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Dokumentenidentifikation DE69820652T2 07.10.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0001015297
Titel AUSWENDIGER TEIL EINES FAHRZEUGES AUS VERSTÄRKTEM KUNSSTOFF UND ANORDNUNG UND VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG
Anmelder AB Volvo, Göteborg, SE
Erfinder PERSSON, Arne, S-290 60 Kyrkhult, SE;
NYLINDER, Ake, S-436 56 Hovas, SE;
SVENSSON, Krister, S-294 93 Sölvesborg, SE;
KAUFMANN, Axel, S-236 35 Höllviken, SE
Vertreter Richter, Werdermann, Gerbaulet & Hofmann, 20354 Hamburg
DE-Aktenzeichen 69820652
Vertragsstaaten DE, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 16.09.1998
EP-Aktenzeichen 989456934
WO-Anmeldetag 16.09.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/SE98/01658
WO-Veröffentlichungsnummer 0099014101
WO-Veröffentlichungsdatum 25.03.1999
EP-Offenlegungsdatum 05.07.2000
EP date of grant 17.12.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.10.2004
IPC-Hauptklasse B62D 29/04
IPC-Nebenklasse B32B 27/00   B29C 43/02   B29C 51/10   

Beschreibung[de]
TECHNISCHER BEREICH

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen eines äußeren Fahrzeugkarosserieteils aus verstärktem Kunststoff, das zum Anbringen an einem Kraftfahrzeug bestimmt ist. Der Begriff "äußeres Fahrzeugkarosserieteil" bezieht sich auf ein Kraftfahrzeugteil, welches beim Betrachten des Kraftfahrzeugs von außen vollständig oder teilweise sichtbar ist.

Die Erfindung betrifft die Bereiche der verstärkten thermoplastischen Verbundstoffe oder Laminate und des Vakuumformens thermoplastischer Bauteile.

Das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens geformte äußere Fahrzeugkarosserieteil weist eine Anzahl funktionaler Schichten auf, die dafür vorgesehen sind, die für den Einsatz erforderlichen Merkmale zu schaffen. Beispiele für derartige Merkmale sind geringes Gewicht, hohe Steifigkeit und Haltbarkeit, Recycling-Fähigkeit und zum Aussehen gehörige Eigenschaften.

Die Erfindung lässt sich im Bereich der von außerhalb des Fahrzeugs aus sichtbaren Kraftfahrzeugbauteile, zum Beispiel Heckklappen oder Windabweiser, einsetzen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Auf dem Gebiet der Sportausrüstungen ist ein vakuumformendes Verfahren für die Fertigung thermoplastischer Gegenstände, zum Beispiel Surfbretter, bereits bekannt. Das Verfahren verwendet zwei blattförmige Materialgefüge, die in einer Klemmvorrichtung zusammengeklemmt und deshalb üblicherweise als "Zwillingsblatt" bezeichnet werden. Die beiden verklammerten Materialgefüge werden erwärmt, weisen thermoplastisches Material auf und wirken während des Formens als elastisch streckbare Membranen, welche durch die Wirkung eines auf die Membranen wirkenden äußeren Vakuums und/oder inneren Druckes gemäß den Innenkonturen einer umhüllenden, gekühlten Formvorrichtung geformt werden. durch dieses bereits bekannte Formverfahren können unterschiedliche hoh-le Kunststoffgegenstände erhalten werden, die thermoplastisches Material aufweisen. In der US 4,423,000 wird ein Verfahren zum Herstellen eines hohlen Gegenstandes aus Kunstharz beschrieben. Ein erwärmtes Formmaterial wird in eine zweiteilige Form eingegeben, um das Formmaterial durch Anlegen eines negativen Druckes vakuumzuformen.

Im Bereich von herkömmlichen äußeren Fahrzeugkarosserieteilen für Kraftfahrzeuge sind zum Beispiel Heckklappen, Karosserieteile der Bodenbelagplatten oder beispielsweise glasfaserverstärkter warmaushärtender Kunststoff bereits bekannt.

Herkömmliche äußere Fahrzeugkarosserieteile aus Blech werden durch verschiedene Metallbearbeitungsverfahren gefertigt, zu denen Walzen, Pressen, Biegen und Schweißen gehören. Derartige Blechteile weisen üblicherweise weiterhin separate Verstärkungen in der Form versteifender Profile und ähnlicher Bauteile auf, welche in separaten Schritten gefertigt und montiert werden.

Nach dem Formen und/oder Montieren eines herkömmlichen äußeren Fahrzeugkarosserieteils aus Blech folgen verschiedene Endbearbeitungs- und Polierschritte, um dem fertigen Fahrzeugkarosserieteil eine ästhetisch ansprechende und korrosionsgeschützte Oberfläche auf der Innen- und Außenseite des Fahrzeugkarosserieteils zu verleihen.

Soweit bereits bekannte äußere Fahrzeugkarosserieteile aus glasfaserverstärktem warmaushärtendem Kunststoff oder aus anderen warmaushärtenden Kunststoffverbundmaterialen betroffen sind, wie sie zum Beispiel in der WO 94/06612 beschrieben werden, werden derartige Teile in einem Prozess mit verschiedenen Formungs- oder Laminierschritten unter Verwendung von verstärktem Material, zum Beispiel Glasfasermatten und warmaushärtendem Matrixmaterial, zum Beispiel Vinylesterharz, gefertigt. Nach dem Formen des Verstärkungsmaterials und dessen Imprägnierung mit warmaushärtendem Matrixmaterial folgt ein relativ zeitaufwändiges Abbinden, welches zum Beispiel in einem Formungs- oder Presswerkzeug stattfinden kann. Danach muss das äußere Fahrzeugkarosserieteil aus glasfaserverstärktem warmaushärtendem Kunststoff einer Oberflächen-Endbearbeitung unterzogen und danach poliert werden, um Oberflächen mit einer Flächenendbearbeitung von ausreichender Qualität für den jeweiligen Anwendungszweck zu erhalten.

Es ist festzustellen, dass die oben beschriebenen bereits bekannten Fahrzeugkarosserieteile gewisse Nachteile aufweisen können. Bei Fahrzeugkarosserieteilen aus herkömmlichem Blech kann es schwierig sein, ein ausreichend geringes Gewicht des Fahrzeugkarosserieteils zu erreichen, um dem ständig steigenden Bedarf an geringem Kraftstoffverbrauch und geringen Emissionen in die Umwelt gerecht zu werden, dem die heutigen Kraftfahrzeuge genügen müssen. Weiterhin sind separate Obertlächenendbearbeitungs- und -polierlinien erforderlich, um das fertige Blech mit Materialoberflächen zu versehen, welche die gewünschten Eigenschaften aufweisen.

Bei Teilen aus glasfaserverstärktem warmaushärtendem Kunststoff können der relativ zeitaufwändige Warmaushärtprozess und der Bedart an separaten Oberflächenendbearbeitungs- und Polierschritten als schwierig angesehen werden. Weiterhin ist es schwierig, Verbundstoffe aus warmaushärtendem Kunststoff aufzubereiten und zu recyceln.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches und wirksames Verfahren zum Formen eines verstärkten äußeren Fahrzeugkarosserieteils zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 definierte Verfahren gelöst.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

1 einen schematischen Querschnitt durch einen Abschnitt eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geformten äußeren Fahrzeugkarosserieteils,

2 in den Unterfiguren 2A bis 2D ein erfindungsgemäßes Verfahren, und

3 eine äußere Perspektivansicht der Fahrerkabine eines LKW, worin eine der auf der Zeichnung sichtbaren Karosserieplatten aus einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geformten äußeren Fahrzeugkarosserieteil besteht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFOR-MEN

In der beigefügten 1 ist ein schematischer Querschnitt eines äußeren Fahrzeugkarosserieteils aus verstärktem Kunststoff nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der dargestellte Querschnitt ist ein Abschnitt einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, worin die in der Zeichnung nach oben weisende Oberfläche der Außenseite der Heckklappe entspricht, wenn diese am Kraftfahrzeug montiert ist, während die in der Zeichnung nach unten weisende Oberfläche der Innenfläche der Heckklappe entspricht.

Somit weist das in 1 dargestellte äußere Fahrzeugkarosserieteil von außen nach innen (d. h. in 1 von oben nach unten) eine erste Oberflächenschicht 1, eine erste dekorative Oberflächenschicht 2, eine erste Strukturschicht 3 und eine erste Last tragende Schicht 4 auf. Danach folgen ein oder mehrere während des Formens an geeigneten Stellen in der Struktur des erfindungsgemäßen äußeren Fahrzeugkarosserieteils ausgebildete Hohlräume 5, 5'.

Danach folgen, in 1 von oben nach unten gezählt, d. h. im Fahrzeuginneren, eine zweite Last tragende Schicht 4', eine zweite Strukturschicht 3', eine zweite dekorative Schicht 2' und schließlich, d. h. in das Innere des Kofferraums weisend, eine zweite Oberflächenschicht 1'.

In einen in 1 dargestellten Abschnitt des erfindungsgemäßen äußeren Fahrzeugkarosserieteils wurde eine Ausnehmung 6 oder Rinne mittels eines Formwerkzeugs eingepresst.

Beim Vergleich eines erfindungsgemäßen äußeren Fahrzeugkarosserieteil mit einem herkömmlichen Fahrzeugkarosserieteil aus angestrichenem Blech kann man sagen, dass die erfindungsgemäßen Last tragenden Schichten 4, 4' und Ausnehmungen 5, 5' gemeinsam der Struktur entsprechen, die von dem Blech eines herkömmlichen Fahrzeugkarosserieteils gebildet wird. Man kann sagen, dass die Strukturschichten 3, 3' einer Schicht des Blechs mit Grundierungs-IRostanstrich des Blechs und die dekorativen Schichten 2, 2' dem Oberflächenanstrich entsprechen, während die Oberflächenschichten 1, 1' des erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserieteils der äußeren Klarlackierung des herkömmlichen Karosserieteils entsprechen.

Die Ausnehmung 6 trägt zur hohen Steifigkeit des erfindungsgemäßen äußeren Fahrzeugkarosserieteils bei und entspricht somit einem Versteifungsprofil oder – steg an einem herkömmlichen Blechteil.

Wegen der Struktur, welche von den beiden Last tragenden Schichten 4, 4' und denen von ihnen umschlossenen Hohlräumen 5, 5' gebildet wird, bietet das erfindungsgemäße äußere Fahrzeugkarosserieteil eine so genannte Sandwichstruktur von geringem Gewicht, doch mit ausreichend hoher Steifigkeit und Lasttragefähigkeit für den Verwendungszweck. Weiterhin trägt die im Formungsprozess geschaffene Ausnehmung 6 zur Steifigkeit der Sandwichstruktur bei. Dementsprechend erfordert das erfindungsgemäße äußere Fahrzeugkarosserieteil keine zusätzlichen Verstärkungen in der Form angebrachter Profile oder Stegstrukturen.

Weiterhin schaffen die Strukturschichten 3, 3', die dekorativen Schichten 2, 2' und die Oberflächenschichten 1, 1' gemeinsam Außenflächen des erfindungsgemäßen äußeren Fahrzeugkarosserieteils, die den vom Verwendungszweck gestellten Anforderungen entsprechen. Als derartige Oberflächeneigenschaften seien die visuelle dekorative Wirkung (z. B. Farbe und Glanz), die Stoß- und Kratzfestigkeit sowie schmutz- und wasserabweisende Eigenschaften erwähnt. Dementsprechend erfordert das erfindungsgemäße äußere Fahrzeugkarosserieteil keine spezielle Oberflächenendbearbeitung in Form von Schleifen oder dergleichen vor einem eventuellen Anstrich oder einer Lackierung, oder es kann vorzugsweise ohne Anstrich verbleiben.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf 2 bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und einer erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben.

Das Verfahren nach der beschriebenen Ausführungsform verwendet zwei blattförmige Materialgefüge 10, 11, die einen Teil einer erfindungsgemäßen Anordnung darstellen. eine erste wesentliche Aufgabe der Materialgefüge besteht natürlich darin, den Rohstoff für das Formen eines erfindungsgemäßen äußeren Fahrzeugkarosserieteil zu schaffen, wobei die beiden blattförmigen Materialgefüge gemeinsam die oben beschriebenen verschiedenen funktionalen Schichten aufweisen.

In der beschriebenen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die beiden Materialgefüge 10, 11 spiegelverkehrt zwischen die Werkzeughälften 12, 13 eines Formungswerkzeugs geklemmt werden, so dass die Schichten, welche die oben erwähnten Last tragenden Schichten bilden sollen, zueinander gerichtet sind.

In der beschriebenen Ausführungsform bestehen die beiden Materialgefüge 10, 11 aus einem Mehrschichtmaterial, welches mittels Extrusion in einem so genannten Mehrschichtextruder gefertigt wird. Ein Mehrschichtextruder besteht im Prinzip aus mehreren Einzelextrudern, deren Düsen so angeordnet sind, dass sie in der Lage sind, vorzugsweise gleichzeitig, mehrere verschiedene geschmolzene thermoplastische Schichten übereinander zu extrudieren, um ein Mehrschichtmaterial mit unterschiedlicher Materialzusammensetzung in verschiedenen Schichten zu erhalten.

In der ersten Ausführungsform weist das für die beiden Materialgefüge verwendete Mehrschichtmaterial eine 0,2 mm dicke extrudierte erste Polymetacrylat(PMMA-) Schicht auf. Nach dem Formen soll diese Schicht eine der oben erwähnten Oberflächenschichten des erfindungsgemäßen äußeren Fahrzeugkarosserieteils bilden.

Innen an der ersten PMMA-Schicht folgt eine zweite 0,2 mm dicke extrudierte PMMA-Schicht, der Farbpigmente hinzugegeben wurden. Das Färben wurde erreicht, indem beim Extrudieren PMMA-Granulat mit einem Pigmentzusatz verwendet wurde. Nach dem Formen soll diese Schicht eine der oben erwähnten dekorativen Schichten der beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung bilden.

Innen an den beiden PMMA-Schichten folgt eines extrudierte Schicht aus Acrylbutadienstyrolkunststoff (ABS) mit einer Dicke von 1,6 mm. In der beschriebenen Ausführungsform weist auch die ABS-Schicht eine Zugabe von Farbpigmenten auf. Nach dem Formen soll diese Schicht eine der oben erwähnten Strukturschichten des erfindungsgemäßen äußeren Fahrzeugkarosserieteils bilden.

Schließlich weist das Mehrschichtmaterial außerhalb der ABS-Schicht eine Schicht aus extrudiertem, glasfaserverstärktem ABS-Kunststoff mit einer Dicke von 3 mm auf. Nach dem Formen soll diese Schicht eine der oben erwähnten Last tragenden Schichten des erfindungsgemäßen äußeren Fahrzeugkarosserieteils bilden.

Bei der Fertigung eines äußeren Fahrzeugkarosserieteils nach der beschriebenen Ausführungsform werden, wie in 2A dargestellt, zwei Materialgefüge 10, 11 der oben beschriebenen Art parallel zueinander mittels der Materialhalter 14, 15 eines Formungswerkzeugs verklammert, wobei sich dessen Werkzeughälften 12, 13 in einer geöffneten Stellung befinden. Dabei ist das Formungswerkzeug von einer bereits bekannten Art für das Formen nach dem oben erwähnten Zwillingsblattverfahren.

In der beschriebenen Ausführungsform sind in Verbindung mit dem Formungswerkzeug Erwärmungseinrichtungen in der Form von zwei Gefügen von IR-Lampen oder IR-Rampen 16, 17 in Paaren vorhanden, die dazu bestimmt sind, die oben erwähnten Materialgefüge 10, 11 zu erwärmen.

Mittels einer (nicht dargestellten) dafür bestimmten Betätigungseinrichtung werden die beiden IR-Rampen 16', 17' in das geöffnete Formungswerkzeug verschoben, so dass sie an einer Position zwischen jedem Materialgefüge 10', 11' und jeder Werkzeughälfte 12', 13' ankommen. Diese Situation ist in 2B dargestellt.

Danach werden die beiden Materialgefüge 10', 11' in einer Erwärmungsphase auf etwa 250°C erwärmt, indem die IR-Lampen der IR-Rampen 16', 17' betätigt werden.

In der beschriebenen Ausführungsform ist das Formungswerkzeug so angeordnet, dass es möglich ist, einen Überdruck zwischen den Materialgefügen 10, 11 und zwischen der unteren Werkzeughälfte 13 und dem unteren Materialgefüge 11 anzulegen. Eine derartige Druckausübung wird mittels eines ersten Druckanschlusses 18, dessen Ausgang zwischen den beiden Materialgefügen 10, 11 liegt, und mittels eines zweiten Druckanschlusses 19 erreicht, dessen Ausgang zwischen dem unteren Materialgefüge 11 und der zweiten Werkzeughälfte 13 liegt.

Weiterhin kann mittels des ersten 20 und des zweiten 21 Vakuumanschlusses ein Vakuum zwischen der oberen Werkzeughälfte 12 und dem oberen Materialgefüge 10 wie auch zwischen der unteren Werkzeughälfte 13 und dem unteren Materialgefüge 11 erzeugt werden.

In der beschriebenen Ausführungsform findet die Druckausübung über die Anschlüsse 18', 19' in Verbindung mit der in 2B dargestellten Erwärmungsphase mit dem Zweck statt, das Verbiegen zu vermeiden, welches von der in den Materialgefügen 10', 11' auftretenden Längenausdehnung verursacht wird, wenn sie sich den Erweichungstemperaturen der eingesetzten Thermoplaste nähern.

Wenn die Materialgefüge 10', 11' bis auf etwa 250 °C erwärmt sind, werden die beiden IR-Rampen 16'', 17'' aus dem Formungswerkzeug gezogen, woraufhin die Werkzeughälften 12'', 13'' um die darin eingeschlossenen erwärmten Materialgefüge 10'', 11'' geschlossen werden. Eine derartige Situation ist in 2C dargestellt.

Danach wird zwischen der oberen Werkzeughälfte 12'' und dem oberen Materialgefüge 10'' über den ersten Vakuumanschluss 20'' und zwischen dem unteren Materialgefüge 11'' und dem zweiten Vakuumanschluss 21'' ein Vakuum erzeugt. Gleichzeitig mit der Erzeugung des Vakuums wird der Raum zwischen den beiden Materialgefügen 10'', 11'' über den Druckanschluss 18'' unter Druck gesetzt.

Das gleichzeitige innere Unter-Druck-Setzen und äußere Anlegen eines Vakuums führt dazu, dass die erwärmten Materialgefüge 10'', 11'' im Innern des in 2C dargestellten Formungswerkzeugs gemäß dem Formhohlraum geformt werden, welcher durch die geschlossenen Werkzeughälften 12'', 13'' geschaffen wird.

In den beiden Werkzeughälften 12'', 13'' sind Kühleinrichtungen 22'', 23'' angeordnet, die in der beschriebenen Ausführungsform Kaltwasserspiralen aufweisen.

Wenn das Formen der in 2C dargestellten erwärmten Materialgefüge erfolgt ist, werden die geformten Materialgefüge mittels der Kühleinrichtungen 22'', 23'' allmählich abgekühlt. Dies bringt mit sich, dass das in den Materialgefügen enthaltene thermoplastische Material allmählich erstarrt, wenn die Temperatur unter die Erweichungstemperatur absinkt.

Wenn die Materialgefüge 10'', 11'' ausreichend abgekühlt sind, werden die Werkzeughälften geöffnet und ein Rohling eines erfindungsgemäßen äußeren Fahrzeugkarosserieteils aus dem Formungswerkzeug entnommen. die beiden Materialgefüge haben sich nun verfestigt und eine Form angenommen, deren Außenabmessungen im Wesentlichen den Abmessungen des Formhohlraumes entsprechen, welcher im Innern des Formungswerkzeugs geschaffen wird, wenn sich die beiden Werkzeughälften in einer geschlossenen Stellung befinden. Durch die Anwendung von Druck und Vakuum werden Hohlräume 25, 25' und Abschnitte 26 geschaffen, an denen die beiden Materialgefüge durch Wärmebindung aneinander befestigt sind.

Während des Formungsprozesses wird die Dicke der in den zwei Materialgefügen enthaltenen Schichten in der Regel auf etwa die Hälfte der ursprünglichen Dicke verringert.

Nach der notwendigen Nachbehandlung, zum Beispiel Entgraten, Anbringen von Löchern für Befestigungen und dergleichen, wird ein erfindungsgemäßes äußeres Fahrzeugkarosserieteil erhalten, welches zur Montage an einem Kraftfahrzeug bestimmt ist.

In der beschriebenen Ausführungsform ist das erfindungsgemäße äußere Fahrzeugkarosserieteil für den Einsatz als Heckklappe eines Kraftfahrzeugs bestimmt und direkt nach der Fertigung bereit für die Montage.

Wenn auch derartige Ausführungsformen weniger vorteilhaft sind, ist es doch denkbar, sie in Ausführungsformen zu verwenden, bei denen das erfindungsgemäße äußere Fahrzeugkarosserieteil in einer separaten Phase einen Anstrich oder eine Lackierung erhält.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird kein separater Anstrich benötigt, was Vorteile für die Umwelt mit sich bringt.

Weiterhin besteht das erfindungsgemäße äußeres Fahrzeugkarosserieteil aus thermoplastischem Material, was umfangreiche Möglichkeiten für die Materialaufbereitung mit sich bringt, da Thermoplaste eingeschmolzen und beim Extrudieren neuer Kunststoffbauteile wiederverwendet werden können.

In besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind die eingesetzten Thermoplaste miteinander mischbar, zum Beispiel bei der Extrusion, wodurch die Materialaufbereitung zusätzlich erleichtert wird.

Im Prinzip könnte ein vorstellbares Recycling eines erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserieteils, zum Beispiel der Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, in den folgenden Schritten ablaufen:

  • 1) Grobzerkleinerung des Teils einschließlich der Metallbauteile wie Schlösser und dergleichen,
  • 2) Metalltrennung,
  • 3) Feinmahlung,
  • 4) Herstellung eines Granulats aus recyceltem Thermoplast, und
  • 5) Einmischung eines bestimmten Anteils des Granulats beim Extrudieren eines neuen Mehrschichtmaterials zum Einsatz in Materialgefügen bei der Fertigung neuer äußerer Fahrzeugkarosserieteile.

Ein derartiger oben beschriebener Recycling-Prozess kann mit großem Vorteil für die Aufbereitung von Abfall eingesetzt werden, welcher beim Formungsprozess entsteht, könnte jedoch auch für die Aufbereitung erfindungsgemäßer äußerer Fahrzeugkarosserieteile aus Schrottfahrzeugen eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung ist in keiner Weise auf die Offenlegung im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen oder auf das in den beigefügten Zeichnungen Dargestellte beschränkt; vielmehr wird der Bereich der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert.

Dementsprechend sind auch weniger vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung denkbar, bei denen ein einziges Materialgefüge verwendet wird und dieses Materialgefüge bei der Anwendung von Vakuum und/oder Druck wie eine dehnbare Membran wirkt, welche an einer Innenfläche eines Formungswerkzeugs geformt wird. In einem derartigen Falle erhält das erfindungsgemäße äußere Fahrzeugkarosserieteil keinen inneren Hohlraum und muss daher während des Formens mit durchgehenden Profilen, Falzen oder Kanten versehen werden, um eine ausreichende Steifigkeit und Lasttragefähigkeit zu bieten.

Die Zusammensetzung der in dem erfindungsgemäßen äußeren Fahrzeugkarosserieteil enthaltenen Schichten kann in hohem Maße variiert werden. Dabei ist eine große Anzahl von Thermoplasten denkbar, so lange das thermoplastische Material in der Lage ist, die für den Anwendungszweck erforderlichen Eigenschaften zu bieten, was zum Beispiel Wärmefestigkeit, Stoßfestigkeit, Oberflächenhärte, Steifigkeit usw. betrifft. Neben den oben erwähnten ABS- und PMMA-Thermoplasten kann auch Polypropylen (PP) genannt werden.

Das in den Last tragenden Schichten enthaltene Verstärkungsmaterial kann sowohl geschnittene als auch durchgehende Fasern aufweisen, die zum Beispiel in Form einzelner Fasern, in Form eines nicht gewebten Materials mit Einzelfasern oder in Form eines gewebten, gewirkten oder geflochtenen Textilgewebes vorliegen können. Im Zusammenhang mit der Extrusion muss sich das Verstärkungsmaterial jedoch in das Mehrschichtmaterial integrieren lassen, welches für das im Formungsprozess eingesetzte Materialgefüge verwendet wird. Geeignete Verstärkungsfasern werden vorteilhafterweise ausgewählt aus Fasern mit hoher Steifigkeit und Festigkeit wie zum Beispiel Glasfasern, Kohlefasern, Nomexfasern, Polyesterfasern oder Aramidfasern.

Es gibt weiterhin eine große Anzahl verschiedener Zuschlagstoffe, die als Beimengungen bei der Fertigung des Rohmaterials für erfindungsgemäße äußere Fahrzeugkarosserieteile denkbar sind. Beispiele für derartige Zuschlagstoffe sind Farbpigmente, UV-Stabilisatoren und Flammschutzmittel.

Weiterhin sollte beachtet werden, dass die Temperatur-, Druck- und Vakuumwerte, die beim Anlegen von Druck und Vakuum während des Formens verwendet werden, für jeden Einzelfall je nach Rohmaterial, Schichtdicken usw. getrennt festzulegen sind. Eine derartige Anpassung lässt sich jedoch von einer Fachkraft vergleichsweise einfach vornehmen.

In den vorhergehenden Darlegungen wurde erwähnt, dass das erfindungsgemäße äußere Fahrzeugkarosserieteil z. B. als Heckklappe für ein Kraftfahrzeug gestaltet sein kann. Das erfindungsgemäße äußere Fahrzeugkarosserieteil kann jedoch an einer Mehrzahl anderer Stellen der Karosserieverkleidung eines Kraftfahrzeugs, zum Beispiel eines PKW oder LKW, verwendet werden.

Dementsprechend zeigt 3 eine äußere Perspektivansicht der Fahrerkabine 28 eines LKW, wobei eine der Karosserieverkleidungen 29, die in 3 sichtbar sind, aus einem erfindungsgemäßen äußeren Fahrzeugkarosserieteil besteht und als so genannter Windabweiser 29 ausgebildet ist. Obwohl in 3 nicht sichtbar, befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Fahrerkabine ein gleichartiger Windabweiser. Weiterhin sind in 3 drei weitere denkbare vorteilhafte Positionen 29', 29'', 29''' für erfindungsgemäße äußere Fahrzeugkarosserieteile angegeben.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Formen eines äußeren Fahrzeugkarosserieteils aus verstärktem Kunststoff, das zum Anbringen an einem Kraftfahrzeug bestimmt ist, aufweisend den Einsatz eines Formungswerkzeugs mit einer ersten (12) und einer zweiten (13) Werkzeughälfte, die so angeordnet sind, dass sie geöffnet und geschlossen werden können, um einen inneren Formhohlraum zu bilden, worin mindestens ein Materialgefüge (10), welches mindestens eine faserverstärkte belastbare Schicht und mindestens eine Oberschicht aufweist, mit thermoplastischem Material mittels Materialhalter (14, 15) zwischen den in offener Stellung befindlichen Werkzeughälften eingespannt wird, wonach das Materialgefüge (10') mittels Erwärmeinrichtungen (16', 17') bis zu der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Materials oder über diese hinaus erwärmt wird, woraufhin die Werkzeughälften (12'', 13'') um das Materialgefüge (10'') geschlossen werden, während zwischen dem Materialgefüge (10'') und der ersten Werkzeughälfte (12'') ein Vakuum angelegt wird, wobei das Materialgefüge (10'') als dehnbare Membran wirkt und entsprechend der Innenfläche der ersten Werkzeughälfte geformt wird, woraufhin Kühleinrichtungen (22'', 23') in den Werkzeughälften (12'', 13'') das Materialgefüge (!0'') allmählich auf eine Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur abkühlen, woraufhin die Werkzeughälften in eine geöffnete Stellung gebracht werden und ein Rohteil aus dem Formungswerkzeug entnommen wird, um nach dem Zuschneiden und Anbringen von Löchern ein äußeres Fahrzeugkarosserieteil aus verstärktem Kunststoff mit einer belastbaren Struktur zu schaffen.
  2. Verfahren zum Formen eines äußeren Fahrzeugkarosserieteils aus verstärktem Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei des mindestens einen Materialgefüges (10, 11) zwischen den in offener Stellung befindlichen Werkzeughälften (12, 13) eingespannt werden, und dass während des Erwärmens Druck zwischen den zwei Materialgefügen (10', 11') sowie zwischen dem zweiten Materialgefüge (11') und der zweiten Werkzeughälfte (13') angelegt wird, um Formabweichungen der Materialgefüge (10', 11') zu vermeiden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des Formens zwischen den beiden Materialgefügen (10'', 11'') ein Druck und zwischen dem ersten Materialgefüge (10'') und der ersten Werkzeughälfte (12'') sowie zwischen dem zweiten Materialgefüge (11'') und der zweiten Werkzeughälfte (13'') ein Vakuum angelegt wird, so dass nach dem Formen ein Rohteil (24) für ein äußeres Fahrzeugkarosserieteil (27) aus verstärktem Kunststoff erhalten wird, dessen Außenseite entsprechend dem inneren Hohlraum der Form des in geschlossener Stellung befindlichen Formwerkzeugs geformt ist und das in seinem Inneren einen oder mehrere Höhlräume (25, 25') aufweist, der/die durch Wandungen aus verstärktem thermoplastischem Material gebildet wird/werden.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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