area, there are many freedom of design in the area of attaching attachments. Another advantage is that 4 additional seals for connection to an air conditioner, a channel, a Dü ⁇ se or other components can be omitted by the use of a flexible moldable guide channel.
  • the guide channel 4 is used inter alia also the rigidity of the base body 2. Therefore, the guide channel 4 as a plastic core bezeich ⁇ net, since this supports in the made of a light metal body 2 whose torsional, bending and stiffness.
  • the particularly thin-walled base body 2 when flowing with air, leads to a development of noise, which is particularly advantageously damped by lining the base body 2 with the guide channel 4 formed of plastic. That is to say the guide channel 4 itself undertakes, inter alia, a sound insulation.
  • the guide channel 4 can also act as a thermal insulator. Depending on the function of the guide channel 4 with an insulating layer. 5 Mistake. In this case, the guide channel 4 and the insulation layer 5 can form one or more layers.
  • the insulation layer 5 Depending on the nature of the insulating material for the insulating layer 5, z.
  • particle foam preferably foam of thermoplastics, in particular polyethylene (eg., PE, XPE, PE-HD, PE-LD) and polypropylene (eg PP, XPP), elastomers in foamed or compact state, the insulation layer 5 more functions, such.
  • PE polyethylene
  • XPE polyethylene
  • PE-HD PE-LD
  • PE-LD polypropylene
  • elastomers in foamed or compact state
  • the insulation layer 5 more functions, such.
  • the insulation layer 5 preferably has a wall thickness of 0.1 mm to 8 mm, in particular of 0.1 mm to 2 mm in the case of a compact film and preferably 3 mm to 6 mm in the case of a tubular film.
  • the guide channel 4 or the insulating layer 5 may have a surface structure that supports the flow through the guide channel 4, for example, as shown in FIG. B. a so-called shark-scale effect.
  • the main body 2 in particular its two half-body 2a and 2b are held together.
  • the guide channel 4 can alternatively be introduced into the base body 2, for example in an injection molding process, by rotational molding, by centrifugal casting or plastic coating. Alternatively, and depending on the nature of the plastic, this can also be foamed, cast or introduced in a similar manner. In other words, depending on the manner of subsequent joining of the guide channel 4 in The base body 2 may also be prefabricated and joined into the base body 2 as a structural unit.
  • a coating B As shown in Figure 6, introduced into the base body 2.
  • a coating material for. As polyethylene, polypropylene, polyamide (eg., PA, nylon), polycarbonate or polyvinyl chloride, introduced into the already prefabricated body 2, z. B. injected, poured, sprayed or filled in powder form.
  • the main body 2 itself is clamped as a tool or clamped in a tool at least partially in rotation and optionally heated from the outside, so that the coating material, for. B. a plastic powder, distributed in the base body 2 and attaches to the inner wall or the inner structure of the base body 2, in particular self-adhesive adds.
  • the coating B is applied with a layer thickness of 0.5 mm to 1 mm. Larger thicknesses with a layer thickness of 2 mm to 3 mm are also possible.
  • the main body 2 can be provided with a varying layer thickness. For this purpose, the coating material is introduced into the base body 2 at different locations in different amounts.
  • the plastic powder is introduced into the Grundkör ⁇ per 2 during rotational molding, this is set in rotation or rocking and by a heating element, for. B an outside or in a heating chamber, heated.
  • the plastic powder melts and deposits on the inner wall of the base body 2 and forms the coating B.
  • the component 1 can also have openings in which the plastic powder itself is also adhesively attached.
  • the base body 2 or the tool clamping it is set in a single or multi-axis rotation, ie, for example, about the Y axis or about the Y / Z / X axes.
  • the guide channel 4 can be added by centrifugal casting to the main body 2.
  • the base body 2 may be mechanically connected to the guide channel 4.
  • the main body 2 can be riveted, screwed, welded, clinched or connected in a similar manner to adjoining edges R of the segments 2a, 2b.
  • the base body 2 is formed without a flange.
  • connection point 6 is provided on the component 1, which serves to receive an attachment 8.
  • the connection point 6 serves, for example, as a reinforcement for the attachment 8, the A-pillar and for attachment thereto.
  • the connection point 6 is designed such that the attachment 8 is subsequently material-and / or form-fitting, but also kraftschlüs ⁇ sig anhegbar in one operation or process step.
  • the attachment 8 itself may be formed of plastic, which is prefabricated and preformed by injection molding in a separate tool. As a result, the attachment 8 can be made largely variable in shape, size and shape, as a method of manufacture in particular simple and inexpensive method, such.
  • the attachment 8 As injection molding, extrusion, rotational molding, blow molding, deep drawing in the twin-sheet process find application.
  • the attachment 8 when attaching to the component 1, z. B. by injection molding, were ⁇ the.
  • the attachment 8 can beispiels ⁇ example, an instrument panel mount or -Halterung, a screw mandrels, a film hinge, a cable holder, a cable guide, a Montage ⁇ carrier for a steering, an airbag and / or any Be holding element.
  • FIG. 7 shows a component 1 with a basic body 2 made of a lower segment 2a, z. B. a metallic half shell, and an upper segment 2b, z. B. a lid.
  • a further element 4a, z. B. ei ⁇ nem prefabricated separating element made of plastic this is in addition to a further element 4a, z. B. ei ⁇ nem prefabricated separating element made of plastic.
  • the guide channel 4 may be formed from a compact film and a partition wall arranged therein.
  • FIG. 8 shows the component 1 according to FIG. 7 in cross section.
  • the element 4a can be prefabricated and mechanically joined to the prefabricated base body 2, then the guide channel 4 is attached and shaped as described above in the form of a coating B by rotational molding or centrifugal casting.
  • Figures 9 and 10 show a further embodiment of a component 1 in the region of an opening 3.
  • the guide channel 4 has a varying layer thickness, depending on the course of the base body 2 and the structure.
  • the coating B may have a larger Schichtdi ⁇ bridge in this area.
  • the inner body 4 may at least partially have a different shape as the outer body 2, so that the wall of the inner body 4 does not contact the wall of the outer body 2.
  • Figure 11 shows a further embodiment of a component 1.
  • the component 1 in the region of two openings 3, z.
  • prefabricated molded parts 10 are formed, which are made of metal so that they act as bulkhead walls or else can themselves be designed as plastic molded parts.
  • Hier ⁇ by the opening 3 is sufficiently resistant to torsion and flow resistant Sprint.
  • the molded parts 10 are used for the deflection or the inflow or outflow of a medium flowing into the guide channel 4.
  • For sealing of the molded part 10 in the region of the opening 3 to the guide channel 4 through the molded part 10 is prefabricated together with the base body 2.
  • the guide channel 4 is added mechanically or by rotational molding or centrifugal casting, so that the transition between the guide channel 4 and the molded part 10 is closed in a flow-tight manner.
  • the molded part 10 may be provided with a coating B for thermal and / or acoustic insulation.
  • the molded part 10 can be improved by local reinforcements or a double-walled embodiment with regard to the rigidity. Depending on the configuration of the molded part 10, sealing lips can be formed.
  • Figure 12 shows a component 1 in the region of a connection point 6, which for a sufficient strength of these corresponding reinforcements in the form of a guide channel 4 with a larger thickness, for. B. with a thicker coating B or a thicker film channel having. Depending on the course and function of the guide channel 4, this can be provided with further reinforcements, in particular in the region of openings 3.
  • FIG. 13 shows an alternative embodiment for a component 1 in cross-section, wherein the segments 2 a, 2 b of the base body 2 are additionally connected to one another at their edges R, z. B. riveted, screwed, welded, clinched, are.
  • FIG. 14 shows a further embodiment of a component 1 with a closed profile for a static function.
  • the guide channel 4 is joined in the manner of a core and thus as stiffening in the base body 2.
  • Figure 15 shows a further alternative for an internal reinforcement of the component 1.
  • Figures 16 to 19 show further alternative embodiments of a particularly mechanically strong and torsionally rigid, rigid, dimensionally stable design of the component 1, wherein the guide channel 4 is attached via profile elements 14 to the base body 2. Depending on the type and design of the guide channel 4, this can additionally be provided with an insulating layer 5.
  • FIG. 20 shows, in particular for the production of the guide channel 4 by means of rotational molding, the possibility of closing openings of the basic body by means of a cover 15. This is advantageous during the production process in order to prevent the coating material, for example in powder form, from escaping.
  • these closure possibilities are available at air outlet openings of the main body or provided, so that you can remove them as shown in Figure 21 after the manufacturing process and thus the openings consge ⁇ ben can.
  • FIGS. 22 and 23 show, in analogy to FIGS. 20 and 21, an embodiment of a cover 15 with a guide element 16, in particular an air guide element, which remains in the guide channel after removal or separation of the cover 15.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (1), insbe­sondere eines Querträgers zum Anordnen zwischen A-Säulen eines Kraft­fahrzeugs, wobei ein metallischer Grundkörper (2) mit einem geschlossenen Profilquerschnitt und einem vorgegebenen Verlauf aus einem oder mehreren Segmenten (2a, 2b) vorgefertigt wird und in den vorgefertigten Grundkörper (2) wenigstens ein Führungskanal (4) nachträglich eingebracht wird, wobei der Führungskanal (4) aus einem flexiblen Material gebildet ist, das zur Mon­tage in eine Montageform (M) formbar ist, so dass der Führungskanal (4) in der Montageform (M) zumindest für einen Teilbereich oder in den vorgefer­tigten Grundkörper (2) eingebracht und während der Montage flexibel an ei­nen zugehörigen Bereich des Grundkörpers (2) an dessen Profilquerschnitt und dessen Verlauf stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig an­gefügt wird.

Description

BEHR GmbH & Co. KG
Mauserstraße 3, 70469 Stuttgart
Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Querträ¬ gers für ein Fahrzeug und Bauteil sowie Verwendung eines Bauteils
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Querträgers zum Anordnen zwischen A-Säulen eines Kraftfahrzeuges sowie auf ein derartig hergestelltes Bauteil selbst und auf die Verwendung eines derartigen Bauteils.
Aus dem Kraftfahrzeugbau sind aus Rohren bestehende Querträger be¬ kannt, die aus Metall bestehen und entsprechend große Wandstärken auf- weisen. Die Wandstärken sind dabei für eine ausreichende Form-, Biege-, Knick- und Torsionssteifigkeit und somit für eine ausreichende Druckbelast¬ barkeit entsprechend dick ausgeführt. Der als Rohr oder Hohlprofil ausgebil¬ dete Querträger eignet sich prinzipiell zur Luftführung beispielsweise von ei¬ ner mittig im Frontbereich des Fahrzeugs angeordneten Klimaanlage zu seit- liehen Ausströmern hin.
Ein derartiger Querträger ist beispielsweise aus der DE 100 64 522 A1 be¬ kannt. Dabei ist der Querträger zur Gewichtsreduzierung aus einem Leicht¬ bauwerkstoff, insbesondere aus einem Leichtmetall in Art eines Schalenbau- teils oder Grundkörpers gebildet, in welchen für eine hinreichende Steifigkeit und Druckbelastbarkeit des Querträgers ein zumindest einen Führungskanal bildender Kunststoffkern angeordnet ist. Zum Austritt des Luftstroms ist der Kanal mit Öffnungen versehen.
Zudem ist es bekannt, an einen solchen Grundkörper Anbauteile, beispiels- weise Schraubdome, Filmscharniere, Kabelhalter, Kabelführungen, Kabel¬ kanäle, Halter oder Aufnahmen für Bauteile aller Art, Lagerzapfen, Montage- clipse und fertig montierte Unterbaugruppen anzubringen. So ist aus der DE 44 09 081 C1 eine bewegliche, in eine Fahrzeugkarosserie einmontierba¬ re Baueinheit für den Stirnwand- und Cockpitbereich eines Personenkraft- wagens bekannt, die in ihrer tragenden Substanz aus zwei Verbundteilen gebildet ist, die jeweils aus tief gezogenem Blech und daran angespritztem Kunststoff bestehen. Dabei bildet das eine Verbundteil die Stirnwand als vordere Abschlusswand des Insassenraumes und das andere Verbundteil den Instrumententafelträger, wobei der Blechanteil eines jeden Verbundtei- les derart geformt ist, dass mit ihm dem großräumigen Kraftfluss bei der Aufnahme der Betriebsbelastung innerhalb des Verbundteiles und an den Anschlussstellen zur Karosserie hin Rechnung getragen ist und durch örtlich gezielte Anbringung von Bohrungen, Durchbrüchen und/oder ausgestellten Zungen Verankerungsstellen für den angespritzten Kunststoff zum form- schlüssigen Verankern des Kunststoffes an dem Blechteil geschaffen sind. Der angespritzte Kunststoff ist derart geformt, dass mit ihm zum einen eine die Blechteile versteifende Verrippung und zum anderen formangepasste Aufnahmen für die diversen Anbauteile gebildet werden. Dabei können Funktionselemente wie Kanäle und Kabelhalter aus dem Kunststoff gebildet sein.
Die DE 101 25 559 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Ver¬ bundteils aus einem Metallbauteil und einer Kunststoffstruktur, bei dem das Metallbauteil, das über mindestens eine Fläche mit mindestens einem Stanz- rand verfügt, und die Kunststoffstruktur in Fügewerkzeuge eingelegt und die Fügewerkzeuge zusammengefahren werden, wobei der Stanzrand form- und kraftschlüssig in die Kunststoffstruktur eingepresst wird. Beim Fügen von Halbschalen oder Anbauteilen an den Grundkörper, z. B. beim thermischen Fügen (= Schweißen) muss dabei ein genügend großer Abstand zu dem in¬ nen liegenden Kunststoff (= Kunststoffkern) oder dem außen liegenden Kunststoff (= Anbindung) eingehalten werden, damit dieser nicht geschädigt wird. Dabei erfordern Kunststoffauskleidungen, wie der Kunststoffkern große aufwendige Werkzeuge mit hohen Kosten und wenig Möglichkeiten zu Formänderungen der Kunststoffauskleidungen oder -Integrationen. Insbe¬ sondere so genannte Spritzgusswerkzeuge für derartige Hybrid-Bauteile (= Metall-Kunststoff-Bauteil) sind teuer und aufwendig. Zudem benötigt die Fü¬ getechnik große Schweißflansche und somit einen großen Bauraum und schränken ebenfalls die Gestaltungsform, insbesondere bei der Verwendung in einem Fahrzeug mit geringem Bauraumplatz ein.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das aus dem Stand der Technik bekannte Bauteil, insbesondere einen Querträger hinsichtlich einer besonders leichten Ausführungsform sowie einer einfachen und schnellen Herstellung zu verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstel¬ lung eines Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Bauteil selbst mit den Merkmalen des Anspruchs 37 sowie Verwendungen des Bau¬ teils mit den Merkmalen der Ansprüche 38 und 39.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran¬ sprüche.
Für eine möglichst große Gewichtseinsparung im Fahrzeugbau wird erfin¬ dungsgemäß bei einem Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbeson- dere eines Querträgers zum Anordnen zwischen A-Säulen eines Kraftfahr¬ zeugs ein metallischer Grundkörper mit einem geschlossenen Profilquer- schnitt und einem vorgegebenen Verlauf aus einem oder mehreren Segmen¬ ten vorgefertigt und in den vorgefertigten Grundkörper wenigstens ein Füh¬ rungskanal nachträglich eingebracht, wobei der Führungskanal aus einem flexiblen Material gebildet ist, das zur Montage in eine Montageform formbar ist, so dass der Führungskanal in der Montageform zumindest für einen Teil¬ bereich oder in den vorgefertigten Grundkörper eingebracht und während der Montage flexibel an einen zugehörigen Bereich des Grundkörpers an dessen Profilquerschnitt und dessen Verlauf formschlüssig und/oder kraftschlüssig angefügt wird. Mit anderen Worten: Mittels des Verfahrens wird ein Bauteil mit einem integrierten Führungskanal, z. B. ein Cockpit-Querträger mit einer integrierten Luftführung, insbesondere einem innen liegenden isolierten Ka¬ nal, hergestellt.
In einer ersten Ausführungsform wird der Führungskanal mechanisch ange- fügt oder angeformt. Dabei wird der Führungskanal vorzugsweise als ein fle¬ xibler vorgefertigter Hohlkörper eingebracht. Beispielsweise wird als Hohl¬ körper eine Schaumfolie oder eine kompakte dünne Folie verwendet. Be¬ sonders vorteilhaft weist der Hohlkörper eine Dicke von 2 mm bis 6 mm und eine Dichte von 0,030 kg/l bis 0,2 kg/l, insbesondere von 0,050 kg/l bis 0,12 kg/l auf. Als ein möglicher Stoff für den Hohlkörper wird ein Polyurethan- Schaum oder Polypropylen-Schaum verwendet. Hierdurch ist eine beson¬ ders leichte Ausführung des Führungskanals als Kunststoffkanal sicherge¬ stellt.
Alternativ kann der Führungskanal durch Rotationsformen angefügt werden. Dabei kann der Grundkörper als Werkzeug verwendet und mit einer ein- o- der mehrachsigen Rotation beaufschlagt werden. Je geradliniger der Verlauf des Grundkörpers ausgebildet ist, desto einfacher wird die Rotationsbewe¬ gung ausgeführt, z. B. nur eine Rotation um die Y-Achse. Bei einem ge- krümmten oder gebogenen Verlauf des Grundkörpers mit oder ohne Kröp¬ fungen wird dieser in eine mehrachsige Rotation und gegebenenfalls Schau¬ kelbewegung, z. B. um die X- und Y-Achse, versetzt. Beispielweise wird beim Anfügen des Führungskanals durch Rotationsformen eine Beschich- tung an den Grundkörper form-, kraft- und/oder stoffschlüssig angefügt. Zur Bildung der Beschichtung wird als flexibles Material in Montageform ein Be- schichtungsstoff, insbesondere ein Kunststoffpulver in den Grundkörper ein- gebracht und der Grundkörper zumindest teilweise in Rotation versetzt, z. B. geschaukelt oder gedreht, und aufgeheizt. Dabei wird das Kunststoffpulver im Grundkörper verteilt und an der Innenwand des Grundkörpers angefügt, insbesondere selbst haftend angefügt. Für eine bessere dauerhafte und kraftschlüssige Anhaftung des erwärmten Kunststoffpulvers weist der Grund- körper Durchbrüche auf, in welchen der Beschichtungsstoff zusätzlich ange¬ fügt wird. Zweckmäßigerweise wird beim Rotationsformen als Beschich¬ tungsstoff ein Thermoplast wie beispielsweise zumindest Polyethylen, Po¬ lypropylen, Polyamid, Polycarbonat oder Polyvinylchlorid verwendet.
In einer alternativen Ausführungsform wird der Führungskanal durch Schleu¬ dergießen an den Grundkörper angefügt. Auch beim Schleudergießen ähn¬ lich wie beim Rotationsformen wird an den Grundkörper eine Beschichtung angefügt. Beim Schleudergussverfahren wird als ein flexibles Material ein Beschichtungsstoff in den vorher gefügten Grundkörper oder zusammen ge- spannten Grundkörper eingebracht, während der Grundkörper mit hoher Drehzahl seine Mittelachse umläuft. Die Fliehkraft schleudert den Beschich¬ tungsstoff in gleichmäßiger Dichte und Dicke gegen die vorher angewärmte Innenfläche und somit die Bauteilstruktur des Grundkörpers. Es erfolgt in Art einer Auskleidung eine Innenbeschichtung des Grundkörpers. Beispielswei- se wird beim Schleudergießen als Beschichtungsstoff Polyurethan- Schaumstoff, Guss-Polyamid, ein Lack mit oder ohne zusätzliche Isolations¬ partikel und/oder Suspensionsstoffe verwendet. Vorzugsweise werden leicht geschäumte Partikelstoffe oder Mikrohohlkugeln mit einem Binder verwen¬ det, wodurch die Auskleidung oder Beschichtung zusammen gehalten und/oder an der Innenfläche oder -wand des Grundkörpers anhaftet.
Sowohl beim Rotationsformen als auch beim Schleudergießen ergibt sich je nach Füllmenge des Beschichtungsstoffs oder des Auskleidungsmediums eine entsprechende Schichtdicke. Vorzugsweise wird die Beschichtung mit einer Schichtdicke von 0,3 mm bis 3 mm, insbesondere 0,5 mm bis 1 mm angefügt. Dabei kann je nach Einfüllmenge die Schichtdicke variieren.
Für ein besonders sicheres und dauerhaftes Anfügen der Beschichtung an die Innenfläche oder -struktur des Grundkörpers wird dieser zweckmäßiger¬ weise mittels eines den Grundkörper zumindest teilweise umgebenden Heiz¬ elements aufgeheizt. Dies ermöglicht eine schnelle und sichere Anhaftung des Besen ichtungsstoffs beim Aufbringen von diesem durch mechanisches Fügen, Rotationsformen oder Schleudergießen. Je nach Art und Ausbildung des Grundkörpers als Werkzeug oder mittels eines separaten Werkzeugs zur Herstellung des Grundkörpers mit einem nachträglich integrierten Füh¬ rungskanal kann das Heizelement das Werkzeug von außen umgeben und separat ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Aufheizen des Grundkörpers in einer Wärmekammer vorab oder während des Herstel- lungsprozesses erfolgen.
Für einen gleichmäßigen Strömungsaus- und/oder Strömungseingang eines in dem Führungskanal geführten Mediums, z. B. Luft, wird der Grundkörper an eine Öffnung, z. B. Ein- und/oder Austrittsöffnung, mit einem hohlprofilar- tigen Formteil versehen. Das Formteil wird entsprechend der gewünschten Umlenkung und/oder Übergängen vorab gefertigt und in Ein- und/oder Aus¬ gangsöffnungen des Führungskanals eingesetzt. Darüber hinaus kann das Formteil durch Rotationsformen oder Schleudergießen mit einer Beschich¬ tung versehen werden. Dabei wird ein zwischen dem Formteil und dem Füh- rungskanal gebildeter Übergang stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder form¬ schlüssig abgedichtet. Ein derartig hergestelltes Bauteil mit integriertem Füh¬ rungskanal und Strömungs-ein- und/oder Strömungsausgängen ermöglicht eine Verwendung beispielsweise als ein Querträger mit integriertem Strö¬ mungskanal, insbesondere Luftführungskanal zur Klimatisierung eines Fahr- zeuginnenraums.
Für eine Verwendung des Bauteils als Querträger mit integriertem Strö¬ mungskanal zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums beispielsweise wird als Führungskanal ein akustisch und/oder thermisch isolierender Kanal, insbesondere ein Kunststoffkanal eingebracht. Dabei wird beispielsweise nach dem Fügen der Segmente zum hohlprofilartigen Querträger und dem Anfügen der Innenauskleidung des Querträgers zusätzlich eine Isolations¬ schicht eingebracht, insbesondere auf die Innenauskleidung des Führungs¬ kanals aufgebracht. Je nach Art und Aufbau des Grundkörpers kann dieser vorab bereits mit Anbindungen, Halterungen und/oder anderen Funktionsan¬ bauteilen versehen sein. Die Isolationsschicht kann je nach Vorgabe be¬ reichsweise oder vollständig, d.h. den gesamten Führungskanal entlang, auf die Innenfläche des Grundkörpers aufgebracht sein.
Sowohl die Beschichtung zur Bildung des Führungskanals als auch die Isola¬ tionsschicht können mehrschichtig oder einschichtig ausgeführt sein oder zusammen eine einzige Schicht bilden. Dabei können alle Schichten aus ei¬ nem Schichtmaterial oder verschiedenartigen Schichtmaterialien gebildet sein. Als Schichtmaterial, z. B. als Isolationsstoff oder Beschichtungsstoff, wird beispielsweise Polyurethan-Schaum, ein Partikelschaum, insbesondere ein Schaum aus Thermoplasten, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Elastomere in geschäumten oder kompaktem Zustand verwendet. Die Isola¬ tionsschicht kann darüber hinaus für weitere Funktionen, wie z. B. akustisch isolierend, thermisch isolierend, Tauwasser reduzierend, durch entsprechen- des Schichtmaterial ausgebildet sein. Zudem wird in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Funktion für die Isolationsschicht diese mit einer Dicke von 0,1 mm bis 8 mm aufgebracht. Beispielsweise wird als Isolationsstoff für die Isolationsschicht ein Folienstoff mit einer Dicke von 0,1 mm bis 2 mm, insbe¬ sondere eine geschäumte Folie mit einer Dicke von 2 mm bis 8 mm, insbe- sondere 3 mm bis 6 mm verwendet. Alternativ kann die Isolationsschicht mit einer entsprechenden Dicke auf die Innenfläche des Grundkörpers beim Ro¬ tationsformen oder Schleudergießen aufgebracht werden, z. B. aufgesprüht oder aufgegossen werden.
Darüber hinaus wird der Führungskanal vorzugsweise an wenigstens einer Öffnung mit einer Dichtungsvorrichtung versehen. Je nach Vorgabe kann ei¬ ne separate Dichtungsvorrichtung, beispielsweise in Form von Dichtlippen, Dichtringen, vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Dichtungs¬ vorrichtung durch das eingebrachte und auf den aufgewärmten Grundkörper anhaftende Beschichtungsmaterial, insbesondere durch das Beschichtungs- pulver ausgebildet sein, indem das durch Rotationsformen oder Schleuder¬ gießen eingebrachte Beschichtungspulver entsprechende Spalten, Ausneh¬ mungen, etc. verschließt und somit den Grundkörper und demzufolge auch das gesamte Bauteil abdichtet.
In einer weiteren Ausführungsform kann an den Grundkörper ein Anbauteil, insbesondere ein vorgefertigtes Anbauteil angefügt werden. Vorzugsweise wird das Anbauteil in der Vorfertigung des Grundkörpers bereits angefügt. Alternativ kann das Anbauteil auch nachträglich, insbesondere nach bereits ein- und angefügten Führungskanal oder während dessen an den Grundkör¬ per angebracht werden. Dabei wird das Anbauteil z. B. an einer Verbin¬ dungsstelle befestigt, indem es an dieser Verbindungsstelle stoff-, kraft- und/oder formschlüssig mit dem Grundkörper verbunden wird. Für eine be¬ sonders sichere Halterung bzw. Befestigung des Anbauteils an der Verbin- dungsstelle wird das Anbauteil wenigstens teilweise in den Grundkörper ein¬ geschoben, so dass das Anbauteil zumindest teilweise im eingeschobenen Bereich beispielsweise beim nachträglichen Einfügen des Führungskanals zusätzlich an den Führungskanal form-, kraft- und/oder stoffschlüssig ange¬ fügt wird. Beispielsweise werden bzw. wird als Anbauteil ein Behälter, ein Kabelhalter und/oder ein anderes Befestigungselement an dem Querträger befestigt.
Für eine einfache und flexible Montage des Bauteils wird der Grundkörper vorzugsweise aus wenigstens zwei Segmenten, insbesondere Längs- und/oder Quersegmenten zusammengesetzt. Dabei können die einzelnen Segmente Kanäle, Kammern und/oder Trennwände bilden. Vorzugsweise wird als Grundkörper ein geschlossenes und ein-, doppel- oder mehrwandi- ges Metallprofil verwendet. Dabei kann der Grundkörper aus zwei Halbscha- len oder einer Halbschale mit Deckel gebildet sein. Für eine möglichst leichte und dünnwandige Ausbildung des Grundkörpers bei gleichzeitig hinreichend guter Torsions-, Biege-, Form-, Knick-, Eigensteifigkeit und/oder -festigkeit ist der Grundkörper aus Metall, insbesondere Stahl, Titan, Aluminium, Mag¬ nesium gebildet. Auch kann der Führungskanal im Grundkörper nur teilweise integriert, insbesondere gefügt sein. Beispielsweise wird nur ein Teil des Grundkörpers als Strömungskanal, Strömungsauslass und/oder Strömungs- einlass verwendet.
In einem möglichen Herstellungsablauf wird der Grundkörper mit einem An- bauteil vorgefertigt und ein vorgefertigter Führungskanal nachträglich an den Grundkörper innenseitig angefügt. Alternativ kann der Grundkörper mit dem nachträglich eingefügten Führungskanal vorgefertigt werden und ein Anbau¬ teil nachträglich angebracht werden. Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität auch bei Nachrüstungen von zusätzlichen Anbauteilen. Als Anbauteil wird dabei beispielsweise eine Instrumententafel-Aufnahme, ein Schraubdome, ein Filmscharnier, ein Kabelhalter, eine Kabelführung, ein Montageträger für Lenkung, Airbag und/oder ein Halteelement angebracht.
Je nach Art und Ausführung des Anbauteils ist dieses im Bereich des Anbau- teils aus einem Spritzgußmaterial, insbesondere Kunststoff gebildet. Je nach Vorgabe hinsichtlich der Festigkeit der Verbindung kann das Anbauteil über eine weitere Verbindungsstelle angefügt sein. Beispielsweise ist die weitere Verbindungsstelle als eine Klemmverbindung, eine Rastverbindung, eine Clips-Verbindung, eine Schraubverbindung, eine Klebverbindung und/oder eine Bördelverbindung ausgebildet. Für eine möglichst einfache Herstellung, insbesondere in einem Arbeitsgang für das Anfügen des Anbauteils und Bil¬ den der Verbindungsstelle ist die Verbindungsstelle selbst aus einem Spritz¬ gußmaterial, insbesondere Kunststoff gebildet, welcher beim Anfügen zu der Verbindungsstelle geformt wird.
Das mittels des beschriebenen Herstellungsverfahrens gefertigte Bauteil dient insbesondere als ein Querträger zum Anordnen zwischen A-Säulen ei¬ nes Kraftfahrzeugs zur Verwendung als Luftführungskanal für eine Klimaan¬ lage. Alternativ oder zusätzlich kann das Bauteil als Instrumententafelträger in einem Kraftfahrzeug verwendet werden, wobei der Führungskanal ein Luftführungskanal und/oder ein Kabelkanal ist. Des Weiteren kann das der¬ art hergestellte Bauteil als Instrumententafelträger in einem Kraftfahrzeug als ein unter einer Windschutzscheibe angeordneter Querträger in einem Kraft¬ fahrzeug dienen, wobei der Führungskanal ein Luftführungskanal zur Füh¬ rung eines der Windschutzscheibe und/oder den Seitenscheiben zu zufüh¬ renden Luftstroms und/oder zur Beheizung einer Wischblattablage ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch ein nachträgliches Anfügen eines Führungskanals in einen Grundkör¬ per ein Bauteil aus wenigen vorgefertigten Elementen gefertigt werden kann. Insbesondere ist ein flanschloses Bauteil möglich, wodurch das Bauteil be- sonders wenig Bauraum benötigt. Zudem ist durch das nachträgliche Anfü¬ gen des Führungskanals an die Innenfläche des Grundkörpers in Abhängig¬ keit von der Bauteilstabilität die Verwendung eines aufwendigen Hybrid- Werkzeugs sicher vermieden. Insbesondere sind einfache Formänderungen, z. B. Wanddickenänderungen, beim Bauteil mit einem nachträglich durch Rotationsformen bzw. Schleudergießen oder mechanisches Anfügen integ¬ rierten Führungskanal möglich, da keine Werkzeuganpassung, insbesondere keine Formanpassung erforderlich ist. Vielmehr wird der Führungskanal beim mechanischen Anfügen ebenfalls mit der gewünschten Wanddicke vorgefer¬ tigt bzw. beim Rotationsformen bzw. Schleudergießen durch Zuführen einer entsprechenden Füll- oder Beschichtungsmenge und bei entsprechender Drehzahl mit einer daraus resultierenden Wanddicke als Beschichtung gefer¬ tigt. Auch ist das Herstellungsverfahren eines solchen Bauteils besonders Material sparend, so dass das Bauteil ein besonders geringes Gewicht auf¬ weist, wodurch das Bauteil insbesondere zur Verwendung in einem Fahr- zeug geeignet ist. Bei einem nachträglichen Einbringen des Führungskanals in den Grundkörper kann zu dem ein beliebiges Verfahren, insbesondere Fügeverfahren, z. B. Rotationsformen, Schleudergießen, Anspritzen, Anfor¬ men, Schweißen, Clinchen, Klemmen, verwendet werden. Auch ist ein sol¬ ches Bauteil besonders geeignet für nachträgliche Änderungen, z. B. An- bringen weiterer Anbauteile oder Funktionselemente, z. B. eines zusätzli¬ chen Kabelhalters. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 schematisch im Längsschnitt ein Bauteil mit einem Grundkörper,
Fig. 2 schematisch im Längsschnitt einen Führungskanal zur Integrati¬ on an einen Grundträger nach Figur 1 ,
Fig. 3 schematisch einen Führungskanal in Montageform,
Fig. 4, 5 schematisch verschiedene Ausführungsformen für ein Bauteil mit einem Grundkörper und einem darin integrierten Führungskanal in Montageform und in Endform,
Fig. 6 schematisch einen Teil eines Grundkörpers mit integriertem Füh¬ rungskanal im Bereich einer Eingangs- oder Ausgangsöffnung im Längsschnitt,
Fig. 7, 8 schematisch ein Bauteil mit einem mehrere Segmente umfas¬ senden Grundkörper und einem integrierten Führungskanal in perspektivischer Darstellung und im Querschnitt,
Fig. 9 bis 11 schematisch verschiedene Ausführungsformen für einen Teil eines Bauteils mit integriertem Führungskanal im Bereich einer
Eingangs- oder Ausgangsöffnung,
Fig. 12 schematisch eine Ausführungsform für ein Bauteil mit integrier¬ tem Führungskanal, der einen variierenden Strömungsquer- schnitt aufweist, Fig. 13 bis 19 schematisch verschiedene Ausführungsformen für ein Bauteil aus mehreren Segmenten mit integriertem Führungskanal und Anbauteilen, und
Fig. 20 bis 23 schematisch verschiedene Ausführungsformen für ein Bauteil mit integriertem Führungskanal und einer verschließbaren Öff¬ nung.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Be¬ zugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt schematisch im Querschnitt als Teil eines Bauteils 1, z.B. eines Querträgers zum Anordnen zwischen nicht näher dargestellten A-Säulen ei- nes nicht näher dargestellten Fahrzeugs, einen Grundkörper 2. Das Bauteil 1 dient beispielsweise als Instrumententafelträger für eine Klima- und/oder Heizungsanlage. Alternativ kann das Bauteil 1 als ein unter einer Wind¬ schutzscheibe angeordneter Querträger in einem Fahrzeug dienen, welcher als Luftführungskanal zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums und zur Enteisung der Windschutz- oder Frontscheibe vorgesehen ist. Für eine Ver¬ wendung des Bauteils 1 als Luftführungskanal weist der Grundkörper 2 bei¬ spielsweise Öffnungen 3, z. B. Eingangsöffnungen 3.1 und/oder Ausgangs¬ öffnungen 3.2, auf.
Das Bauteil 1 weist als eine Komponente den Grundkörper 2 auf, der bevor¬ zugt aus Blech, insbesondere aus einem Leichtmetall-Blech, z.B. aus Alumi¬ nium-Blech oder Feinstahl-Blech oder auch aus Stahl, Titan, Magnesium, gebildet ist. Der Grundkörper 2 ist im Ausführungsbeispiel als Hohlprofil, ins¬ besondere rohrartig ausgeführt. Alternativ kann der Grundkörper 2 auch als ein Hohlprofil mit einem vieleckigen Querschnitt ausgeführt sein. Je nach vorgegebener Torsions-, Biege-, Form- sowie Eigenfestigkeit oder Eigenstei- figkeit des hohlprofilartigen Grundkörpers 2 kann dieser einwandig oder mehrwandig ausgeführt sein. Der in Figur 1 dargestellte metallische Grund¬ körper 2 wird beispielsweise mit einem geschlossenen Profilquerschnitt aus Metall durch Giessen, Strangpressen, Walzen, Rollformen oder Hydroformen bevorzugt flanschlos hergestellt. Insbesondere wird der Grundkörper 2 vor¬ gefertigt. Je nach Vorgabe kann der Grundkörper 2 bereits mit Anbauteilen, z. B. Halterungen vorgefertigt werden. Solche Halterungen können insbe¬ sondere in Form von Ausstellungen aus dem Blech des Grundkörpers bzw. den Blechschalen eines Grundkörpers gebildet werde. Alternativ können die- se Anbauteile nachträglich angefügt werden.
Der Grundkörper 2 weist für verschiedene Anwendungsfälle in seinem Ver¬ lauf unterschiedliche Profilquerschnitte, z. B. mit Ausbeulungen und/oder Einbeulungen bzw. mit verjüngenden Enden, auf und kann zudem räumlich gekrümmt, z. B. schlangenförmig, verlaufen. Auch kann der Grundkörper 2 mit Kröpfungen versehen sein, an welche Anbauteile angefügt werden. In einer weiteren Ausführung kann der Grundkörper 2 auch im Wesentlichen geradlinig ausgebildet sein.
Als eine weitere Komponente umfasst das Bauteil 1 einen Führungskanal 4, der in Figur 2 näher dargestellt ist. Bei der Herstellung des Bauteils 1 zur Verwendung beispielsweise als Luftführungskanal wird beispielsweise der Führungskanal 4 nachträglich in den bereits vorgefertigten Grundkörper 2 eingebracht und integriert. Hierzu ist der Führungskanal 4 aus einem flexib- len Material gebildet, das zur Montage in eine Montageform M (= Volllinie) formbar ist. Wie in Figur 4 und 5 für verschiedene Querschnittsformen eines Bauteils 1 gezeigt, wird der Führungskanal 4 in seiner Montageform M zu¬ mindest für einen Teilbereich oder vollständig in den vorgefertigten Grund¬ körper 2 eingebracht. Während der Montage wird der flexibel formbare Füh- rungskanal 4 an einen zugehörigen Bereich des Grundkörpers 2, insbeson¬ dere an dessen Innenseite oder Innenstruktur und somit an dessen Profil- querschnitt und dessen Verlauf formschlüssig und/oder kraftschlüssig in sei¬ ne Endform U (= gestrichelte Darstellung) angefügt.
Wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt, kann der Grundkörper 2 aus zwei Seg- menten 2a und 2b gebildet sein. Beispielsweise ist der Grundkörper 2 in Fi¬ gur 4 aus zwei Halbkörpern, insbesondere zwei Halbschalen, gebildet - einer Unterschale und einer Oberschale. Gemäß Figur 5 ist der Grundkörper 2 aus einer Unterschale oder Unterhalbkörper und einem Deckel gebildet. Je nach Art und Ausführung kann der Grundkörper 2 aus weiteren Segmenten 2a, 2b oder Schalen bestehen. Dabei kann der Grundkörper 2 aus Längs- und/oder Quersegmenten zusammengesetzt sein.
Der Grundkörper 2 wird bevorzugt nachträglich innenseitig mit einem Füh¬ rungskanal 4 versehen, der beispielsweise einen Kabelkanal oder Strö- mungskanal, insbesondere einen Luftführungskanal bildet. Mit anderen Wor¬ ten: Der Führungskanal 4 dient beispielsweise der Führung eines Mediums, insbesondere Luft zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums. Alternativ kann der Führungskanal 4 auch der Führung von Leitungen oder Kabeln dienen.
Für eine nachträgliche Integration des Führungskanals 4 in den Grundkörper 2 ist dieser in einer ersten möglichen Ausführung als ein flexibler vorgefertig¬ ter Hohlkörper ausgeführt. Beispielsweise ist der Führungskanal 4 aus einer kompakten dünnen Folie (= Schlauchfolie) mit einer Dicke von 1 mm bis 6 mm und einer Dichte von 0,030 kg/l bis 0,2 kg/l, insbesondere von 0,050 kg/l bis 0,12 kg/l gebildet. Eine derartig kompakte Folie wird beispielsweise aus Polyethylen-Schaum oder Polypropylen-Schaum gefertigt, welche beispiels¬ weise zur Herstellung der Folie im so genannten Twin-Sheet-Verfahren ge¬ eignet ist. Alternativ zur Schaumfolie kann der Führungskanal 4 aus kompak- ten dünnen Folien (z. B. zwei Halbschalen-Folien) oder aus einer Schlauch¬ folie hergestellt sein. Zur nachträglichen Integration des Führungskanals 4 in den Grundkörper 2 wird der Führungskanal 4 in eine entsprechende Monta¬ geform M, z. B. durch entsprechende Druck- und/oder Temperatureinwir- kung, geformt, z. B. gefaltet, gedrückt, verformt. In diesem verformten Zu¬ stand des Führungskanals 4 wird dieser in den Grundkörper 2 montiert, wo¬ bei der flexible Führungskanal 4 sich während der Montage an den Verlauf und den Querschnitt des Grundkörpers 2 anpasst. In der Endmontagepositi- on springt oder formt der Führungskanal 4 von seiner Ursprungsform in sei¬ ne korrespondierende Endform U zurück (= so genannter Memory-Effekt). In diesem Fall ist der Führungskanal 4 beispielsweise als ein Schlauch ausge¬ bildet, der in den rohrartigen Grundkörper 2 eingeführt wird und beispiels¬ weise durch einen heißen Luftstrom an die Innenseite des Grundkörpers 2 thermisch selbst haftend gefügt wird.
Der Führungskanal 4 kann dabei längs durch den ganzen Grundkörper 2 verlaufen. Alternativ kann der Führungskanal 4 auch nur in einem Teilbe¬ reich des Grundkörpers 2 eingebracht werden. Auch können mehr als ein Führungskanal 4 in den Grundkörper 2 eingebracht werden. Dabei kann die Montage entweder von beiden Enden des Grundkörpers 2 oder von einem Mittenbereich oder nur von einem Ende erfolgen. Bei einer Montage vom Mittenbereich aus ergeben sich viele Gestaltungsfreiheiten im Bereich einer Anbindung von Anbauteilen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die Verwendung eines flexibel formbaren Führungskanals 4 zusätzliche Dichtungen für einen Anschluss an eine Klimaanlage, einen Kanal, eine Dü¬ se oder an andere Bauteile entfallen können.
Der Führungskanal 4 dient unter anderem auch der Steifigkeit des Grund- körpers 2. Daher wird der Führungskanal 4 auch als Kunststoff kern bezeich¬ net, da dieser bei dem aus einem Leichtmetall gefertigten Grundkörper 2 dessen Torsions-, Biege- und Formsteifigkeit unterstützt. Der besonders dünnwandig ausgebildete Grundkörper 2 führt bei Durchströmen mit Luft zu einer Geräuschentwicklung, welche besonders vorteilhaft durch Auskleidung des Grundkörpers 2 mit dem aus Kunststoff gebildeten Führungskanal 4 ge¬ dämpft wird. D.h. der Führungskanal 4 selbst übernimmt u. a. eine Schalliso¬ lierung. Zusätzlich kann der Führungskanal 4 auch thermisch isolierend wir¬ ken. Je nach Funktion ist der Führungskanal 4 mit einer Isolierungsschicht 5 versehen. Dabei können der Führungskanal 4 und die Isolationsschicht 5 ei¬ ne Schicht oder mehrere Schichten bilden.
Je nach Art des Isolationsstoffs für die Isolationsschicht 5, z. B. Polyurethan- Schaum, Partikelschaum, vorzugsweise Schaum aus Thermoplaste, insbe¬ sondere Polyethylen (z. B. PE, XPE, PE-HD, PE-LD) und Polypropylen (z. B. PP, XPP), Elastomere in geschäumten oder kompakten Zustand, kann die Isolationsschicht 5 weitere Funktionen, wie z. B. akustisch isolierend, ther¬ misch isolierend und/oder Tauwasser reduzierend, aufweisen. Die Isolati- onsschicht 5 weist bei einer Folie bevorzugt eine Wanddicke von 0,1 mm bis 8 mm, insbesondere von 0,1 mm bis 2 mm bei einer Kompaktfolie und vor¬ zugsweise 3 mm bis 6 mm bei einer Schlauchfolie auf.
Darüber hinaus kann der Führungskanal 4 oder die Isolationsschicht 5 eine die Durchströmung des Führungskanals 4 unterstützende Oberflächenstruk¬ tur aufweisen, z. B. einen so genannten Haifisch-Schuppeneffekt. Durch die nachträgliche Montage durch Einschieben und die Flexibilität sowie Elastizi¬ tät des Führungskanals 4 kann die Statikeigenschaft von der Luftführungs¬ funktion entkoppelt werden, so dass ein optimaler Kraftfluss und eine opti- male Strömungsführung gegeben ist.
Über den Führungskanal 4 kann der Grundkörper 2, insbesondere dessen zwei Halbkörper 2a und 2b zusammengehalten werden. Neben dem nach¬ träglich mechanischen Anfügen des Führungskanals 4 mit oder ohne Isolati- onsschicht 5 kann der Führungskanal 4 alternativ in den Grundkörper 2 bei¬ spielsweise in einem Spritzgussverfahren, durch Rotationsformen, durch Schleudergießen oder Kunststoff-Beschichten eingebracht werden. Alternativ und abhängig von der Art des Kunststoffs kann dieser auch eingeschäumt, eingegossen oder in ähnlicher Weise eingebracht sein. Mit anderen Worten: Je nach Art und Weise des nachträglichen Fügens des Führungskanals 4 in den Grundkörper 2 kann dieser auch vorgefertigt sein und als eine Bauein¬ heit in den Grundkörper 2 gefügt werden.
Beim Anfügen des Führungskanals 4 beispielsweise durch Rotationsformen wird eine Beschichtung B, wie in Figur 6 dargestellt, in den Grundkörper 2 eingebracht. Zur Bildung der Beschichtung B wird ein Beschichtungsstoff, z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polyamid (z. B. PA, Nylon), Polycarbonat oder Polyvinylchlorid, in den bereits vorgefertigten Grundkörper 2 eingebracht, z. B. eingespritzt, eingegossen, eingesprüht oder in Pulverform eingefüllt. An- schließend wird der Grundkörper 2 selbst als Werkzeug oder in einem Werk¬ zeug eingespannt zumindest teilweise in Rotation versetzt und gegebenen¬ falls von außen aufgeheizt, so dass sich der Beschichtungsstoff, z. B. ein Kunststoffpulver, im Grundkörper 2 verteilt und an der Innenwand oder der Innenstruktur des Grundkörpers 2 anfügt, insbesondere selbst haftend an- fügt. Beim Rotationsformen wird die Beschichtung B mit einer Schichtdicke von 0,5 mm bis 1 mm aufgebracht. Größere Dicken mit einer Schichtdicke von 2 mm bis 3 mm sind ebenfalls möglich. Darüber kann der Grundkörper 2 mit einer variierenden Schichtdicke versehen werden. Hierzu wird der Be¬ schichtungsstoff an mehreren Stellen in unterschiedlicher Menge in den Grundkörper 2 eingebracht.
Im Detail wird beim Rotationsformen das Kunststoffpulver in den Grundkör¬ per 2 eingebracht, dieser wird in Rotation versetzt oder geschaukelt und durch ein Heizelement, z. B ein außen liegendes oder in einer Heizkammer, aufgeheizt. Hierbei schmilzt das Kunststoffpulver und lagert sich an der In¬ nenwand des Grundkörpers 2 an und bildet die Beschichtung B. Zur besse¬ ren Anhaftung kann das Bauteil 1 auch Durchbrüche aufweisen, in welche das Kunststoffpulver ebenfalls selbst haftend angefügt wird. In Abhängigkeit vom Verlauf des Bauteils 1 wird der Grundkörper 2 oder das diesen ein- spannende Werkzeug in eine einfache oder mehrachsige Rotation, d.h. bei¬ spielsweise um die Y-Achse bzw. um die Y-/Z-/X-Achsen, versetzt. Alternativ dazu kann der Führungskanal 4 auch durch Schleudergießen an den Grundkörper 2 angefügt werden. Beim Schleudergießen wird als Be- schichtungsstoff Polyurethan-Schaumstoff, Guss-Polyamid, ein Lack mit o- der ohne zusätzliche Isolationspartikel und/oder Suspensionsstoffe verwen¬ det. Als besonders vorteilhaft haben sich für das Schleudergießen leicht ge¬ schäumte Partikel oder Mikrohohlkugeln mit einem Binder ergeben, welcher die Beschichtung B zusammen hält und/oder an der Wand anhaftet.
Neben dem mechanischen Anfügen, z. B. durch thermisches Anhaften des Führungskanals 4, oder dem Rotationsform-Verfahren bzw. Schleuderguss- Verfahren beim Einbringen in den Grundkörper 2, kann zusätzlich der Grundkörper 2 mechanisch mit dem Führungskanal 4 verbunden sein. Bei¬ spielsweise kann der Grundkörper 2 an aneinander liegenden Rändern R der Segmente 2a, 2b genietet, geschraubt, geschweißt, geclincht oder in ähnli¬ cher Weise verbunden sein. Vorteilhafterweise ist der Grundkörper 2 flanschlos ausgebildet.
Für eine Verwendung des Bauteils 1 beispielsweise als Instrumententafeiträ- ger oder Querträger mit integriertem Luftführungskanal ist an dem Bauteil 1 mindestens eine Verbindungsstelle 6 vorgesehen, welche der Aufnahme ei¬ nes Anbauteils 8 dient. In Figur 6 dient die Verbindungsstelle 6 beispielswei¬ se als Verstärkung für das Anbauteil 8, der A-Säule und zur Anbringung an diese. Für eine flexible Gestaltung des Bauteils 1 ist die Verbindungsstelle 6 derart ausgeführt, dass das Anbauteil 8 nachträglich in einem Arbeitsgang oder Verfahrensschritt stoff- und/oder formschlüssig, aber auch kraftschlüs¬ sig anfügbar ist. Darüber hinaus kann das Anbauteil 8 selbst aus Kunststoff gebildet sein, welches im Spritzgussverfahren in einem separaten Werkzeug vorgefertigt und vorgeformt wird. Hierdurch kann das Anbauteil 8 in Form, Größe und Gestalt weitgehend variabel gefertigt werden, wobei als Herstel¬ lungsverfahren insbesondere einfache und kostengünstige Verfahren, wie z. B. Spritzguss, Strangpressen, Rotationsformen, Blasformen, Tiefziehen im Twin-Sheet-Verfahren Anwendung finden. Durch das mechanische Anfügen des Anbauteils 8 über die separate Verbindungsstelle 6 im Bereich der Au¬ ßenoberfläche des Bauteils 1 ist eine Beschädigung des im Grundkörper 2 bereits integrierten oder noch zu integrierenden und innen liegenden Füh¬ rungskanals 4 weitgehend vermieden. Alternativ kann das Anbauteil 8 auch beim Anfügen an das Bauteil 1 , z. B. im Spritzgussverfahren, geformt wer¬ den. Neben der Funktion einer Verstärkung kann das Anbauteil 8 beispiels¬ weise auch eine Instrumententafel-Aufnahme oder -Halterung, ein Schraub- dorne, ein Filmscharnier, ein Kabelhalter, eine Kabelführung, ein Montage¬ träger für eine Lenkung, einen Airbag und/oder ein beliebiges Halteelement sein.
Figur 7 zeigt ein Bauteil 1 mit einem Grundkörper 2 aus einem unteren Seg- ment 2a, z. B. einer metallischen Halbschale, und einem oberen Segment 2b, z. B. einem Deckel. Zur Ausbildung des nachträglich durch eines der o- ben beschriebenen Verfahrens eingebrachten Führungskanals 4 als Mehr¬ kammerkanal ist dieser zusätzlich mit einem weiteren Element 4a, z. B. ei¬ nem vorgefertigten Trennelement aus Kunststoff versehen. Beispielsweise kann der Führungskanal 4 aus einer kompakten Folie und einer darin ange¬ ordneten Trennwand gebildet sein. Figur 8 zeigt das Bauteil 1 gemäß Figur 7 im Querschnitt. Alternativ kann das Element 4a vorgefertigt und in den vor¬ gefertigten Grundkörper 2 mechanisch gefügt werden, anschließend wird der Führungskanal 4 wie oben beschrieben in Form einer Beschichtung B durch Rotationsformen oder Schleudergießen angefügt und geformt.
Figuren 9 und 10 zeigen eine weitere Ausführungsform für ein Bauteil 1 im Bereich einer Öffnung 3. Für eine Umlenkung der Strömung im Bereich der Öffnung 3 ist der Führungskanal 4 mit einer entsprechenden Schichtdicke ausgeführt. D.h. Der Führungskanal 4 weist je nach Verlauf des Grundkör¬ pers 2 und der Struktur eine variierende Schichtdicke auf. Auch im Bereich einer Verbindungsstelle 6, z. B. zur Befestigung des Bauteils 1 an der A- Säule, kann die Beschichtung B in diesem Bereich eine größere Schichtdi¬ cke aufweisen. Alternativ, kann in einer nicht dargestellten Ausführungsform der Innenkörper 4 zumindest bereichsweise einen anderen Formverlauf wie der Außenkörper 2 aufweisen, so dass die Wand des Innenkörpers 4 be¬ reichsweise nicht an der Wandung des Außenkörpers 2 anliegt.
Figur 11 zeigt eine weitere Ausführungsform für ein Bauteil 1. Dabei weist das Bauteil 1 im Bereich von zwei Öffnungen 3, z. B. in einem mittigen Be- reich zur Anbindung einer Klimaanlage, vorgefertigte Formteile 10 auf, wel¬ che aus Metall ausgebildet sind, so dass diese wie Schott-Wände wirken oder aber auch selbst als Kunststoffformteil ausgebildet sein können. Hier¬ durch ist die Öffnung 3 hinreichend torsionssteif und strömungsfest ausge¬ bildet. Die Formteile 10 dienen der Umlenkung bzw. des Ein- oder Ausströ- mens eines in den Führungskanal 4 strömenden Mediums. Zur Abdichtung des Formteils 10 im Bereich der Öffnung 3 zum Führungskanal 4 hin wird das Formteil 10 zusammen mit dem Grundkörper 2 vorgefertigt. Anschlie¬ ßend wird der Führungskanal 4 mechanisch oder durch Rotationsformen o- der Schleudergießen angefügt, so dass der Übergang zwischen Führungs- kanal 4 und Formteil 10 strömungsdicht abgeschlossen. Zusätzlich kann da¬ bei das Formteil 10 mit einer Beschichtung B für eine thermische und/oder akustische Isolation versehen sein. Zudem kann das Formteil 10 durch loka¬ le Verstärkungen oder einer doppelwandigen Ausführung hinsichtlich der Steifigkeit verbessert werden. Je nach Ausgestaltung des Formteils 10 kön- nen Dichtlippen angeformt sein.
Figur 12 zeigt ein Bauteil 1 im Bereich einer Verbindungsstelle 6, welche für eine hinreichende Festigkeit dieser entsprechende Verstärkungen in Form eines Führungskanals 4 mit einer größeren Dicke, z. B. mit einer dickeren Beschichtung B oder einem dickeren Folienkanal, aufweist. Je nach Verlauf und Funktion des Führungskanals 4 kann dieser mit weiteren Verstärkungen, insbesondere im Bereich von Öffnungen 3 versehen sein.
Figur 13 zeigt eine alternative Ausführungsform für ein Bauteil 1 im Quer- schnitt, wobei die Segmente 2a, 2b des Grundkörpers 2 an seinen Rändern R zusätzlich miteinander verbunden, z. B. genietet, geschraubt, geschweißt, geclincht, sind.
Figur 14 zeigt eine weitere Ausführungsform für ein Bauteil 1 mit einem ge- schlossenen Profil für eine Statikfunktion. Für eine möglichst steife Ausbil¬ dung des Bauteils 1 , insbesondere des Grundkörpers 2 wird dabei der Füh¬ rungskanal 4 in Art eines Kerns und somit als Versteifung in den Grundkör¬ per 2 gefügt.
Figur 15 zeigt eine weitere Alternative für eine Innenverstärkung des Bauteils 1. Dabei wird der Führungskanal 4, z. B. eine Schlauchfolie, über Abstands¬ halter 12 an den Grundkörper 2, z. B. mechanisch, angefügt.
Die Figuren 16 bis 19 zeigen weitere alternative Ausführungsformen für eine besonders mechanisch belastbare und torsionssteife, biegesteife, formsteife Ausführung des Bauteils 1 , wobei der Führungskanal 4 über Profilelemente 14 an den Grundkörper 2 angefügt wird. Je nach Art und Ausführung des Führungskanals 4 kann dieser zusätzlich mit einer Isolationsschicht 5 verse¬ hen sein.
Figur 20 zeigt, insbesondere für die Herstellung des Führungskanals 4 mit¬ tels Rotationsformens die Möglichkeit auf, Öffnungen des Grundkörpers mit¬ tels eines Deckels 15 zu verschließen. Dies ist vorteilhaft während des Her¬ stellprozesses, um ein Austreten des beispielsweise in Pulverform vorliegen- den Beschichtungsstoffs zu vermeiden. Vorteilhafterweise sind diese Ver¬ schlussmöglichkeiten an Luftaustrittsöffnungen des Grundkörpers oder Füh- rungskanals vorgesehen, so dass man diese, wie in Figur 21 dargestellt nach dem Herstellungsprozess abnehmen und die Öffnungen somit freige¬ ben kann.
Die Figuren 22 und 23 zeigen In Analogie zu den Figuren 20 und 21 eine Ausführung eines Deckels 15 mit einem Leitelement 16, insbesondere Luft¬ leitelement, welches nach Entfernen oder Abtrennen des Deckels 15 im Füh¬ rungskanal verbleibt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (1), insbesondere eines Querträ¬ gers zum Anordnen zwischen A-Säulen eines Kraftfahrzeugs, wobei ein metallischer Grundkörper (2) mit einem geschlossenen Profilquerschnitt und einem vorgegebenen Verlauf aus einem oder mehreren Segmenten
(2a, 2b) vorgefertigt wird und in den vorgefertigten Grundkörper (2) we¬ nigstens ein Führungskanal (4) nachträglich eingebracht wird, wobei der Führungskanal (4) aus einem flexiblen Material gebildet ist, das zur Mon¬ tage in eine Montageform (M) formbar ist, so dass der Führungskanal (4) in der Montageform (M) zumindest für einen Teilbereich oder in den vor¬ gefertigten Grundkörper (2) eingebracht und während der Montage flexibel an einen zugehörigen Bereich des Grundkörpers (2) an dessen Profil¬ querschnitt und dessen Verlauf stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig angefügt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der Führungskanal (4) mechanisch angefügt oder angeformt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Führungskanal (4) als ein flexibler vorgefertigter Hohlkörper eingebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem als Hohlkörper eine Schaumfolie oder eine kompakte dünne Folie verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem der Hohlkörper eine Dicke von 2 mm bis 6 mm und eine Dichte von 0,030 kg/l bis 0,2 kg/l, insbeson¬ dere von 0,050 kg/l bis 0,1 kg/l aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem als Stoff für den Hohlkörper ein Polyurethan-, Polyethylen- oder Polypropylen-Schaum ver¬ wendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der Führungskanal (4) durch Rotati¬ onsformen angefügt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Grundkörper (2) als Werkzeug verwendet wird und mit einer mehrachsigen Rotation beaufschlagt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem beim Anfügen des Führungs¬ kanals (4) durch Rotationsformen eine Beschichtung an den Grundkörper (2) kraft-, form- und/oder stoffschlüssig angefügt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem zur Bildung der Beschichtung (B) ein Beschichtungsstoff, insbesondere ein Kunststoffpulver in den Grund¬ körper (2) eingebracht wird und der Grundkörper (2) zumindest teilweise in Rotation versetzt und aufgeheizt wird, wobei das Kunststoffpulver im Grundkörper (2) verteilt und an der Innenwand des Grundkörpers (2) an- gefügt, insbesondere selbst haftend angefügt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Beschichtungsstoff zusätzlich in Durchbrüchen des Grundkörpers (2) angefügt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , bei dem beim Rotations¬ formen als Beschichtungsstoff ein Thermoplast, insbesondere zumindest Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polycarbonat oder Polyvinylchlorid verwendet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der Führungskanal (4) durch Schleudergießen an den Grundkörper (2) angefügt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem durch Schleudergießen an den Grundkörper (2) eine Beschichtung (B) angefügt wird
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem beim Schleudergießen als Besen ichtungsstoff Polyurethan-Schaumstoff, Guss-Polyamid, ein Lack mit oder ohne zusätzliche Isolationspartikel und/oder Suspensions- Stoffe verwendet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 15, bei dem die Beschich¬ tung (B) mit einer Schichtdicke von 0,3 mm bis 3 mm, insbesondere 0,5 mm bis 1 mm angefügt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem der Grundkörper (2) mittels eines den Grundkörper (2) zumindest teilweise umgebenden Heizelements aufgeheizt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem der Grundkörper (2) an Ein- und/oder Austrittsöffnungen (3, 3.1 , 3.2) mit einem hohlprofilar- tigen Formteil (10) versehen wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem das Formteil (10) durch Rotations- formen mit einer Beschichtung (B) versehen wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, bei dem ein zwischen dem Form¬ teil (10) und dem Führungskanal (4) gebildeter Übergang kraftschlüssig, stoffschlüssig und/oder formschlüssig abgedichtet wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei als Führungskanal (4) ein akustisch und/oder thermisch isolierender Kanal, insbesondere ein Kunststoffkanal eingebracht wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , bei dem der Führungs¬ kanal (4) zusätzlich mit einer Isolationsschicht (5) versehen wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Beschichtung (B) und die Iso- lationsschicht (5) eine oder mehrere Schichten bilden.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, bei dem als Isolationsstoff für die Isolationsschicht (5) Polyurethan-Schaum, ein Partikelschaum, insbeson¬ dere ein Schaum aus Thermoplasten, insbesondere Polyethylen, Polypro- pylen, Elastomere in geschäumten oder kompaktem Zustand verwendet werden.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei dem als Isolations¬ stoff für die Isolationsschicht (5) ein Folienstoff mit einer Dicke von 0,1 mm bis 2 mm, insbesondere eine geschäumte Folie mit einer Dicke von 2 mm bis 8 mm, insbesondere 3 mm bis 6 mm.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei der Führungskanal (4) an wenigstens einer Öffnung (3) mit einer Dichtungsvorrichtung verse- hen wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, bei dem an dem Grund¬ körper (2) ein Anbauteil (8), insbesondere ein vorgefertigtes Anbauteil (8) angefügt wird oder ist.
28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Anbauteil (8) an einer Verbin¬ dungsstelle (6) befestigt wird, indem es an dieser Verbindungsstelle (6) kraft-, stoff- und/oder formschlüssig mit dem Grundkörper (2) verbunden wird.
29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, wobei das Anbauteil (8) an der Verbindungsstelle (6) wenigstens teilweise in den Grundkörper (2) einge¬ schoben wird.
30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 27 bis 29, wobei als Anbauteil (8) ein Behälter, ein Kabelhalter und/oder ein anderes Be¬ festigungselement an dem Querträger befestigt werden bzw. wird.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 30, wobei der Grundkörper (2) aus wenigstens zwei Segmenten (2a, 2b) zusammengesetzt wird.
32. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 31 , wobei als Grundkörper (2) ein geschlossenes und/oder doppelwandiges Metall- profil verwendet wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 32, bei dem der Grundkörper (2) aus Metall, insbesondere Stahl, Titan, Aluminium, Magnesium gebildet ist.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 33, bei dem der Grundkörper (2) mit einem Anbauteil (8) vorgefertigt wird und ein vorgefertigter Füh¬ rungskanal (4) nachträglich an den Grundkörper (2) innenseitig angefügt wird.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 34, bei dem der Grundkörper
(2) mit dem Führungskanal (4) vorgefertigt wird und ein Anbauteil (8) nachträglich angebracht wird.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 35, bei dem als Anbauteil (8) eine Instrumententafel-Aufnahme, ein Schraubdom, ein Filmscharnier, ein Kabelhalter, eine Kabelführung, ein Montageträger für Lenkung, Air- bag und/oder ein Halteelement angebracht wird.
37. Bauteil (1), insbesondere Querträger zum Anordnen zwischen A-Säulen eines Kraftfahrzeugs, das nach einem Verfahren nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 36 hergestellt ist.
38. Verwendung eines nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36 hergestellten Bauteils (1) als Instrumententafelträger in einem Kraft¬ fahrzeug, wobei der Führungskanal (4) ein Luftführungskanal und/oder ein Kabelkanal ist.
39. Verwendung eines nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36 hergestellten Bauteils (1) als Instrumententafelträger in einem Kraft¬ fahrzeug als ein unter einer Windschutzscheibe angeordneter Querträger in einem Kraftfahrzeug, wobei der Führungskanal (4) ein Luftführungska- nal zur Führung eines der Windschutzscheibe und/oder den Seitenschei¬ ben zu zuführenden Luftstroms und/oder zur Beheizung einer Wischblatt¬ ablage ist.
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