EP3558620A1

EP3558620A1 - Hohlprofil-verbundtechnologie

Info

Publication number: EP3558620A1
Application number: EP17826186.3A
Authority: EP
Inventors: Boris Koch
Original assignee: Lanxess Deutschland GmbH
Current assignee: Lanxess Deutschland GmbH
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-10-30
Also published as: WO2018114731A1; CN110099779A; KR20190098969A; US20200061887A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils aus wenigstens einem Hohlprofilgrundkörper und wenigstens einem, im Inneren des wenigstens einen Hohlprofilgrundkörpers positionierten, Stützelement.

Description

Hohlprofil-Verbundtechnologie

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils aus wenigstens einem Hohlprofilgrundkörper und wenigstens einem, im Inneren des wenigstens einen Hohlprofilgrundkörpers positionierten, Stützelement. Vielfach werden Verbundbauteile bereits heute im Kraftfahrzeugbau eingesetzt. Zumeist werden sie aus einem metallischen Rohrprofil bzw. aus einem metallischen, geschlossenen Hohlprofil hergestellt, das mit wenigstens einem separat hergestellten Kunststoffelement verbunden wird. Das Herstellen zweier separater Bauteile und schließlich das Verbinden führt zu erhöhtem Fertigungs- und Montageaufwand. Zum Verbinden des Rohrprofils bzw. Hohlprofils mit dem oder den Kunststoffelement(en) sind zusätzliche Verbindungsmittel in Form von Schrauben, Muttern, Nieten o.ä. erforderlich, was in der Regel mehr Bauraum erfordert und zu höherem Gewicht des Verbundbauteils führt.

Vergleichbare, allein aus Kunststoff bestehende Verbundbauteile - d. h. sowohl Hohlprofil als auch Kunststoffelemente sind aus Kunststoff - zeigen bei vertretbarer Dimensionierung der Querschnitte geringere Festigkeiten und Steifigkeiten, aber auch Nachteile in der Energieaufnahme bei schlagartiger Beanspruchung, verglichen mit gleichartigen Bauteilen aus metallischen Werkstoffen.

Aus WO 2004/091999 A1 ist ein Hohlkammer-Verbundbauteil bekannt, das aus einem Hohlprofil und aus einem einteiligen oder mehrteiligen Stützelement besteht, wobei das Stützelement mit dem Hohlprofil mittels thermoplastischem Kunststoff formschlüssig verbunden ist und der Formschluss durch plastische Verformung wenigstens eines Hohlprofilteiles beim Anspritzen des thermoplastischen Kunststoffs erfolgt.

WO 2006/102047 A1 beschreibt eine Verbindungsmethode bei der eine Komponente zunächst überlappend in eine zweite Komponente gesteckt wird, anschließend die erste Komponente mit einem zusätzlichen Verfahren so aufgeweitet wird, so dass der notwendige Spalt zum Ineinanderstecken der beiden Komponenten aufgehoben ist, um dann in einem dritten Schritt beide Komponenten mit in einem weiteren Verfahrensschritt fest miteinander zu verbinden. In GB 2350655 A wird eine Verbindungmethode zum Verbinden zweier Kraftfahrzeugrahmensegmente beschrieben, bei der durch den Spritzdruck der aufzubringenden Kunststoffmasse die beiden zueinander gerichteten Enden der zwei rohrförmigen Segmente radial eingedrückt werden und nach Erstarren der Kunststoffmasse die Segmente fest miteinander verbunden sind und gleichzeitig ein Verdrehen derselben gegeneinander nicht mehr möglich ist.

DE 100 14 332 A1 beschreibt ein Verbundbauteil und ein Verfahren zu seiner Herstellung indem ein Kunststoffelement an verschiedenen Stellen eines vorzugsweise mittels Innenhochdruck hergestellten Hohlprofilgrundkörpers angespritzt wird, um diesen teilweise oder vollständig zu ummanteln.

WO 2008/067901 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils, wobei ein röhrenförmiges metallisches Hohlprofil mittels eines fluidischen Innenhochdruck-Verfahrens in eine Endform aufweitend umgeformt wird. DE AS 1232332 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anformen eines äußeren Ringwulstes an ein elastisch verformbares Rohr aus Kunststoff.

DE 10 2005 051 687 A1 lehrt ein Strukturbauteil aus Kunststoff und ein Verfahren zu seiner Herstellung, in dem das Strukturbauteil als Grundmatrix einen Kunststoff mit einliegendem Versteifungselement aufweist, wobei das Versteifungselement formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Kunststoff matrix verbunden ist und die Anbindung des Versteifungselements an die Kunststoff matrix mittels eines Haftvermittlers erfolgt.

DE 10 2014 019 724 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Strukturelementen aus Funktionselement und Faser-Kunststoff-Verbund-Hohlprofil bei dem durch wahlweise Abfolge des Einfügens eines konturgebenden Elements und des Einlegens eines Strukturelement Halbzeugs ein lokales Erwärmen des Faser-Kunststoff-Verbund- Hohlprofils im Bereich des Hinterschnitts des konturgebenden Elements durchgeführt wird.

DE 10 2014 014 296 A1 offenbart ein Hohlprofilbauteil aus endlosfaserverstärktem thermoplastischem Kunststoff mit einer Lasteinleitungsstelle für deren Aussteifung außenseitig auf einen Bauteil-Wandabschnitt ein Verstärkungselement aus einem kurzfaserverstärkten Kunststoff aufgespritzt ist.

EP 0 370 342 A2 beschreibt ein Leichtbauteil bei dem ein schalenförmiger Grundkörper in seinem Innenraum Verstärkungsrippen aufweist, deren Verbindung mit dem schalenförmigen Grundkörper über diskrete Verbindungsstellen über Durchbrüche im Grundkörper erfolgt, durch welche der Kunststoff hindurch und über die Flächen der Durchbrüche hinausreicht. WO 2009/077026 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils aus einem Profil und einem Spritzgusselement, wobei das Spritzgusselement an das Profil angespritzt wird, so dass das Profil in Umfangsrichtung unverlierbar umgriffen wird, und wobei am Profil zumindest ein Formschlusselement ausgebildet wird, das beim Anspritzen erfasst wird indem das zwischen den Enden des Profils liegende Formschlusselement in Umfangsrichtung und Längserstreckung begrenzt aus- oder eingeformt wird.

Der Nachteil der in WO 2009/077026 A1 aufgezeigten Lösung liegt zum einen im sehr aufwändigen und kostspieligen Verfahren und zum anderen in den verfahrensbedingt erheblich eingeschränkten gestalterischen Möglichkeiten der mechanischen Verbindungen zwischen der spritzgegossenen Kunststoffkomponente und dem Profil.

Gemäß WO 2009/077026 A1 wird zunächst in einem Kombinationswerkzeug ein Innenhochdruckumformverfahren angewandt, bevor ein Spritzgießverfahren zum Anbringen der Spritzgusselemente angewandt wird. Durch die nacheinander stattfindende Kombination dieser beiden Verfahren, erst Innenhochdruck, danach Spritzgießen, in einem gemeinsamen Werkzeug ergibt sich eine Limitierung in der minimalen Dimension der Wanddicke des Profils, was einer Gewichtsreduktion im Sinne von modernem Leichtbau entgegen steht. Zusätzlich ergeben sich Einschränkungen in der Gestaltung der Verbindungsstelle zwischen den beiden Komponenten, die schließlich zu einer deutlichen Reduzierung der Schubfestigkeit und Schubsteifigkeit der Verbindung von spritzgegossener Komponente mit dem Profil - hiernach auch Hohlprofil - führt. Da in WO 2009/077026 A1 die Verbindung auf einem Formschluss zwischen den beiden Komponenten beruht, lässt sich diese nur durch ein Umspritzen des Profils in Form eines Ringes - in WO 2009/077026 A1 als Umfangslamelle bezeichnet - ausführen. Die Breite einer solchen Umfangslamelle ist jedoch eingeschränkt und kann nur wenige Millimeter betragen, da es sonst während des Innenhochdruckumformverfahrens zu ungewollt hohen Verformungen der Hohlprofilwandung, bis hin zum Platzen der Hohlprofilwandung kommen kann. Eine Steigerung der Verbindungssteifigkeit bzw. Verbindungsfestigkeit von Hohlprofil und spritzgegossener Komponente kann gemäß WO 2009/077026 A1 deshalb nur durch eine Anordnung mehrerer solcher Umfangslamellen entlang des Profils erfolgen. Ein Mindestabstand von mehreren Millimetern Breite muss dabei zwischen zwei Umfangslamellen eingehalten werden. Dieser Abstand wird im Werkzeug durch Kerne generiert. Bei zu geringer Breite dieser Kerne besteht wiederum die Gefahr des Kernbruchs und des Platzens des Hohlprofils, da bei der Innenhochdruckumformung des Rohres die Rohrwandung sowohl radial aufgeweitet, als auch axial auf der Gravur verschoben wird und das Hohlprofil dabei möglichst großflächig abgestützt werden muss. Gemäß WO 2009/077026 A1 lässt sich daher auf einer Profilfläche X von 100% im Mittel nur ein Anteil von maximal 50% mit Kunststoff überspritzen. Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kunststoff/Hohlprofil- Verbundtechnologie zur Herstellung von Verbundbauteilen bereitzustellen, mit der sich dünnwandige Hohlprofile mit spritzgegossenen oder gepressten Kunststoffstrukturen zu steifen und mechanisch hochbelastbaren Komponenten im Spritzgieß- bzw. Pressprozess großserientechnisch miteinander verbinden lassen.

Dünnwandig im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet vorzugsweise ein Verhältnis von Durchmesser eines Hohlprofils zu dessen Wanddicke im Bereich von 5:1 bis 300:1 .

Zudem sollen erfindungsgemäß herzustellende Verbundbauteile die obengenannten Nachteile in der Fertigung oder Nachteile in den Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften, wie auch im Energieaufnahmeverhalten, nicht aufweisen und ein hohes Maß an Funktionsintegration im Sinne der System- bzw. Modulbildung bei wirtschaftlicher Fertigung ermöglichen.

Erfindung

Die Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils durch a) Bereitstellen wenigstens eines Stützelements, b) Bereitstellen wenigstens eines Hohlprofilgrundkörpers mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Wanddicke im Bereich von 5:1 bis 300:1 , c) Einbringen und Positionieren des wenigstens einen Stützelements innerhalb des wenigstens einen Hohlprofilgrundkörpers an den Positionen, an denen außerhalb des Hohlprofilgrundkörpers der Auftrag von Kunststoff erfolgen wird, sowie Fixieren desselben, d) Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers, vorzugsweise nur im Bereich des wenigstens einen im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, durch Einwirken äußerer Kräfte auf die Hohlprofilgrundkörperaußenwandung durch ein Presswerkzeug unter Verringerung des Außenmaßes des Hohlprofilgrundkörpers um einen Bereich von 0,5 bis 5% bezogen auf dessen in Pressrichtung gesehen ursprüngliches Außenmaß, e) Einlegen des wenigstens ein Stützelement enthaltenden Hohlprofilgrundkörpers in eine Kavität eines Spritzgieß- oder Presswerkzeugs, f) Schließen des Spritzgieß- oder Presswerkzeugs und lokales Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers in Schließrichtung des Spritzgießwerkzeugs oder Presswerkzeugs an der Position oder den Positionen, an denen sich die axialen Enden des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements befinden, g) äußeres Auftragen von Kunststoff in Form einer Schmelze auf den Hohlprofilgrundkörper lokal begrenzt in dem Bereich des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, und Verformung des

Hohlprofilgrundkörpers durch den Spritz- oder Pressdruck nur im Bereich des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, h) Abkühlen der auf den Hohlprofilgrundkörper in g) aufgebrachten Kunststoffschmelze (Solidifikation), und i) Entnehmen des fertigen Verbundbauteils aus dem Spritzgießwerkzeug.

Verpressen gemäß der Verfahrensschritte d), e) und f) bedeutet ein Verformen bei dem keine Umfangserweiterung sondern nur eine Formänderung herbeigeführt wird. Bei einem toleranzbedingten Übermaß des Hohlprofilgrundkörperumfangs wird ebenfalls vorzugsweise eine Formänderung herbeigeführt, jedoch erfolgt dann gegen Ende der Werkzeugschließbewegung wiederum eine geringfügige Umfangsverringerung.

Überraschenderweise erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von Verbundbauteilen bei denen ein Hohlprofilgrundkörper mit einer äußerlich aufgebrachten Kunststoffkomponente formschlüssig, schubfest und schubsteif miteinander verbunden ist, indem von einem Außenflächenabschnitt des Hohlprofilgrundkörpers von X = 100%, mehr als 50%, vorzugsweise 75 bis 100%, besonders bevorzugt 90 bis 100%, mit Kunststoff verbunden werden, vorzugsweise durch Anspritzen, Umspritzen, Überspritzen, Anpressen oder Umpressen.

Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb auch ein Verbundbauteil enthaltend wenigstens einen Hohlprofilquerschnitt aufweisenden Grundkörper - hiernach Hohlprofilgrundkörper - und wenigstens ein, mit dem Hohlprofilgrundkörper an diskreten Verbindungsstellen formschlüssig verbundenes Kunststoffelement, sowie wenigstens ein innerhalb des Hohlprofilgrundkörpers an den diskreten Verbindungsstellen des außerhalb aufgebrachten, wenigstens einen Kunststoffelements positioniertes Stützelement, und der Hohlprofilgrundkörper weist ein Durchmesser/Wanddickenverhältnis im Bereich von 5:1 bis 300:1 auf.

In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verbundbauteil erhältlich durch a) Bereitstellen wenigstens eines Stützelements, b) Bereitstellen wenigstens eines Hohlprofilgrundkörpers mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Wanddicke im Bereich von 5:1 bis 300:1 , c) Einbringen und Positionieren des wenigstens einen Stützelements innerhalb des wenigstens einen Hohlprofilgrundkörpers an den Positionen, an denen außerhalb des Hohlprofilgrundkörpers der Auftrag von Kunststoff erfolgen wird, sowie Fixieren desselben, d) Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers, vorzugsweise nur im Bereich des wenigstens einen im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, durch Einwirken äußerer Kräfte auf die Hohlprofilgrundkörperaußenwandung durch ein Presswerkzeug unter Verringerung des Außenmaßes des Hohlprofilgrundkörpers um einen Bereich von 0,5 bis 5% bezogen auf dessen in Pressrichtung gesehen ursprüngliches Außenmaß, e) Einlegen des wenigstens ein Stützelement enthaltenden Hohlprofilgrundkörpers in eine Kavität eines Spritzgieß- oder Presswerkzeugs, f) Schließen des Spritzgieß- oder Presswerkzeugs und lokales Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers in Schließrichtung des Spritzgießwerkzeugs oder Presswerkzeugs an der Position oder den Positionen, an denen sich die axialen Enden des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements befinden, g) äußeres Auftragen von Kunststoff in Form einer Schmelze auf den Hohlprofilgrundkörper lokal begrenzt in dem Bereich des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, und Verformung des Hohlprofilgrundkörpers durch den Spritz- oder Pressdruck nur im Bereich des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, h) Abkühlen der auf den Hohlprofilgrundkörper in g) aufgebrachten Kunststoffschmelze (Solidifikation), und i) Entnehmen des fertigen Verbundbauteils aus dem Spritzgießwerkzeug.

Zwar müssen erfindungsgemäß Stützelemente in einem vorgelagerten Schritt hergestellt werden, aber diese erfordern - da innerhalb des wenigstens einen Hohlprofilgrundkörpers positioniert - keinen zusätzlichen Bauraum. Der Verbleib des Stützelements bzw. der Stützelemente kann deshalb zunächst ein Zusatzgewicht für das Enderzeugnis - dem Verbundbauteil - bedeuten, jedoch am Ende des Prozesses zu einem geringeren Gewicht führen, insbesondere wenn deshalb Hohlprofilgrundkörper mit geringeren Wanddicken eingesetzt werden können, oder aber Stützelement(e) durch nachträgliches Entfernen, insbesondere durch Ausschmelzen, wieder aus dem Hohlprofilgrundkörper entfernt werden.

Erfindungsgemäß wird die im erfindungsgemäßen Verfahren entstehende Form bzw. Strukturierung der Wandung des Hohlprofilgrundkörpers und somit die Wandung der Verbindungsfläche der beiden Komponenten des Verbundbauteils über die Gestalt des wenigstens einen Stützelements definiert bzw. gesteuert. Es entsteht eine formschlüssige Verbindung/Verzahnung von Hohlprofilgrundkörper und angespritztem Kunststoff mit der Blockierung aller Freiheitsgrade, translatorisch in X-, Y- und Z-Richtung und rotatorisch um die X-, Y- und Z-Achse und somit eine schubfeste und schubsteife Verbindung wenigstens in axialer, vorzugsweise in axialer und radialer Richtung, bezogen auf den Hohlprofilgrundkörper.

Entfernt man nach dem Verfahrensschritt i) das wenigstens eine Stützelement aus dem Innern des Hohlprofilgrundkörpers in einem zusätzlichen Verfahrensschritt j), so erhält man in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verbundbauteile ohne Stützelement(e).

Zur Klarstellung sei angemerkt, dass alle aufgeführten, allgemeinen oder in Vorzugsbereichen genannten Definitionen und Parameter in beliebigen Kombinationen umfasst sind. Im Rahmen dieser Anmeldung zitierte Normen gelten in der zum Anmeldetag gültigen Fassung. Die Schubfestigkeit ist eine Stoffkonstante, die den Widerstand eines Werkstoffs gegen Abscherung beschreibt, also gegen eine Trennung durch Kräfte, die zwei einander anliegende Flächen längs zu verschieben suchen.

Die Schubfestigkeit wird bestimmt durch den Schubmodul, auch Gleitmodul genannt. Schubfest miteinander verbunden bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung eine in axialer Richtung, vorzugsweise in axialer und radialer Richtung, des Hohlprofilgrundkörpers schubsteife, formschlüssige Verbindung des Hohlprofilgrundkörpers mit wenigstens einem auf dem Hohlprofilgrundkörper aufgebrachten Kunststoffelement.

Die Schubsteifigkeit ist das Produkt aus dem Schubmodul G eines Werkstoffs und der Querschnittsfläche . Es gilt:

Schubsteifigkeit = G · A · κ ( = G · A_s)

Der querschnittsabhängige Korrekturfaktor κ berücksichtigt dabei die über den Querschnitt ungleichförmige Verteilung der Schubspannung T. Oft wird die Schubsteifigkeit auch mithilfe der Schubfläche A_s ausgedrückt. Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Steifigkeit.

Formschlüssige Verbindungen im Sinne der vorliegenden Erfindung entstehen durch das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern, die eine nichtlösbare Verbindung miteinander eingehen und sich nur durch Zerstören voneinander wieder trennen. Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Verbindungstechnik.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

In einer bevorzugten oder alternativen Ausführungsform wird während oder nach Verfahrensschritt c) wenigstens eine Sicke, vorzugsweise mehrere Sicken, von außen in die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich des wenigstens einen Stützelements eingebracht, vorzugsweise exakt an der Position des wenigstens einen Stützelements.

In einer bevorzugten oder alternativen Ausführungsform wird vor oder während des Verfahrensschritts b) zusätzlich wenigstens ein Loch, bevorzugt mehrere Löcher, von außen in die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich des wenigstens einen Stützelements eingebracht, vorzugsweise exakt an der Position des wenigstens einen Stützelements.

In einer bevorzugten oder alternativen Ausführungsform wird während oder nach Verfahrensschritt c) wenigstens ein Loch, bevorzugt mehrere Löcher, von außen in die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich des wenigstens einen Stützelements eingebracht, vorzugsweise exakt an der Position des wenigstens einen Stützelements.

In diesen drei letztgenannten Ausführungsformen ist ein Verformen der Wandung des Hohlprofilgrundkörpers über den Spritzdruck, wie in Verfahrensschritt g) beschrieben, nicht mehr notwendig, um eine formschlüssige, schubfeste und schubsteife Verbindung in wenigstens axialer Richtung des Hohlprofilgrundkörpers, vorzugsweise in axialer und radialer Richtung des Hohlprofilgrundkörpers, zwischen dem Hohlprofilgrundkörper und dem Kunststoff auf trag, vorzugsweise der Kunststoffanspritzung oder der Kunststoffanpressung, zu generieren.

In einer weiteren bevorzugten oder alternativen Ausführungsform wird nach dem Verfahrensschritt d) und vor dem Verfahrensschritt e) wenigstens ein Kunststoffschmelzevolumen in wenigstens einer für diese Zwecke vorgesehenen Kavität im Spritzgießwerkzeug oder Presswerkzeug abgelegt und im Verfahrensschritt f) durch Schließen des Spritzgieß- oder Presswerkzeugs das Kunststoffschmelzevolumen lokal verpresst und von außen gegen die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers sowie gleichzeitig gegen das im Hohlprofilgrundkörper positionierte wenigstens eine Stützelement angepresst, oder um den Hohlprofilgrundkörper herum gepresst.

In einer weiteren bevorzugten oder alternativen Ausführungsform wird nach dem Verfahrensschritt i) im Falle eines metallischen Hohlprofilgrundkörpers ein zusätzliches Innenhochdruckverfahren (IHU) zur Formänderung des Hohlprofilgrundkörpers an den Positionen angewendet, an denen sich kein Stützelement und auch kein Kunststoff auftrag befindet. Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/lnnenhochdruckumformen.

In einer weiteren bevorzugten oder alternativen Ausführungsform wird nach dem Verfahrensschritt i) im Falle eines Hohlprofilgrundkörpers aus Kunststoff ein zusätzliches Blasformverfahren zur Formänderung des Hohlprofilgrundkörpers an den Positionen angewendet, an denen sich kein Stützelement und auch kein Kunststoff auf trag befindet.

In einer weiteren bevorzugten oder alternativen Ausführungsform wird nach dem Verfahrensschritt i) der Hohlprofilgrundkörper an wenigstens einer Position durch das Einwirken zusätzlicher Biegekräfte an Positionen, an denen sich kein Stützelement und auch keine Kunststoff auf trag befindet, verformt. Vorzugsweise lässt man zusätzliche Biegekräfte einwirken, wenn die endgültige Verbundbauteilform von der eines geraden Hohlprofilgrundkörpers abweicht.

In einer weiteren bevorzugten oder alternativen Ausführungsform wird die Verbindung von Hohlprofilgrundkörper und angespritztem Kunststoff mit der Blockierung aller Freiheitsgrade, translatorisch in X-, Y- und Z-Richtung und rotatorisch um die X-, Y- und Z-Achse mittels einer Oberflächenbehandlung der äußeren Wandung des Hohlprofilgrundkörpers zusätzlich unterstützt. Diese Oberflächenbehandlung erfolgt vorzugsweise vor wenigstens einem der Verfahrensschritte b), c), d) oder e).

Bevorzugte Formen der Oberflächenbehandlung sind der Auftrag wenigstens eines Haftvermittlers, eine Plasma-Oberflächenaktivierung, eine Laserstrukturierung, eine chemische Vorbehandlung oder ein additives Auftragsverfahren.

Bevorzugte chemische Vorbehandlungsmittel sind der Einsatz von Säuren oder Basen. Bevorzugtes additives Auftragsverfahren ist das thermische Metallaufspritzverfahren. Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Thermisches_Spritzen. Verfahrensschritt a)

Im Verfahrensschritt a) wird wenigstens ein Stützelement bereitgestellt. Von höchster Bedeutung für die Herstellung des Verbunds zwischen dem dünnwandigen Hohlprofilgrundkörper und der mittels Spritzguss bzw. Pressen im Verfahrensschritt g) aufzutragenden Kunststoffkomponente ist das in Verfahrensschritt a) bereitzustellende wenigstens eine Stützelement und dessen besondere Form bzw. Gestalt. Das in Verfahrensschritt a) bereitzustellende wenigstens eine Stützelement dient in erster Linie der inneren Abstützung der dünnen Hohlprofilwand.

Ohne den Einsatz wenigstens eines Stützelements würde der erfindungsgemäß einzusetzende, dünnwandige Hohlprofilgrundkörper durch den Spritzdruck bzw. Pressdruck im Spritzgießverfahren oder Pressverfahren zusammengedrückt werden. Ein erfindungsgemäß einzusetzendes Stützelement muss in einer dem Innenquerschnitt des einzusetzenden Hohlprofilgrundkörpers angepassten Form oder Gestaltung vorliegen. Da dem Fachmann aufgrund der späteren Aufgabe des Verbundbauteils die Form und Ausgestaltung des einzusetzenden Hohlprofilgrundkörpers bekannt ist, wird dieser entsprechend geeignete Stützelemente im Verfahrensschritt a) bereitstellen.

Beim Design, dem Material und sonstigen Ausgestaltungsmerkmalen des in Verfahrensschritt a) bereitzustellenden wenigstens einen Stützelements wird der Fachmann sich an den drei Aufgaben eines Stützelements orientieren:

1 . Einzusetzende Stützelemente müssen die Hohlprofilgrundkörperwandung gegen Kollabieren des Hohlprofilquerschnitts während des Kunststoffauftrags in Verfahrensschritt g) und im Bereich des aufgetragenen Kunststoffs abstützen;

2. Einzusetzende Stützelemente stellen quasi die Negativform für den Umformbereiche der Hohlprofilgrundkörperwandung im Bereich des in Verfahrensschritt g) aufzutragenden Kunststoffs dar;

3. gegebenenfalls dienen einzusetzende Stützelemente als Stützen der Flächen der Hohlprofilgrundkörperwandung, an der oder den Position(en), an denen sich die axialen Enden des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements befinden, und dienen der Abdichtung der Kavität des aufzutragenden Kunststoffs. Je nach Material der Hohlprofilgrundkörperwandung kann allerdings auch schon die eigene Stützwirkung derselben ausreichend sein.

Das in Verfahrensschritt a) bereitzustellende wenigstens eine Stützelement dient aber auch als Gegenlager zu einer strukturierten Wandung eines Hohlprofilgrundkörpers, die durch den Spritz- oder Pressdruck der Kunststoffkomponente erzeugt wird. Das wenigstens eine Stützelement ist vorzugsweise exakt an der Stelle im Inneren des Hohlprofilgrundkörpers zu positionieren, an der der Auftrag der Kunststoffkomponente auf die äußere Wandung des Hohlprofilgrundkörpers im Verfahrensschritt g) erfolgt. Vorzugsweise erfolgt dieser Auftrag durch Anspritzung, durch Umspritzung, durch Anpressung oder durch Umpressung.

Ein erfindungsgemäß einzusetzendes Stützelement ist vorzugsweise derart gestaltet, dass es

1 . ein Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers im Verfahrensschritt d) durch äußere Krafteinwirkung durch ein Presswerkzeug, vorzugsweise in einem Winkel im Bereich von 45° bis 135°, auf die Hohlprofilgrundkörperaußenwandung unter Verringerung des Außenmaßes des Hohlprofilgrundkörpers in Richtung des Pressvorgangs um einen Bereich von 0,5 bis 5% zulässt, so dass ein widerstandsfreies und kollisionsfreies Einlegen des Hohlprofils ins Spritzgieß- oder Presswerkzeug möglich ist, und das wenigstens eine Stützelement im Hohlprofil fixiert ist;

2. ein Biegen des Hohlprofilgrundkörpers zulässt und den Hohlprofilgrundkörper dabei in der Art unterstützt, dass dieser nicht während des Biegens einknickt;

3. einen ausreichenden Gegendruck während des Schließens des Spritzgießwerkzeugs oder des Presswerkzeugs aufbaut und eine Abdichtung der Spritzgießkavität gewährleitstet; optional dabei die Flächen der Hohlprofilgrundkörperwandung, an der Position oder an den Positionen, an denen sich die axialen Enden des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements befinden, und die der Abdichtung der Kavität des aufgetragenen Kunststoffs dienen, stützt, sofern nicht die eigene Stützwirkung der Hohlprofilgrundkörperwandung ausreicht;

4. eine ausreichende Stabilität des dünnwandigen Hohlprofilgrundkörpers während des Einspritzvorgangs des thermoplastischen Kunststoffs gewährleistet und ein Zusammendrücken des Querschnitts des Hohlprofilgrundkörpers, vorzugsweise des rohrförmigen Querschnitts des Hohlprofilgrundkörpers, verhindert (Hauptfunktion);

5. eine derartige Struktur aufweist, dass lokale Deformationen des dünnwandigen Hohlprofils durch den Spritzdruck oder Pressdruck der thermoplastischen Kunststoffschmelze oder durch einen vorangestellten Pressvorgang mit soliden Stempeln erzielt werden können; 6. eine wie in 5. beschriebene Deformation in der Art generiert wird, dass letztendlich nach dem Auftrag der Kunststoffkomponente auf die äußere Wandung des Hohlprofilgrundkörpers, vorzugsweise in Form von Anspritzen, Umspritzen, Anpressen oder Umpressen, mit der Kunststoffkomponente eine steife, hochbelastbare und dauerhaft haltbare formschlüssige Verbindung zwischen Hohlprofilgrundkörper und der Kunststoffkomponente entsteht; und

7. ein möglichst geringes Gewicht im Bereich von 1 bis 1000g aufweist und kostengünstig ist, für den Fall, dass das Stützelement nach dem Verfahrensschritt i) im Hohlprofil verbleibt.

Im bevorzugten Fall, dass der Hohlprofilgrundkörper die Form eines Rohres bzw. Röhrenform aufweist, wird bevorzugt wenigstens ein zylinderförmiges Stützelement innerhalb des Hohlprofilgrundkörpers positioniert.

Im Falle, dass das erfindungsgemäße Verfahren zusammen mit einem IHU-Verfahren kombiniert wird, sind in Verfahrensschritt a) vorzugsweise Stützelemente mit einem durchgehenden Loch einzusetzen, das den Fluss eines bei einem IHU-Verfahren zum Einsatz kommenden Fluids durch das wenigstens eine Stützelement ermöglicht. Besonders bevorzugt sind im Falle eines röhrenförmigen Hohlprofilgrundkörpers zylinderförmige Stützelemente mit einer Bohrung entlang ihrer Achse, sogenannte Hohlzylinder.

Ein erfindungsgemäß einzusetzendes Stützelement kann nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden und aus verschiedenen Materialien bestehen. Vorzugsweise werden zur Herstellung erfindungsgemäß einzusetzender Stützelemente die Techniken Stanzen, Tiefziehen, Zusammenstecken, Schweißen, Löten, Nieten, Gießen, Druckgießen oder Spritzgießen angewandt.

Vorzugsweise wird zur Herstellung erfindungsgemäß einzusetzender Stützelemente wenigstens ein Material aus der Gruppe Metalle, thermoplastische Kunststoffe, duroplastische Kunststoffe und Keramik eingesetzt. Bevorzugte Metalle sind Stahl, Aluminium, Magnesium, Titan, Zinn, Wismut, Messing oder andere Legierungen.

Besonders bevorzugt wird das in Verfahrensschritt a) bereitzustellende wenigstens eine Stützelement aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt. Besonders bevorzugt wird als thermoplastischer Kunststoff ein Polyamid oder ein Polyester eingesetzt. Bevorzugt wird als Polyamid ein Polyamid 6 eingesetzt. Bevorzugt wird als Polyester ein Polyalkylenterephthalat eingesetzt, besonders bevorzugt Polybutylenterephthalat. Ganz besonders bevorzugt wird das wenigstens eine Stützelement aus einem thermoplastischen Kunststoff mit wenigstens einem Füll- oder Verstärkungsstoff hergestellt. Bevorzugt werden als Füll- oder Verstärkungsstoff Glasfasern eingesetzt. Insbesondere bevorzugt werden auf 100 Massenanteile des thermoplastischen Kunststoffs 0,1 bis 85 Massenanteile Füll- oder Verstärkungsstoff eingesetzt. Erfindungsgemäß einzusetzende Stützelemente auf Basis thermoplastischer Kunststoffe werden in einem dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgelagerten Schritt vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellt.

Insbesondere bevorzugt werden erfindungsgemäß einzusetzende Stützelemente aus einem glasfaserverstärktem Polyamid 6 mit 15 bis 60 Massenanteilen Glasfasern auf 100 Massenanteile Polyamid im Spritzgießverfahren hergestellt.

Im Falle, dass das oder die Stützelemente nach der Herstellung des Verbundbauteils aus diesem wieder entfernt werden soll, werden diese nach Beendigung des Verfahrensschritts i) in einem weiteren Verfahrensschritt j) ausgeschmolzen. Vorzugsweise werden in diesem Fall niedrigschmelzende Metalle oder Legierungen eingesetzt, die das erfindungsgemäße Verfahren überstehen, anschließend aber durch höhere Temperaturen, vorzugsweise durch Einwirken von Temperaturen im Bereich von 80 bis 220°C verflüssigt und aus dem Hohlprofilgrundkörper wieder entfernt werden können. Ein zu diesem Zweck einzusetzendes Stützelement besteht aus einem Metall oder einer Legierung, das bzw. die einen Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunkts des in Verfahrensschritt g) einzusetzenden Kunststoffs aufweist. Vorzugsweise werden Zinn- Wismut Legierungen eingesetzt. Aus DE 4124021 C2 ist eine Zinn-Wismut Legierung mit einem Schmelzpunkt von 138°C bekannt.

Erfindungsgemäß einzusetzende Stützelemente auf Basis thermoplastischer Kunststoffe werden in einem dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgelagerten Schritt durch Spritzgießen hergestellt.

In einer Ausführungsform kann das wenigstens eine Stützelement ein Kunststoff-Metall- Hybrid sein, vorzugsweise ein zylinderförmiges Metallrohr mit aufgespritzten Kunststoff rippen. Die Kunststoff-Metall-Hybridtechnologie ist dem Fachmann bekannt beispielsweise aus EP 0 370 342 A1 .

Verfahrensschritt b)

Im Verfahrensschritt b) wird wenigstens ein Hohlprofilgrundkörper mit einem Durchmesser/Wanddickenverhältnis im Bereich von 5:1 bis 300:1 bereitgestellt. Ein erfindungsgemäß einzusetzender Hohlprofilgrundkörper kann nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden, verschiedene Querschnittsformen aufweisen und aus verschiedenen Materialien bestehen. Vorzugsweise wird zu dessen Herstellung wenigstens eine der Techniken Strangpressen, Strangziehen, Extrudieren, Blasformen, Spritzgießen, nahtlos Ziehen, längs Schweißen, spiral Schweißen, Wickeln und Pultrusion eingesetzt. Das erfindungsgemäß einzusetzende dünnwandige Hohlprofil kann dabei einen kreisrunden, elliptischen, oder polygonförmigen - dreieckigen, viereckigen, fünfeckigen ... vieleckigen - Querschnitt aufweisen.

Vorzugsweise weist ein in Verfahrensschritt b) bereitzustellender Hohlprofilgrundkörper eine Wanddicke im Bereich von 0,1 und 10,0 mm auf. Ein erfindungsgemäß einzusetzender Hohlprofilgrundkörper weist vorzugsweise wenigstens zwei Öffnungen, jeweils eine an den Stirnseiten, auf.

Vorzugsweise wird zur Herstellung erfindungsgemäß einzusetzender Hohlprofilgrundkörper wenigstens ein Material aus der Gruppe Metalle, Legierungen, thermoplastische Kunststoffe und duroplastische Kunststoffe eingesetzt.

Bevorzugte Metalle sind Stahl, Aluminium, Magnesium, Titan, Zinn, Zink, Blei, Silber, Gold, Messing oder Legierungen. Bevorzugte thermoplastische Kunststoffe sind Polyamide (PA), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyvinylchlorid (PVC). Besonders bevorzugt wird als thermoplastischer Kunststoff für einen erfindungsgemäß einzusetzenden Hohlprofilgrundkörper Polyamid oder Polyester eingesetzt. Bevorzugt wird als Polyamid ein Polyamid 6 eingesetzt. Bevorzugt wird als Polyester Polybutylenterephthalat (PBT) oder Polyethylenterephthalat, insbesondere PBT, eingesetzt. Bevorzugte duroplastische Kunststoffe sind Epoxidharze, vernetzbare Polyurethane oder ungesättigte Polyesterharze.

Besonders bevorzugt wird der in Verfahrensschritt b) bereitzustellende Hohlprofilgrundkörper aus einem thermoplastischen Kunststoff mit wenigstens einem Fülloder Verstärkungsstoff hergestellt. Bevorzugt werden als Füll- oder Verstärkungsstoff Glasfasern eingesetzt. Insbesondere bevorzugt werden auf 100 Massenanteile des thermoplastischen Kunststoffs Füll- oder Verstärkungsstoffe in Mengen im Bereich von 0,1 bis 85 Massenanteilen eingesetzt.

Insbesondere bevorzugt werden im Falle Kunststoff basierter Hohlprofilgrundkörper solche aus einem glasfaserverstärkten Polyamid 6 mit 15 bis 60 Massenanteilen Glasfasern auf 100 Massenanteile Polyamid im Spritzgießverfahren hergestellt. Insbesondere bevorzugt werden im Falle Metall basierter Hohlprofilgrundkörper solche aus Aluminium oder Stahl, insbesondere aus Stahl, eingesetzt.

Erfindungsgemäß bevorzugt werden Metallrohre in Form eines Hohlzylinders als Hohlprofilgrundkörper eingesetzt. Für die Hohlprofilgrundkörperwandung einzusetzendes PA kann aus unterschiedlichen Bausteinen synthetisiert und nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden und im speziellen Anwendungsfall allein eingesetzt oder in dem Fachmann bekannter Weise zu Werkstoffen mit speziell eingestellten Eigenschaftskombinationen ausgerüstet werden. Geeignet sind auch PA-Blends mit Anteilen von anderen Polymeren, bevorzugt von Polyethylen, Polypropylen, ABS, wobei gegebenenfalls ein oder mehrere Kompatibilisatoren eingesetzt werden können. Die Eigenschaften der Polyamide können nach Bedarf durch Zusatz von Elastomeren verbessert werden.

Zur Herstellung von PA sind eine Vielzahl von Verfahrensweisen bekannt, wobei je nach gewünschtem Endprodukt unterschiedliche Monomerbausteine oder verschiedene Kettenregler zur Einstellung eines angestrebten Molekulargewichtes oder auch Monomere mit reaktiven Gruppen für später beabsichtigte Nachbehandlungen eingesetzt werden.

Bevorzugt einzusetzendes PA wird über Polykondensation in der Schmelze hergestellt, wobei im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch die hydrolytische Polymerisation von Lactamen als Polykondensation verstanden wird. Erfindungsgemäß bevorzugt für die Hohlprofilgrundkörperwandung einzusetzendes PA geht von Diaminen und Dicarbonsäuren und/oder Lactamen mit wenigstens 5 Ringgliedern oder entsprechenden Aminosäuren aus. Als Edukte kommen bevorzugt aliphatische und/oder aromatische Dicarbonsäuren, besonders bevorzugt Adipinsäure, 2,2,4-Trimethyladipinsäure, 2,4,4-Trimethyl-adipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, aliphatische und/oder aromatische Diamine, besonders bevorzugt Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, 1 ,9-Nonandiamin, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethyl-hexamethylendiamin, die Isomeren Diamino-dicyclohexylmethane, Diaminodicyclohexylpropane, Bis-aminotnethyl-cyclohexan, Phenylendiamine, Xylylendiamine, Aminocarbonsäuren, insbesondere Aminocapronsäure, oder die entsprechenden Lactame in Betracht. Copolyamide aus mehreren der genannten Monomeren sind eingeschlossen.

Besonders bevorzugt wird für die Hohlprofilgrundkörperwandung PA aus Lactamen eingesetzt, ganz besonders bevorzugt werden Caprolactame, insbesondere bevorzugt wird ε-Caprolactam eingesetzt. Auch durch aktivierte anionische Polymerisation hergestelltes PA oder durch aktivierte anionische Polymerisation hergestelltes Copolyamid mit Polycaprolactam als Hauptbestandteil kann erfindungsgemäß eingesetzt werden. Die aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen zu Polyamiden wird in technischem Maßstab so durchgeführt, dass man einerseits eine Lösung von Katalysator in Lactam, gegebenenfalls mit Schlagzähmodifikator, und andererseits eine Lösung von Aktivator in Lactam herstellt, wobei üblicherweise beide Lösungen so zusammengesetzt sind, dass ein Zusammengeben im gleichen Verhältnis die gewünschte Gesamtrezeptur ergibt. Weitere Additive können gegebenenfalls der Lactamschmelze zugegeben werden. Die Polymerisation erfolgt durch Vermischen der Einzellösungen zur Gesamtrezeptur bei Temperaturen im Bereich von 80°C bis 200°C, bevorzugt bei Temperaturen im Bereich von 100°C bis 140°C. Als Lactame kommen cyclische Lactame mit 6 bis 12 C-Atomen in Frage, bevorzugt Laurinlactam oder ε-Caprolactam, besonders bevorzugt ε-Caprolactam. Der Katalysator ist ein Alkali- oder Erdalkalilactamat, bevorzugt als Lösung in Lactam, besonders bevorzugt Natriumcaprolactamat in ε-Caprolactam. Als Aktivator im erfindungsgemäßen Sinne können N-Acyllactame oder Säurechloride oder, bevorzugt, aliphatische Isocyanate, besonders bevorzugt Oligomere des Hexamethylendiisocyanats eingesetzt werden. Als Aktivator kann sowohl die Reinsubstanz wie auch bevorzugt eine Lösung, bevorzugt in N-Methylpyrrolidon, dienen. Besonders geeignet sind für die Hohlprofilgrundkörperwandung Polyamide mit einer relativen Lösungsviskosität in m-Kresol im Bereich von 2,0 bis 4,0, bevorzugt im Bereich von 2,2 bis 3,5, ganz besonders im Bereich von 2,4 bis 3,1 . Die Messung der relativen Lösungsviskosität η_Γβι erfolgt in Anlehnung an EN ISO 307. Das Verhältnis der Auslaufzeit t des in m-Kresol gelösten Polyamids zur Auslaufzeit t (0) des Lösungsmittels m-Kresol bei 25°C ergibt die relative Lösungsviskosität gemäß der Formel η_Γβι = t/t(0).

Besonders geeignet sind für die Hohlprofilgrundkörperwandung zudem Polyamide mit einer Zahl an Aminoendgruppen im Bereich von 25 bis 90 mmol/kg, bevorzugt im Bereich von 30 bis 70 mmol/kg, ganz besonders im Bereich von 35 bis 60 mmol/kg.

Ganz besonders bevorzugt werden für die Hohlprofilgrundkörperwandung teilkristalline Polyamide oder darauf basierende Compounds als Matrixpolymer eingesetzt. Teilkristalline Polyamide besitzen gemäß DE 10 2011 084 519 A1 eine Schmelzenthalpie im Bereich von 4 bis 25 J/g, gemessen mit der DSC-Methode gemäß ISO 1 1357 beim 2. Aufheizen und Integration des Schmelzpeaks. Im Gegensatz dazu besitzen amorphe Polyamide eine Schmelzenthalpie von weniger als 4 J/g, gemessen mit der DSC-Methode gemäß ISO 1 1357 beim 2. Aufheizen und Integration des Schmelzpeaks. Erfindungsgemäß für die Hohlprofilgrundkörperwandung einzusetzendes PA ist als PA6 [CAS Nr. 25038-54-4] oder als PA66 [CAS Nr. 32131 -17-2] bei der Lanxess Deutschland GmbH, Köln, unter der Bezeichnung Durethan® erhältlich.

In einer Ausführungsform wird für die Hohlprofilgrundkörperwandung als Thermoplast wenigstens PE eingesetzt. Polyethylen [CAS Nr. 9002-88-4] ist ein teilkristalliner und unpolarer Thermoplast. Durch die Wahl der Polymerisationsbedingungen lassen sich Molmasse, Molmassenverteilung, mittlere Kettenlänge und Verzweigungsgrad einstellen. Aufgrund der unterschiedlichen Dichte unterscheidet man vier Haupttypen, wobei die Kurzbezeichnungen nicht immer einheitlich verwendet werden:

• Polyethylen hoher Dichte (high density), PE-HD oder HDPE

• Polyethylen mittlerer Dichte (medium density), PE-MD oder MDPE

• Polyethylen niedriger Dichte (low density), PE-LD oder LDPE

• lineares Polyethylen mit niedriger Dichte (linear, low density), PE-LLD oder LLDPE.

Erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt sind HDPE oder LDPE.

In einer Ausführungsform wird für die Hohlprofilgrundkörperwandung als Thermoplast wenigstens PP eingesetzt. PP [CAS Nr. 9003-07-0] ist ein teilkristalliner Thermoplast und gehört zu der Gruppe der Polyolefine. Polypropylen wird durch Polymerisation des Monomers Propen mit Hilfe von Katalysatoren gewonnen.

In einer Ausführungsform wird für die Hohlprofilgrundkörperwandung als Thermoplast wenigstens PC eingesetzt. Besonders bevorzugt werden Polycarbonate auf Basis von 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon (Bisphenol S), Dihydroxydiphenylsulfid, Tetramethylbisphenol A, 1 ,1 -Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5- trimethylcyclohexan (BPTMC) oder 1 ,1 ,1 -Tris(4-hydroxyphenyl)-ethan (THPE) eingesetzt. Insbesondere bevorzugt wird PC auf Basis von Bisphenol A eingesetzt. Erfindungsgemäß einzusetzendes PC ist beispielsweise unter der Bezeichnung Makroion® bei der Covestro AG, Leverkusen erhältlich.

In einer Ausführungsform wird für die Hohlprofilgrundkörperwandung als Thermoplast wenigstens PBT [CAS Nr. 24968-12-5] eingesetzt. PBT entsteht durch Polykondensation des Zwischenprodukts Bis(4-hydroxybutyl)terephthalsäureester. Letzterer kann durch Veresterung von 1 ,4-Butandiol und Terephthalsäure oder durch katalytische

Umesterung von Dimethylterephthalat mit 1 ,4-Butandiol in Gegenwart von Umesterungskatalysatoren wie z. B. Tetraisopropyltitanat hergestellt werden. Besonders bevorzugt einzusetzendes PBT enthält mindestens 80 Mol-%, vorzugsweise mindestens 90 Mol-%, bezogen auf die Dicarbonsäure, Terephthalsäurereste und mindestens 80 Mol-%, vorzugsweise mindestens 90 Mol-%, bezogen auf die Diolkomponente, Butandiol-1 ,4-glykol Reste. Erfindungsgemäß einzusetzendes PBT ist beispielweise unter der Bezeichnung Pocan® bei der Lanxess Deutschland GmbH, Köln, erhältlich.

In einer Ausführungsform wird für die Hohlprofilgrundkörperwandung als Thermoplast wenigstens PET eingesetzt. PET [CAS Nr. 25038-59-9] ist ein durch Polykondensation hergestelltes thermoplastisches Polymer aus der Familie der Polyester auf Basis der Monomere Ethylenglycol und Terephthalsäure. Besonders bevorzugt einzusetzendes PET enthält mindestens 80 Mol-%, vorzugsweise mindestens 90 Mol-%, bezogen auf die Dicarbonsäure, Terephthalsäurereste und mindestens 80 Mol-%, vorzugsweise mindestens 90 Mol-%, bezogen auf die Diolkomponente, Ethylenglykolreste.

In einer Ausführungsform wird für die Hohlprofilgrundkörperwandung als Thermoplast PVC, [CAS Nr. 9002-86-2] eingesetzt. Als amorpher, thermoplastischer Kunststoff ist PVC hart und spröde und wird erst durch Zugabe von Weichmachern und Stabilisatoren weich, formbar und für technische Anwendungen geeignet. Bekannt ist PVC durch seine Verwendung in Fußbodenbelägen, zu Fensterprofilen, Rohren, für Kabelisolierungen und -ummantelungen sowie für Schallplatten. Erfindungsgemäß bevorzugt wird Hart-PVC (PVC-U) eingesetzt, wie es üblicherweise für Rohre und Profile verwendet wird. Hart-PVC Rohre als Hohlprofilgrundkörper sind beispielsweise bei der ThyssenKrupp Plastics Germany, Köln, erhältlich.

Verfahrensschritt c)

Im Verfahrensschritt c) erfolgt das Einbringen und das exakte Positionieren des wenigstens einen Stützelements innerhalb des wenigstens einen Hohlprofilgrundkörpers an den Positionen, an denen im Verfahrensschritt g) der Auftrag von Kunststoff erfolgen wird. Insbesondere erfolgt Verfahrensschritt c) mit der Maßgabe, dass der Umfang des Hohlprofilgrundkörpers keine Aufweitung erfährt. Zu diesem Zweck werden vorzugsweise Stützelemente eingesetzt, deren Außenmaß oder Außenquerschnittsform kongruent dem Innenmaß oder der Innenquerschnittsform des Hohlprofilgrundkörpers entspricht.

Kongruent bedeutet in Verfahrensschritt c), dass die Form und die Abmessungen der nach außen gerichteten Flächen eines Stützelements der Form und den Abmessungen den nach innen gerichteten Flächen eines erfindungsgemäß einzusetzenden Hohlprofilgrundkörpers so weit wie möglich entsprechen. Dadurch haben die Innenfläche eines erfindungsgemäß einzusetzenden Hohlprofilgrundkörpers und die Außenfläche eines erfindungsgemäß einzusetzenden Stützelements vorzugsweise entlang ihrer gemeinsamen Kontaktfläche(n) etwa gleiche Abstände zueinander. Vorzugsweise sind Stützelemente, die auch in ihren Außenkonturen möglichst allseitig der Innenform eines erfindungsgemäß einzusetzenden Hohlprofilgrundkörpers entsprechen und dabei einen etwa kongruenten Aufbau zur Innenwandung des Hohlprofilgrundkörpers aufweisen.

Vorzugsweise betrifft die Kongruenz das Innenmaß oder die Innenquerschnittsform des in b) bereitgestellten wenigstens einen Hohlprofilgrundkörpers.

Etwa gleiche Abstände bedeuten herstellungstoleranzbedingte Abweichungen in der Kongruenz im Bereich von -1 ,5 bis +3% zwischen dem Außenmaß oder der Außenquerschnittsform eines Stützelements und dem Innenmaß oder der Innenquerschnittsform eines erfindungsgemäß einzusetzenden Hohlprofilgrundkörpers.

Dabei sind verschiedene Vorgehensweisen zur Einbringung des wenigstens einen Stützelements denkbar. Vorzugsweise werden alle Stützelemente gemeinsam oder aber einzeln nacheinander in den Hohlprofilgrundkörper, vorzugsweise ins Metallrohr, eingeschoben oder eingepresst._Nach dem Einführen und Positionieren des wenigstens einen Stützelements im Hohlprofilgrundkörper wird dieses bzw. werden diese in den zuvor vom Fachmann anhand künftiger Lastfälle zu bestimmenden Positionen im Inneren des Hohlprofilgrundkörpers durch eine Umformung des Hohlprofilgrundkörpers in eine schmalere Form im Verfahrensschritt c) fixiert, wozu der Fachmann ein Pressverfahren einsetzt.

In einer Ausführungsform wird durch eine zusätzliche lokale Umformung, vorzugsweise durch eine oder mehrere Sicken, die Fixierung des wenigstens einen Stützelements und damit die Fixierung der späteren Kunststoff/Hohlprofil-Verbindung vorgenommen.

Verfahrensschritt d)

Im Verfahrensschritt d) erfolgt das Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers durch Einwirken äußerer Kräfte auf die Hohlprofilgrundkörperaußenwandung durch ein Presswerkzeug unter Verringerung des Außenmaßes des Hohlprofilgrundkörpers um einen Bereich von 0,5 bis 5% bezogen auf dessen in Pressrichtung gesehen ursprüngliches Außenmaß, Der Außenumfang des Hohlprofilgrundkörpers bleibt bei diesem Vorgang der gleiche, jedoch wird dessen Außenmaß in Richtung des Pressvorganges durch die Verformung um den angegebenen Bereich von 0,5 bis 5% verkleinert. Vorzugsweise erfolgt das Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich des wenigstens einen im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements bzw. im Bereich der im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelemente.

Vorzugsweise erfolgt das Verpressen durch Einwirken eines Presswerkzeugs auf die Außenwandung des Hohlprofilgrundkörpers in einem Winkel im Bereich von 45° bis 135° bezogen auf die Einlegerichtung des Hohlprofilgrundkörpers in ein Spritzgießwerkzeug oder Presswerkzeug.

Besonders bevorzugt wirkt das Presswerkzeug in einem Winkel im Bereich von 70° bis 1 10°, insbesondere in einem Winkel von 90°, auf die Außenwandung des Hohlprofilgrundkörpers ein. Das Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers erfolgt in dem Maße, dass ein widerstandsfreies und kollisionsfreies Einlegen des Hohlprofilgrundkörpers ins Spritzgießwerkzeug oder Presswerkzeug möglich ist. Durch das Verpressen werden im Bereich des in Verfahrensschritt g) erfolgenden Kunststoffauftrags innerhalb des Hohlprofilgrundkörpers positionierte Stützelemente fixiert. Für die zum Verpressen anzuwendende Krafteinwirkung mittels eines Presswerkzeugs sind Drücke anzuwenden, die die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers deformieren, jedoch die innerhalb desselben positionierten Stützelemente nicht beschädigen oder zerstören. Entscheidend sind deshalb die Auswahl eines geeigneten Materials für die Hohlprofilgrundkörperwandung sowie eine Hohlprofilgrundkörperform, die genügend Dehnung zulässt, bevor das wenigstens eine Stützelement bricht, aber dennoch den Hohlprofilgrundkörper von innen ausreichend unterstützt.

Verfahrensschritt e)

Im Verfahrensschritt e) wird der in Verfahrensschritt c) verpresste Hohlprofilgrundkörper in eine Kavität eines Spritzgieß- oder Presswerkzeugs eingelegt. Neben dem gemäß Verfahrensschritt d) geringfügig verpressten Hohlprofilgrundkörper ist deshalb ebenso die Gestaltung des Spritzgieß- oder Presswerkzeugs wichtig, damit das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere das Einlegen und das Abdichten der Spritzgieß- oder Presskavität, problemlos funktioniert. Das Einlegen des Hohlprofilgrundkörpers in die Kavität erfolgt dabei im Gegensatz zum Stand der Technik ohne dass eine Aufweitung desselben erfolgt. Das Abdichten der Fuge zwischen dem Hohlprofilgrundkörper und der Kavität des Formwerkzeugs, die sich an den mit Kunststoff auf trag versehenen Hohlprofilgrundkörperabschnitt anschließt, erfolgt allein durch Formänderung des Umfangs des Hohlprofilgrundkörpers, wobei der Umfang selber gleich bleibt.

Im Falle des Einsatzes von Hohlprofilgrundkörpern mit rundem Umfang erfolgt eine Formänderung vorzugsweise zu einer Ellipse. Im Falle des Einsatzes von Hohlprofilgrundkörpern mit elliptischem Umfang erfolgt die Formänderung vorzugsweise zu einem runden Umfang.

Vorzugsweise liegt das Verhältnis des Umfangs des Hohlprofilgrundkörpers zum inneren Umfang der Werkzeugkavität des Formwerkzeugs im Bereich von 1 : 1 bis 1 ,1 : 1 . Es ist für den Fachmann außerordentlich überraschend, dass selbst bei einem toleranzbedingten Übermaß des Umfangs des Hohlprofilgrundkörpers gegenüber dem inneren Umfang der Werkzeugkavität der Spalt bzw. die Fuge zuverlässig verschlossen und damit für den Spritzgießvorgang abdichtet wird, und durch toleranzbedingtes Übermaß, bedingtes überschüssiges Material in die Trennebenen des Spritzgießwerkzeuges nicht hineingepresst wird. Diese Eigenschaft des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Formänderung des Hohlprofilgrundkörpers mit dem Schließen des Formwerkzeugs, und damit gleichzeitig das Abdichten der Werkzeugkavität gegenüber der Hohlprofilgrundkörperaußenfläche erlaubt das direkt anschließende und örtlich begrenzte Auftragen von Kunststoff auf dem Hohlprofil, hier dargestellt als Verfahrensschritt g) und damit gegenüber dem Stand der Technik ohne zusätzlichen notwendigen Verfahrensschritt, daraus resultierend deutlich verkürzte Zykluszeiten.

Vorzugsweise weisen das erfindungsgemäß einzusetzende Spritzgieß- oder Presswerkzeug und auch der erfindungsgemäß einzusetzende Hohlprofilgrundkörper folgende Merkmale auf, damit sich Letzterer mit all seinen Maß- und Formtoleranzen ohne Zwang in das jeweilige Werkzeug einlegen lässt:

A. Das Spritzgieß- oder Presswerkzeug muss so beschaffen sein, das es die Spritzgieß-oder Presskavitäten zu den Bereichen des Hohlprofilgrundkörpers, in denen kein Auftrag von Kunststoff erfolgen wird, beim Schließen des Werkzeugs abdichtet. Dazu sind im Spritzgieß- oder Presswerkzeug an den axialen Enden der Spritzgieß- bzw. Presskavitäten Kontaktflächen im Werkzeug notwendig, die den Hohlprofilgrundkörper während des Schließens des Werkzeugs in seine ursprüngliche, vor Verfahrensschritt d) vorhandene, Form gegen das in Verfahrensschritt c) eingebrachte Stützelement verpressen.

B. In einer Ausführungsform sind die Kontaktflächen der wenigstens zwei Werkzeughälften zum Hohlprofilgrundkörper im Spritzgieß- oder Presswerkzeug so ausgeführt, dass der Hohlprofilgrundkörper über die in A. beschriebene Verpressung hinaus in seine ursprüngliche vor Verfahrensschritt d) vorhandene Form um einen Bereich von 0,01 bis 1 % zusätzlich verpresst wird.

C. Die in A. und B. genannten Kontaktflächen der wenigstens zwei Werkzeughälften im Spritzgieß- oder Presswerkzeug umfassen den Hohlprofilgrundkörper bei geschlossenem Werkzeug in seinem gesamten Umfang und weisen vorzugsweise eine Breite, d. h. eine Ausdehnung in axialer Richtung des Hohlprofilgrundkörpers gesehen, im Bereich von 1 ,0 bis 10,0 mm auf.

D. In einer Ausführungsform sind die Kontaktflächen der wenigstens zwei Werkzeughälften zum Hohlprofilgrundkörper im Spritzgieß- oder Presswerkzeug so ausgeführt, dass diese Bereiche im Werkzeug durch gehärtete Einsätze dargestellt werden.

E. Das Werkzeug muss zwischen seinen Kontaktflächen außerhalb der Spritz- oder Presskavitäten einen Freiraum um den Hohlprofilgrundkörper herum bieten. Vorzugsweise beträgt bzw. liegt dieser Freiraum im Bereich von 1 ,0 bis 10,0 mm.

Die in D. zum Einsatz kommenden gehärteten Einsätze weisen vorzugsweise eine Härte nach Rockwell im Bereich von 50 bis 62 HRC auf. Damit liegt die Härte im Bereich üblicher Biege- und Stanzwerkzeuge. Siehe: https://de.wiki pedia.org/wiki/Rockwell_(Einheit). Verfahrensschritt f)

Im Verfahrensschritt f) erfolgt das Schließen des Spritzgieß- oder Presswerkzeugs und das Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers in Schließrichtung an den unter Verfahrensschritt e) beschriebenen Kontaktflächen seitlich der Spritzgieß- bzw. Presskavität/en und somit das Abdichten der Spritzgieß- bzw. Presskavität/en. Während des Schließens des Spritzgieß- bzw. Presswerkzeugs erfolgt an der oder den Position(en), an denen sich die axialen Enden wenigstens eines Stützelements befinden, ein leichtes Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers gegen das wenigstens eine Stützelement und die in Verfahrensschritt d) geringfügig verpresste Form des Hohlprofilgrundkörpers wird wieder in ihre ursprüngliche, vor Verfahrensschritt d) vorhandene, Form zurückgeführt.

Mittels der unter Verfahrensschritt e) beschriebenen Kontaktflächen im Werkzeug wird im Verfahrensschritt f) der Hohlprofilgrundkörper eindeutig in der Kavität des Spritzgieß- bzw. Presswerkzeugs gehalten und die für das Spritzgießen bzw. für das Pressen vorgesehenen Kavitäten am Hohlprofil werden abgedichtet. Wenn das Werkzeug schließt wird eine Presskraft benötigt, um den Hohlprofilgrundkörper wieder in seine ursprüngliche Form zurück zu pressen sowie eine Schließkraft für den Spritzgießprozess, um die Kavität abzudichten. Die Höhe der Presskraft richtet sich nach der Form des in Verfahrensschritt b) bereitgestellten wenigstens einen Hohlprofilgrundkörpers und nach der Form des in Verfahrensschritt a) bereitgestellten wenigstens einen Stützelements. Ferner sind Gestalt, Dimensionen und Materialbeschaffenheit von Hohlprofilgrundkörper und Stützelement(e) für die Vorauskalkulation der anzuwendenden Presskraft entscheidend, die der Fachmann bei der Auslegung des erfindungsgemäßen Prozesses berücksichtigen muss.

Die Höhe der Schließkraft des Werkzeugs richtet sich nach der projezierten Fläche der durch Kunststoffauftrag beabsichtigten Kunststoffumspritzungen bzw. Kunststoffpressungen und den Einspritzdrücken die benötigt werden, um die entsprechenden Kunststoffe im Verfahrensschritt g) einzuspritzen bzw. zu verpressen. In einer Ausführungsform liegt die anzuwendende Presskraft unterhalb der Schließkraft des Spritzgießverfahrens.

Verfahrensschritt g)

Im Verfahrensschritt g) erfolgt der lokale Auftrag von Kunststoff in Form einer Schmelze auf die Außenwandung des Hohlprofilgrundkörpers nur im Bereich des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements und Verformung des Hohlprofilgrundkörpers durch den Spritz- oder Pressdruck nur im Bereich des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements. Die Verformung ist eine unmittelbare Folge des angewandten Spritz- oder Pressdrucks. Wie stark die Verformung ausgeprägt ist, hängt von der Höhe des Drucks und der Wanddicke sowie vom Wandmaterial des Hohlprofils ab, als auch von der Gestalt des wenigstens einen innerhalb des Hohlprofilgrundkörpers positionierten Stützelements. (Größe der Wandfläche, die nicht vom Stützelement unterstützt ist). Bei mehreren gleichartigen Stützelementen und vorausgesetzt der Druck ist entlang des Hohlprofilgrundkörpers ausreichend hoch und nahezu gleich, kann sich entlang des Hohlprofilgrundkörpers immer die gleich Umformung einstellen. Die Formbegrenzung der Umformung wird durch das Stützelement definiert.

Die in Verfahrensschritt g) anzuwendenden Drücke, Temperaturen und Volumina sind abhängig von den eingesetzten Kunststoffmaterialien und der Geometrie der mit Kunststoff aufzufüllenden Kavität(en), die der Fachmann bei der Auslegung des erfindungsgemäßen Prozesses im Voraus berücksichtigen muss.

Durch das Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers mittels der in Verfahrensschritt e) beschriebenen Werkzeugkontaktflächen während des Schließens des Spritzgieß- bzw. Presswerkzeugs wird eine Abdichtung gegen Austreten der in g) aufzutragenden Kunststoffschmelze zwischen der Kunststoffüberspritzung und den nicht überspritzten Bereichen des Hohlprofils in der Werkzeugkavität erzielt. In einer Ausführungsform sind die Werkzeugkontaktflächen so ausgeführt, dass diese Bereiche im Werkzeug durch gehärtete Einsätze dargestellt werden.

Die in Verfahrensschritt e) unter Punkt D. beschriebene Ausführung gehärteter Werkzeugeinsätze dient im Verfahrensschritt g) der Reduzierung des Verschleißes der Werkzeugkontaktflächen, da dies die einzigen Kontaktstellen zwischen Spritzgieß- bzw. Presswerkzeug und Hohlprofilgrundkörper sind und die gehärteten Werkzeugeinsätze eine deutlich höhere Härte besitzen, als der Werkstoff des Hohlprofilgrundkörpers.

Während des lokalen Auftrags von Kunststoff auf den Hohlprofilgrundkörper im Verfahrensschritt g) baut das wenigstens eine Stützelement innerhalb des Hohlprofilgrundkörpers einen ausreichenden Gegendruck zu dem durch die Werkzeugkontaktflächen erzeugten Druck auf die äußere Wandung des Hohlprofilgrundkörpers auf und dichtet damit die Werkzeugkontaktflächen bzw. die Kavität gegen eventuell austretende Kunststoff masse ab. Der Auftrag von Kunststoff auf den wenigstens einen Hohlprofilgrundkörper erfolgt in Verfahrensschritt g) vorzugsweise durch Spritzgießen oder Fließpressen.

Spritzgießen

Nach DIN 8580 werden die Fertigungsverfahren in 6 Hauptgruppen unterteilt. Das Spritzgießen ist der Hauptgruppe 2, dem Urformen zugeordnet. Es eignet sich insbesondere für Massenartikel, da der Rohstoff in meist einem Arbeitsgang in ein Fertigteil umgewandelt wird. Die Nacharbeit ist gering bzw. kann ganz entfallen und selbst komplizierte Formen und Konturen können in einem Arbeitsgang gefertigt werden. Das Spritzgießen als Fertigungsverfahren in der Kunststoffverarbeitung ist dem Fachmann prinzipiell bekannt; siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Spritzgie%C3%9Fen. Beim Spritzgießen wird mit einer Spritzgießmaschine der zu verarbeitende Kunststoff verflüssigt (plastifiziert) und in eine Form, dem Spritzgießwerkzeug, unter Druck eingespritzt. Im Werkzeug geht der Werkstoff durch Abkühlung oder durch eine Vernetzungsreaktion wieder in den festen Zustand über und wird nach dem Öffnen des Werkzeugs als Fertigteil entnommen. Der Hohlraum, die Kavität, des Werkzeugs bestimmt dabei die Form und die Oberflächenstruktur des erstarrten Kunststoff auftrags im Verbundbauteil. Es sind heute durch Spritzgießen Erzeugnisse im Gewichtsbereich von wenigen zehntel Gramm bis zu einer Größenordnung von 150 kg herstellbar.

Das Spritzgießen, insbesondere erweiterte spezielle Verfahren, erlaubt eine nahezu freie Wahl von Form und Oberflächenstruktur wie z. B. glatte Oberflächen, Narbungen für berührungsfreundliche Bereiche, Muster, Gravuren und Farbeffekte. Zusammen mit der Wirtschaftlichkeit macht dies das Spritzgießen zum weitverbreitetsten Verfahren zur Massenherstellung von Kunststoffteilen in praktisch allen Bereichen.

Eine Spritzgießapparatur umfasst wenigstens folgende Bauteile: 1 . Schnecke 2. Einfülltrichter 3. Granulat 4. Plastifizierzylinder 5. Heizelemente 6. Werkzeug.

Innerhalb einer Spritzgießapparatur erfolgen die Schritte 1 . Plastifizieren und Dosieren, 2. Einspritzen, 3. Nachdrücken und Abkühlen, und 4. Entformen.

1. Plastifizieren und Dosieren

Der thermoplastische Kunststoff rieselt in Form eines Granulats in die Gänge einer rotierenden Schnecke ein. Das Granulat wird in Richtung Schneckenspitze gefördert und durch die Wärme des Zylinders und die Friktionswärme, die beim Zerteilen und Scheren des Materials entsteht, erwärmt und aufgeschmolzen. Die Schmelze sammelt sich vor der Schneckenspitze, da die Austrittsdüse zunächst geschlossen ist. Da die Schnecke axial beweglich ist, weicht sie durch den Druck zurück, auch schraubt sich ähnlich einem Korkenzieher aus der Masse heraus.

Die Rückwärtsbewegung wird durch einen Hydraulikzylinder oder elektrisch gebremst, so dass sich in der Schmelze ein Staudruck aufbaut. Dieser Staudruck in Verbindung mit der Schneckenrotation verdichtet und homogenisiert den als Spritzgießmaterial zu verspritzenden Kunststoff. Die Schneckenposition wird gemessen und sobald sich eine für das

Werkstückvolumen ausreichende Spritzgießmaterialmenge angesammelt hat, ist der Dosiervorgang beendet und die Schneckenrotation wird eingestellt. Ebenso wird die Schnecke aktiv oder passiv entlastet, so dass die Schmelze dekomprimiert wird. 2. Einspritzen

In der Einspritzphase wird die Spritzeinheit an die Schließeinheit gefahren, mit der Austrittsdüse angedrückt und die Schnecke rückseitig unter Druck gesetzt. Dabei wird die Schmelze unter hohem Druck, vorzugsweise bei einem Druck im Bereich von 500 bis 2000bar, durch die geöffnete Austrittsdüse und den Anguss bzw. das Angusssystem des Spritzgießwerkzeugs in den formgebenden Hohlraum gedrückt.

Eine Rückstromsperre verhindert dabei ein Zurückströmen der Schmelze in Richtung Einfülltrichter. Während des Einspritzens wird versucht, ein möglichst laminares Fließverhalten der Schmelze zu erreichen. Das heißt, die Schmelze wird im Werkzeug dort, wo sie die gekühlte Werkzeugwand berührt, sofort abgekühlt und bleibt erstarrt „kleben". Die nachrückende Schmelze wird durch den dadurch verjüngten Schmelzkanal mit noch höherer Geschwindigkeit und noch mehr Scherdeformation gedrückt und vorne an der Schmelzfront zum Rand hin dehndeformiert. Es überlagert sich Wärmeabfuhr über die Werkzeugwand und Wärmezufuhr durch Schererwärmung. Die hohe Einspritzgeschwindigkeit erzeugt in der Schmelze eine Schergeschwindigkeit, welche die Schmelze leichter fließen lässt. Ein schnelles Einspritzen ist nicht anzustreben, denn durch die hohe Schergeschwindigkeit wird auch ein Molekülabbau innerhalb des Kunststoffs verstärkt. Auch die Oberfläche des Erzeugnisses, dessen Aussehen und schließlich der Orientierungszustand der Kunststoffmoleküle werden durch die Einspritzphase beeinflusst. Nachdrücken und Abkühlen

Da das Werkzeug kälter ist als die Kunststoffmasse, vorzugsweise weist das Werkzeug eine Temperatur im Bereich von 20 bis 120 °C auf und die Kunststoff masse weist vorzugsweise eine Temperatur im Bereich von 200 bis 300 °C, kühlt die Schmelze in der Form ab und erstarrt bei Erreichen des Erstarrungspunkts des jeweils eingesetzten Kunststoffs, vorzugsweise des Thermoplasten bzw. des Thermoplast basierten Compounds. Das Abkühlen geht einher mit einer Volumenschwindung, die sich nachteilig auf Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität des zu fertigenden Erzeugnisses, in der vorliegenden Erfindung des im Verfahrensschritt g) zu fertigenden formschlüssig verbundenen Kunststoffelements, auswirkt. Um diese Schwindung teilweise zu kompensieren, wird auch nach Füllung der Form ein reduzierter Druck aufrechterhalten, damit Kunststoff material nachfließen und die Schwindung ausgleichen kann. Dieses Nachdrücken kann solange erfolgen, bis der Anguss erstarrt ist.

Nach Beendigung des Nachdrückens kann die Austrittsdüse geschlossen werden und in der Spritzeinheit bereits der Plastifizier- und Dosiervorgang für das nächste Formteil beginnen. Das Kunststoffmaterial in der Form kühlt in der Restkühlzeit weiter ab, bis auch die Seele, der flüssige Kern des Werkstücks, erstarrt ist und eine zum Entformen hinreichende Steifigkeit erreicht ist. Dieser Vorgang wird auch als Solidifikation bezeichnet und erfolgt erfindungsgemäß in Verfahrensschritt h).

Die Spritzeinheit kann dann von der Schließeinheit wegbewegt werden, da kein Kunststoff mehr aus dem Anguss austreten kann. Dies dient dazu, einen Wärmeübergang von der wärmeren Austrittsdüse auf den kälteren Anguss zu verhindern.

4. Entformen

Zum Entformen im erfindungsgemäßen Verfahrensschritt i) öffnet sich die Auswerferseite der Schließeinheit und das Werkstück wird durch in die Kavität hineindringende Stifte ausgeworfen und fällt entweder herunter (Schüttgut) oder wird durch Handlinggeräte aus dem Werkzeug entnommen und geordnet abgelegt oder gleich einer Weiterverarbeitung zugeführt.

Der Anguss muss entweder durch separate Bearbeitung entfernt werden oder wird beim Entformen automatisch abgetrennt. Auch angussloses Spritzgießen ist mit

Heißkanalsystemen, bei denen das Angusssystem ständig über der Erstarrungstemperatur des eingesetzten Kunststoffs, vorzugsweise Thermoplasten, Duroplasten oder Compounds, bleibt und das enthaltene Material somit für den nächsten Schuss verwendet werden kann, möglich. Fließpressen

Das Fließpressen gehört nach DIN 8583 zum Druckumformen, und somit ebenfalls zur Familie der Umformverfahren. Beim Fließpressen handelt es sich um eine Massivumformung, die durch einen einstufigen oder mehrstufigen Fertigungsvorgang sowohl Hohl- als auch Vollkörper erstellt. Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Flie%C3%9Fpressen.

Prinzipiell wird bei diesem Verfahren der Werkstoff unter Einwirkung eines hohen Druckes zum Fließen gebracht. Dabei drückt ein Stempel das Rohteil durch eine formgebende, im Querschnitt verminderte, Werkzeugöffnung - eine Matrize.

Das Umformen erfolgt je nach Werkstoff und Bauteilform bei halbwarmer oder warmer Raumtemperatur. Es wird dann jeweils von Kaltfließpressen (Kaltumformung), Halbwarmfließpressen oder Warmfließpressen (Warmumformung) gesprochen. Besonders bei der Kaltumformung wird eine hohe Maßgenauigkeit sowie Oberflächengüte des zu erzeugenden Bauteils erreicht. Im Falle thermoplastischer Kunststoffe spricht man von Warmfließpressen, im Falle des Einsatzes von Duroplasten spricht man von Kaltfließpressen oder von Halbwarmfließpressen.

Werden große Umformungen benötigt oder erlaubt der Werkstoff generell nur eine sehr geringe Formänderung, wird das Rohteil vor der Umformung erwärmt. Hier ist die Maßgenauigkeit geringer und die Oberflächen werden wegen der Zunderbildung rau (Nachbearbeitung erforderlich).

Fließpressverfahren mit starren Werkzeugen unterteilt man, je nach Fließrichtung, in

• Vorwärtsfließpressen: Fließpressen mit Werkstofffluss in Wirkrichtung der Maschine;

• Rückwärtsfließpressen: Fließpressen mit Werkstofffluss entgegen der Wirkrichtung der Maschine. Das Material fließt also nicht durch die Matrize hindurch, sondern durch den Spalt zwischen Stempel und (geschlossener) Matrize - entgegengesetzt zur Stempelbewegung (rückwärts am Stempel entlang); · Querfließpressen: Fließpressen mit Werkstofffluss quer zur Wirkrichtung der

Maschine;

Eine Kombination dieser drei Fließpressverfahren ist möglich.

Weiterhin unterscheidet man, ob bei dem Verfahren volle, hohle oder napfförmige Teile hergestellt werden. Die Bezeichnung würde sich dann folgendermaßen ändern: Voll- Vorwärts-Fließpressen, Hohl-Vorwärts-Fließpressen oder Napf-Vorwärts-Fließpressen.

Daneben gibt es auch Fließpressverfahren mit Wirkmedien (z. B. IHU = Innen-Hoch- Druck-Umformen). Hierzu gehört das hydrostatische Fließpressen. Es ist ein Vorwärtsfließpressen, bei dem der Stempel nicht direkt auf das Werkstück drückt, sondern eine Flüssigkeit die das Werkstück umschließt. Der benötigte Druck, vorzugsweise im Bereich von 15000 bis 20000 bar, wird mittels einer Pumpe oder Presse erreicht.

Kunststoffe

Im erfindungsgemäßen Spritzgieß- oder Fließpressverfahren des Kunststoff auftrags im Verfahrensschritt g) einzusetzende Kunststoffe sind vorzugsweise Thermoplasten oder Duroplasten, besonders bevorzugt Thermoplasten.

Bevorzugte thermoplastische Kunststoffe sind Polyamide (PA), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyvinylchlorid (PVC). Besonders bevorzugt wird als thermoplastischer Kunststoff für einen erfindungsgemäß einzusetzenden Hohlprofilgrundkörper Polyamid oder Polyester eingesetzt. Bevorzugt wird als Polyamid ein Polyamid 6 eingesetzt. Bevorzugt wird als Polyester Polybutylenterephthalat (PBT) oder Polyethylenterephthalat, insbesondere PBT, eingesetzt. Bevorzugte duroplastische Kunststoffe sind Epoxidharze, vernetzbare Polyurethane oder ungesättigte Polyesterharze.

Vorzugsweise wird der Thermoplast oder Duroplast in Form eines Compounds eingesetzt. Compoundierung ist ein Begriff aus der Kunststofftechnik, welcher die Aufbereitung von Kunststoffen durch Beimischung von Zuschlagstoffen, vorzugsweise Füllstoffe, Additive usw., zur Erzielung erwünschter Eigenschaftsprofile beschreibt. Die Compoundierung erfolgt vorzugsweise in Extrudern, besonders bevorzugt in gleichläufigen Doppelschneckenextrudern, gegenläufigen Doppelschneckenextrudern, sowie durch Planetwalzenextruder und Ko-Kneter und umfasst die Verfahrensoperationen Fördern, Aufschmelzen, Dispergieren, Mischen, Entgasen und Druckaufbau; siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Compoundierung. Mit Compound bezeichnet man deshalb einen mit Füllstoffen oder Additiven versetzten Thermoplasten oder Duroplasten.

Besonders bevorzugt wird der in Verfahrensschritt g) bereitzustellende Kunststoff auf trag aus einem thermoplastischen Kunststoff mit wenigstens einem Füll- oder Verstärkungsstoff hergestellt. Bevorzugt werden als Füll- oder Verstärkungsstoff Glasfasern eingesetzt. Insbesondere bevorzugt werden auf 100 Massenanteile des thermoplastischen Kunststoffs Füll- oder Verstärkungsstoffe in Mengen im Bereich von 0,1 bis 85 Massenanteilen eingesetzt. Ganz besonders bevorzugt werden als Füll- oder Verstärkungsstoff Glasfasern eingesetzt. Insbesondere bevorzugt werden auf 100 Massenanteile des thermoplastischen Kunststoffs Füll- oder Verstärkungsstoffe in Mengen im Bereich von 15 bis 60 Massenanteilen eingesetzt.

Insbesondere bevorzugt wird ein Kunststoff auf trag aus einem glasfaserverstärkten Polyamid 6 mit 15 bis 60 Massenanteilen Glasfasern auf 100 Massenanteile Polyamid im Spritzgießverfahren eingesetzt. Alternativ kann die in Verfahrensschritt g) aufzutragende Schmelze eines Kunststoffs auch aus einem duroplastischen Kunststoff hergestellt werden. Bevorzugt werden in diesem Fall Epoxidharze, vernetzbare Polyurethane und ungesättigte Polyesterharze eingesetzt.

Besonders bevorzugt erfolgt der Auftrag eines Kunststoffs im Verfahrensschritt g) mit einem duroplastischen Kunststoff mit wenigstens einem Füll- oder Verstärkungsstoff. Bevorzugt werden in diesem Fall als Füll- oder Verstärkungsstoff Glasfasern oder Kohlefasern eingesetzt. Insbesondere bevorzugt werden auf 100 Massenanteile des duroplastischen Kunststoffs 10 bis 50 Massenanteile Glasfasern oder Kohlefasern als Füll- oder Verstärkungsstoff eingesetzt.

Je nach räumlicher Ausgestaltung des wenigstens einen, innerhalb des wenigstens einen Hohlprofilgrundkörpers positionierten Stützelements, je nach Dimension der Wandstärke des Hohlprofilgrundkörpers und je nach Wahl des Materials des Hohlprofilgrundkörpers können in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Verfahrensschritt g) durch den Spritzdruck des Spritzgießvorgangs oder Pressdruck des Fließpressvorgangs lokale Verformungen, vorzugsweise Sicken, an der dünnen Wandung des Hohlprofilgrundkörpers entstehen. Diese Verformungen oder Sicken können einen zusätzlichen positiven Einfluss auf die Festigkeit der Verbindung von Hohlprofilgrundkörper mit dem auf den Hohlprofilgrundkörper äußerlich aufzubringenden Kunststoffelement haben.

Der im Verfahrensschritt g) am Hohlprofilgrundkörper erzielte Verformungsgrad lokaler Verformungen, vorzugsweise in Form von Sicken, an der Hohlprofilgrundkörperwandung ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch die Bruchdehnung des jeweiligen Materials des Hohlprofilgrundkörpers begrenzt. Wird diese überschritten kann es zum Aufreißen der Hohlprofilgrundkörperwandung kommen. Begrenzt werden kann die Dehnung jedoch durch eine Regelung des Spritz- bzw. Pressdrucks, oder aber durch die Gestalt der Negativform des Stützelements, im Sinne einer Weg- /Verformungsbegrenzung, die eine zu große Verformung, d. h. Dehnung des Materials nicht zulässt bzw. begrenzt. Ebenso ist die Verformung von der Materialzusammensetzung und der Stärke der Hohlprofilgrundkörperwandung abhängig.

Je größer die Verformung der Hohlprofilgrundkörperwandung ausgeprägt ist, desto mehr greifen die wenigstens zwei Verbindungspartner - Hohlprofilgrundkörper und aufgebrachte Kunststoffkomponente - ineinander, und umso mehr gehen sie eine unlösbare formschlüssige Verbindung ein, die sich nur durch Zerstören voneinander wieder trennen lässt. Ziel dieses Verfahrensschritts g) sollte es daher sein, die Dehnfähigkeit des jeweiligen Materials der Hohlprofilgrundkörperwandung möglichst maximal auszunutzen, aber die Bruchdehnung nicht zu überschreiten.

Im Falle thermoplastischen Kunststoffs als Material des Hohlprofilgrundkörpers bzw. der Hohlprofilgrundkörperwandung kann ein lokales Aufheizen des Hohlprofilgrundkörpers wenigstens genau an der Position bzw. an den Positionen stattfinden, wo der lokale Auftrag von Kunststoff in Form einer Schmelze auf den Hohlprofilgrundkörper nur im Bereich des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements stattfindet. Durch diese Maßnahme lässt sich die Bruchdehnung des Materials erhöhen. Verfahrensschritt h)

Im Verfahrensschritt h) erfolgt das Abkühlen der Kunststoffüberspritzung, das auch als Solidifikation bezeichnet wird. Der Begriff der Solidifikation beschreibt das Erstarren des in Verfahrensschritt g) aufgetragenen schmelzflüssigen Kunststoffs durch Abkühlen bzw. durch chemische Vernetzung zu einem Festkörper. Im Falle einer gleichzeitigen Formgebung können auf diese Weise direkt Funktionselemente, Strukturen und Flächen auf dem Hohlprofilgrundkörper aufgebracht werden.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und im Falle der unter Verfahrensschritt g) beschriebenen Sicken entsteht nach dem Erstarren der Kunststoffschmelze auf der äußeren Oberfläche des Hohlprofilgrundkörpers, vorzugsweise einem Metallrohr, ein geschlossener Kunststoffring mit einer strukturierten Innenfläche, die exakt das positive Abbild der Sickenstruktur der Außenwandung des Hohlprofilgrundkörpers, vorzugsweise des Metallrohrs, darstellt.

Eine schubsteife, schubfeste, hochbelastbare und formschlüssige Verbindung rund um die äußere Wandung des Hohlprofilgrundkörpers, vorzugsweise um die äußere Wandung eines Metallrohrs, ist entstanden.

Weitere Details zum Verfahrensschritt h) wurden bereits oben unter Nachdrücken und Abkühlen beschrieben.

Verfahrensschritt i) Im Verfahrensschritt i) wird das fertige Verbundteil aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen, nachdem mit Erstarren der Kunststoffschmelze der Druck in der Kunststoff auf trag ung nicht mehr vorhanden ist und die Press- und Schließkraft wird mit dem Öffnen des Werkzeugs abgebaut wurde. Weitere Details wurden bereits oben unter Entformen beschrieben. Verbundbauteil

Erfindungsgemäß herzustellende Verbundbauteile werden in entsprechender Gestaltung vorzugsweise für den Kraftfahrzeugbau, insbesondere im Automobilbau eingesetzt. Bevorzugt handelt es sich dabei um Karosserieteile, insbesondere um ein sogenanntes Cross Car Beam (CCB), auch als Armaturenträger bezeichnet. Bekannt sind Armaturenträger beispielsweise aus US 5934744 A oder US 8534739 B.

Im erfindungsgemäßen Verbundbauteil versteifen und verstärken sich der Hohlprofilgrundkörper und die im Verfahrensschritt g) mittels einer Kunststoffschmelze aufgetragenen Kunststoffelemente gegenseitig. Ferner dienen die im Verfahrensschritt g) auf die äußere Wandung des Hohlprofilgrundkörpers aufgetragenen Kunststoffelemente darüber hinaus zur Funktionsintegration im Sinne einer System- bzw. Modulbildung zur Anbindung von Kunststoff strukturen oder Kunststoffflächen.

Bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäß herzustellenden Verbundbauteils weisen entweder Sicken oder ähnliche Verformungen und/oder Bohrungen oder ähnliche Öffnungen im Hohlprofilgrundkörper auf.

Die Erfindung betrifft deshalb vorzugsweise ein Verbundbauteil in dem die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich des wenigstens einen Stützelements und des wenigstens einen Kunststoffelements Sicken oder ähnliche Verformungen aufweist.

Die Erfindung betrifft zudem vorzugsweise ein Verbundbauteil in dem die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich des wenigstens einen Stützelements und des wenigstens einen Kunststoffelements Bohrungen oder ähnliche Öffnungen aufweist.

Die Erfindung betrifft zudem vorzugsweise ein Verbundbauteil in dem die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich des wenigstens einen Stützelements und des wenigstens einen Kunststoffelements Sicken oder ähnliche Verformungen und Bohrungen oder ähnliche Öffnungen aufweist.

Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein Verbundbauteil erhältlich durch a) Bereitstellen wenigstens eines Stützelements, b) Bereitstellen wenigstens eines Hohlprofilgrundkörpers mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Wanddicke im Bereich von 5:1 bis 300:1 , c) Einbringen und Positionieren des wenigstens einen Stützelements innerhalb des wenigstens einen Hohlprofilgrundkörpers an den Positionen, an denen außerhalb des Hohlprofilgrundkörpers der Auftrag von Kunststoff erfolgen wird, sowie Fixieren desselben, d) Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers, vorzugsweise nur im Bereich des wenigstens einen im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, durch Einwirken äußerer Kräfte auf die Hohlprofilgrundkörperaußenwandung durch ein Presswerkzeug unter Verringerung des Außenmaßes des Hohlprofilgrundkörpers um einen Bereich von 0,5 bis 5% bezogen auf dessen in Pressrichtung gesehen ursprüngliches Außenmaß, e) Einlegen des wenigstens ein Stützelement enthaltenden Hohlprofilgrundkörpers in eine Kavität eines Spritzgieß- oder Presswerkzeugs, f) Schließen des Spritzgieß- oder Presswerkzeugs und lokales Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers in Schließrichtung des Spritzgießwerkzeugs oder Presswerkzeugs an der Position oder den Positionen, an denen sich die axialen Enden des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements befinden, g) äußeres Auftragen von Kunststoff in Form einer Schmelze auf den Hohlprofilgrundkörper lokal begrenzt in dem Bereich des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, und Verformung des Hohlprofilgrundkörpers durch den Spritz- oder Pressdruck nur im Bereich des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, h) Abkühlen der auf den Hohlprofilgrundkörper in g) aufgebrachten Kunststoffschmelze (Solidifikation), und i) Entnehmen des fertigen Verbundbauteils aus dem Spritzgießwerkzeug.

Vorzugsweise wird in Verfahrensschritt b) ein Hohlprofilgrundkörper aus Metall bereit gestellt.

Besonders bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend beschrieben: Ausführungsform 1

Verbundbauteil aus einem Hohlprofilgrundkörper und wenigstens einem Kunststoffelement, wobei der Hohlprofilgrundkörper wenigstens ein innerhalb des Hohlprofilgrundkörpers positioniertes Stützelement aufweist, das an der Stelle positioniert ist, an der das Kunststoffelement den Hohlprofilgrundkörper vollständig oder teilweise umfasst und der Hohlprofilgrundkörper zwischen dem wenigstens einen Stützelement und dem wenigstens einen Kunststoffelement Sicken oder ähnliche Verformungen aufweist.

Ausführungsform 2

Verbundbauteil aus einem Hohlprofilgrundkörper und wenigstens einem Kunststoffelement, wobei der Hohlprofilgrundkörper wenigstens ein innerhalb des Hohlprofilgrundkörpers positioniertes Stützelement aufweist, das an der Stelle positioniert ist, an der das Kunststoffelement den Hohlprofilgrundkörper vollständig oder teilweise umfasst und der Hohlprofilgrundkörper zwischen dem wenigstens einen Stützelement und dem wenigstens einen Kunststoffelement Bohrungen oder ähnliche Öffnungen hindurchgespritztem Kunststoff aufweist.

Ausführungsform 3

Verbundbauteil aus einem Hohlprofilgrundkörper und wenigstens einem Kunststoffelement, wobei der Hohlprofilgrundkörper wenigstens ein innerhalb des Hohlprofilgrundkörpers positioniertes Stützelement aufweist, das an der Stelle positioniert ist, an der das Kunststoffelement den Hohlprofilgrundkörper vollständig oder teilweise umfasst und der Hohlprofilgrundkörper zwischen dem wenigstens einen Stützelement und dem wenigstens einen Kunststoffelement Sicken oder ähnliche Verformungen und Bohrungen oder ähnliche Öffnungen mit hindurchgespritztem Kunststoff aufweist.

Entfernt man das wenigstens eine Stützelement aus dem Innern des Hohlprofilgrundkörpers in einem nachgelagerten Verfahrensschritt j), so erhält man entsprechende Verbundteile aus einem Hohlprofilgrundkörper und wenigstens einem mit diesem schubfest und schubsteif, formschlüssig verbundenen Kunststoffelement gemäß wenigstens einer der obigen Ausführungsformen 1 bis 3, nur ohne Stützelement(e).

Die vorliegende Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis Fig. 5 erläutert:

Fig. 1 zeigt die wesentlichen Bestandteile eines erfindungsgemäßen Verbundteils, worin 1 für den Hohlprofilgrundkörper, hier in der Ausführungsform eines Rohres, 2 für ein beispielhaft entsprechend dem Innenrohrdurchmesser angepasstes Stützelement und 3 für ein mit dem Hohlprofilgrundkörper formschlüssig verbundenes Kunststoffelement steht.

Fig. 2 zeigt Variationen von Stützelementen 2 in Zylinderform die innerhalb eines Hohlprofilgrundkörpers in Form eines Rohres positioniert werden. Die hier gezeigten Stützelemente weisen eine von oben nach unten durchgehende Öffnung auf, womit diese Stützelemente den Fluss der bei einem gegebenenfalls zusätzlich anzuwendenden IHU- Verfahren zum Einsatz kommenden Fluids durch das Stützelement ermöglichen.

Fig. 3 zeigt einerseits ein erfindungsgemäßes Verbundbauteil gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform 1 , worin die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers 1 eine durch die Struktur des Stützelements 2 vorgegebene Strukturierung mit Sicken 4 aufweist, die andererseits, wie die weitere Abbildung mit geschlossenem Hohlprofilgrundkörper zeigt, auch nach mechanischer Entfernung des Kunststoffelements 3 im Hohlprofilgrundkörper 1 verbleiben. Fig. 4 zeigt eine zu Fig. 3 alternative Ausführungsform eines Hohlprofilgrundkörpers 1 in Form eines Rohres mit einer Vielzahl an Bohrungen 5, sowie in aufgeschnittener Darstellung ein durch Kunststoff auf trag 3 auf die äußere Wandung des Hohlprofilgrundkörpers fixiertes Stützelement 2, indem der Kunststoff durch die Bohrungen hindurch in vorgegebene Bereiche des Stützelements 2 eintritt und darin aushärtet oder erstarrt. Fig. 4 stellt somit ein Verbundbauteil gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform 2 dar.

Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Verbundbauteil gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform 3, worin der Hohlprofilgrundkörper 1 sowohl eine Vielzahl Sicken 4, als auch eine Vielzahl Bohrungen 5 aufweist.

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils durch a) Bereitstellen wenigstens eines Stützelements, b) Bereitstellen wenigstens eines Hohlprofilgrundkörpers mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Wanddicke im Bereich von 5:1 bis 300:1 , c) Einbringen und Positionieren des wenigstens einen Stützelements innerhalb des wenigstens einen Hohlprofilgrundkörpers an den Positionen, an denen außerhalb des Hohlprofilgrundkörpers der Auftrag von Kunststoff erfolgen wird, sowie Fixieren desselben, d) Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers durch Einwirken äußerer Kräfte auf die Hohlprofilgrundkörperaußenwandung durch ein Presswerkzeug unter Verringerung des Außenmaßes des Hohlprofilgrundkörpers um einen Bereich von 0,5 bis 5% in eine schmalere Form bezogen auf dessen in Pressrichtung gesehen ursprüngliches Außenmaß, e) Einlegen des wenigstens ein Stützelement enthaltenden Hohlprofilgrundkörpers in eine Kavität eines Spritzgießwerkzeugs oder Presswerkzeugs, f) Schließen des Spritzgießwerkzeugs oder Presswerkzeugs und lokales Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers in Schließrichtung des Spritzgießoder Presswerkzeugs an der Position oder den Positionen, an denen sich die axialen Enden des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten, Stützelements befinden, g) äußeres Auftragen von Kunststoff in Form einer Schmelze auf den Hohlprofilgrundkörper lokal begrenzt in dem Bereich des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, und Verformung des Hohlprofilgrundkörpers durch den Spritz- oder Pressdruck nur im Bereich des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, h) Abkühlen der auf den Hohlprofilgrundkörper in g) aufgebrachten Kunststoffschmelze, und i) Entnehmen des fertigen Verbundbauteils aus dem Spritzgießwerkzeug.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass während oder nach Verfahrensschritt c) wenigstens eine Sicke, vorzugsweise mehrere Sicken, von außen in die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich des wenigstens einen Stützelements eingebracht werden.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder während des Verfahrensschritts b) zusätzlich wenigstens ein Loch von außen in die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich des wenigstens einen Stützelements eingebracht wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während oder nach Verfahrensschritt c) wenigstens ein Loch von außen in die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich des wenigstens einen Stützelements eingebracht wird.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen in Verfahrensschritt d) durch Einwirken eines Presswerkzeugs auf die Außenwandung des Hohlprofilgrundkörpers in einem Winkel im Bereich von 45° bis 135° bezogen auf die Einlegerichtung des Hohlprofilgrundkörpers in ein Spritzgießwerkzeug oder Presswerkzeug erfolgt.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verfahrensschritt d) und vor dem Verfahrensschritt e) wenigstens ein Kunststoffschmelzevolumen in wenigstens einer für diese Zwecke vorgesehenen Kavität im Spritzgießwerkzeug oder Presswerkzeug abgelegt und im Verfahrensschritt f) durch Schließen des Spritzgieß- oder Presswerkzeugs das Kunststoffschmelzevolumen lokal verpresst und von außen gegen die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers sowie gleichzeitig gegen das im Hohlprofilgrundkörper positionierte wenigstens eine Stützelement angepresst oder um den Hohlprofilgrundkörper herum gepresst wird.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verfahrensschritt i) im Falle eines metallischen Hohlprofilgrundkörpers ein zusätzliches Innenhochdruckverfahren zur Formänderung des Hohlprofilgrundkörpers an den Positionen angewendet wird, an denen sich kein Stützelement und auch kein Kunststoff auf trag befindet.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verfahrensschritt i) im Falle eines Hohlprofilgrundkörpers aus Kunststoff ein zusätzliches Blasformverfahren zur Formänderung des Hohlprofilgrundkörpers an den Positionen angewendet wird, an denen sich kein Stützelement und auch kein Kunststoff auf trag befindet.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verfahrensschritt i) der Hohlprofilgrundkörper an wenigstens einer Position durch das Einwirken zusätzlicher Biegekräfte an Positionen, an denen sich kein Stützelement und auch kein Kunststoff auftrag befindet, verformt wird.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung von Hohlprofilgrundkörper und angespritztem Kunststoff mit der Blockierung aller Freiheitsgrade, translatorisch in X-, Y- und Z-Richtung und rotatorisch um die X-, Y- und Z-Achse mittels einer Oberflächenbehandlung der äußeren Wandung des Hohlprofilgrundkörpers zusätzlich unterstützt wird.

1 1 . Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlung vor wenigstens einem der Verfahrensschritte b), c), d) oder e) erfolgt.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen in Verfahrensschritt d) nur im Bereich des wenigstens einen im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements bzw. im Bereich der im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelemente erfolgt.

13. Verbundbauteil, dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens einen Hohlprofilquerschnitt aufweisenden Grundkörper und wenigstens ein mit diesem Hohlprofilgrundkörper an diskreten Verbindungsstellen formschlüssig verbundenes Kunststoffelement, sowie wenigstens ein innerhalb des Hohlprofilgrundkörpers an den diskreten Verbindungsstellen des außerhalb aufgebrachten wenigstens einen Kunststoffelements positioniertes Stützelement aufweist und das Verhältnis von Durchmesser zu Wanddicke des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich von 5:1 bis 300:1 liegt.

14. Verbundbauteil gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich des wenigstens einen Stützelements und des wenigstens einen Kunststoffelements Sicken oder ähnliche Verformungen aufweist.

15. Verbundbauteil gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich des wenigstens einen Stützelements und des wenigstens einen Kunststoffelements Bohrungen oder ähnliche Öffnungen aufweist.

16. Verbundbauteil gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Hohlprofilgrundkörpers im Bereich des wenigstens einen Stützelements und des wenigstens einen Kunststoffelements Sicken oder ähnliche Verformungen und Bohrungen oder ähnliche Öffnungen aufweist.

17. Verwendung eines Verbundbauteils gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese im Kraftfahrzeugbau, insbesondere im Automobilbau erfolgt.

18. Verbundbauteil erhältlich durch a) Bereitstellen wenigstens eines Stützelements, b) Bereitstellen wenigstens eines Hohlprofilgrundkörpers mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Wanddicke im Bereich von 5:1 bis 300:1 , c) Einbringen und Positionieren des wenigstens einen Stützelements innerhalb des wenigstens einen Hohlprofilgrundkörpers an den Positionen, an denen außerhalb des Hohlprofilgrundkörpers der Auftrag von Kunststoff erfolgen wird, sowie Fixieren desselben, d) Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers, vorzugsweise nur im Bereich des wenigstens einen im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, durch Einwirken äußerer Kräfte auf die Hohlprofilgrundkörperaußenwandung durch ein Presswerkzeug unter Verringerung des Außenmaßes des Hohlprofilgrundkörpers um einen Bereich von 0,5 bis 5% bezogen auf dessen in Pressrichtung gesehen ursprüngliches Außenmaß, e) Einlegen des wenigstens ein Stützelement enthaltenden Hohlprofilgrundkörpers in eine Kavität eines Spritzgieß- oder Presswerkzeugs, f) Schließen des Spritzgieß- oder Presswerkzeugs und lokales Verpressen des Hohlprofilgrundkörpers in Schließrichtung des Spritzgießwerkzeugs oder Presswerkzeugs an der Position oder den Positionen, an denen sich die axialen Enden des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements befinden, g) äußeres Auftragen von Kunststoff in Form einer Schmelze auf den Hohlprofilgrundkörper lokal begrenzt in dem Bereich des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, und Verformung des Hohlprofilgrundkörpers durch den Spritz- oder Pressdruck nur im Bereich des wenigstens einen, im Hohlprofilgrundkörper positionierten Stützelements, h) Abkühlen der auf den Hohlprofilgrundkörper in g) aufgebrachten Kunststoffschmelze (Solidifikation), und i) Entnehmen des fertigen Verbundbauteils aus dem Spritzgießwerkzeug.