DE10003224A1

DE10003224A1 - Moulded plastic part for automotive applications, especially in door regions, has auxiliary part to restrict thermal expansion

Info

Publication number: DE10003224A1
Application number: DE2000103224
Authority: DE
Inventors: Wilfried Schwant
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2001-08-02

Abstract

The moulded part (1) is provided with at least one auxiliary part (2a, 2b) that affects its thermal expansion properties. The preferably thermoplastic or duroplast moulded part is preferably used inside the passenger compartment region of a vehicle, where it is in contact with at least one sheet metal part.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffformteil, insbesondere Kunststoffformteile aus Thermoplasten und Duroplasten, wobei das Kunststoffformteil vzw. im Innenraumbereich eines Kraftfahrzeuges anordenbar ist und - nach dessen Anordnung im Innenraumbereich - zumindest an einem Bereich mit mindestens vzw. einem Blechteil des Kraftfahrzeuges in Kontakt steht.The invention relates to a molded plastic part, in particular molded plastic parts Thermoplastics and thermosets, the plastic molded part vzw. in the Interior area of a motor vehicle can be arranged and - according to its arrangement in the interior area - at least in an area with at least vzw. one Sheet metal part of the motor vehicle is in contact.

Im Stand der Technik sind Kunststoffformteile organische, hochmolekulare Werkstoffe, die synthetisch hergestellt werden. Sie werden als Polymere durch Polymerisation, Polykondensation oder Polyaddition aus Monomeren hergestellt. Lineare Polymere werden als Thermoplaste und vernetzte Polymere als Duroplaste bezeichnet. Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten Kunststoffformteile herzustellen. Die bekanntesten Herstellungsverfahren sind Spritzgießen, Pressen, Spritzpressen, Extrudieren und Schäumverfahren. Die jeweils verwendeten Verfahren haben zusätzlichen Einfluß auf die Materialeigenschaften der Kunststoffformteile.In the prior art, molded plastic parts are organic, high-molecular materials, that are made synthetically. They are called polymers by polymerization, Polycondensation or polyaddition made from monomers. Linear polymers are referred to as thermoplastics and cross-linked polymers as thermosets. There are a variety of ways to produce molded plastic parts. The most popular Manufacturing processes include injection molding, pressing, transfer molding, extrusion and Foaming process. The methods used in each case have an additional influence the material properties of the molded plastic parts.

Bevorzugt werden im Stand der Technik im Kraftfahrzeugbereich die Thermoplaste ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymerisate) und PP (Polypropylen) eingesetzt. Aus diesen Thermoplasten werden beispielsweise Stoßfänger, Verkleidungen, Behälter, Schutzhelme, etc. hergestellt. Die Thermoplastformteile weisen günstige mechanische Eigenschaften auf und der Temperatureinsatzbereich beschränkt sich auf -45° bis 110°C.The thermoplastics ABS are preferred in the prior art in the automotive field (Acrylonitrile-butadiene-styrene polymers) and PP (polypropylene). From these Thermoplastics are, for example, bumpers, cladding, containers, Protective helmets, etc. The thermoplastic molded parts have favorable mechanical Properties on and the temperature range is limited to -45 ° to 110 ° C.

Kunststoffformteile die durch Spritzgießen hergestellt werden, weisen zusätzlich zu den oben erwähnten Eigenschaften noch eine günstige Oberflächengüte mit homogener Oberfläche und guter Farbkonstanz, Farbqualität und Pigmentverteilung auf, weshalb sie verstärkt im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt werden. Die Oberflächengüte wird durch die Einspritzgeschwindigkeit und der Werkzeugoberflächentemperatur beeinflußt. Die Spritzgießmasse (plastifizierter, granulierter oder pulverförmiger Werkstoff) wird dem Heizzylinder des Extruders zugeführt und darin plastifiziert. Danach wird die plastifizierte Spritzgießmasse mit hohem Druck in ein Formwerkzeug gespritzt und geht dort unter Druckeinwirkung in den festen Zustand über. Der Kolben wird zurückgefahren sowie das Spritzgießwerkzeug geöffnet und abschließend das Formteil aus dem Formwerkzeug entnommen. Bei Thermoplasten wird ein gekühltes Formwerkzeug und bei Duroplasten ein beheiztes Formwerkzeug verwendet.Plastic molded parts that are produced by injection molding, in addition to the properties mentioned above still a favorable surface quality with homogeneous Surface and good color consistency, color quality and pigment distribution on which is why are increasingly used in the automotive sector. The surface quality is determined by affects the injection speed and mold surface temperature. The Injection molding compound (plasticized, granulated or powdery material) is the Heating cylinder of the extruder fed and plasticized therein. Then the plasticized Injection molding compound injected at high pressure into a mold and goes under there Pressure in the solid state over. The piston is retracted as well as that Injection mold opened and finally the molded part from the mold taken. A cooled mold is used for thermoplastics and for thermosets used a heated mold.

Die im Stand der Technik verwendeten Kunststoffformteile, beispielsweise ein Thermoplastformteil für eine Türverkleidung eines Kraftfahrzeuges im Innenraum, sind nicht optimal. Durch die spezifischen Eigenschaften des Kunststoffes sind die Formteile stark temperaturabhängig und besitzen eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Die Kunststofformteile, beispielsweise ABS und PP, besitzen einen wesentlich größeren temperaturabhängigen Ausdehnungsquotienten als Metalle (Stahlblech), die in der Kraftfahrzeugindustrie verwendet werden. Durch den größeren Ausdehnungsquotienten der Kunststoffformteile, beispielsweise der Türverkleidung, müssen beim Zusammenbau von Blechteilen mit Kunststofformteilen Spaltmaße eingehalten werden, da im Innenbereich eines Kraftfahrzeuges unterschiedliche Temperaturen zu unterschiedlichen Zeiten vorherrschen. Beispielsweise entspricht die Innenraumtemperatur nicht einer konstanten Grad Celsiuszahl, sondern variiert abhängig vom Fahrzeugzustand und den Außenbedingungen. Beispielsweise morgens bei Frost und Stillstand des Kraftfahrzeuges befindet sich die Temperatur im Innenraum um die 0°C. Wenn der Fahrzeugführer nun das Kraftfahrzeug in Betrieb nimmt, erhöht sich die Innenraumtemperatur und das Kunststofformteil dehnt sich weiter aus als die mit diesem verbundenen Materialien aus Stahlblech. Zur Bewältigung dieser material- und temperaturabhängigen Ausdehnungen sind die - bisher im Stand der Technik üblichen - "verarbeiteten" Spaltmaße zuständig. Das gesamte Cockpitlayout des Fahrzeuginnenraums wird durch sichtbare Spaltmaße zwischen Kunststoffteilen und Metallteilen nachteilig beeinträchtigt und stört auch die harmonische Gestaltung.The molded plastic parts used in the prior art, for example a Thermoplastic molded part for a door panel of a motor vehicle in the interior not optimal. Due to the specific properties of the plastic, the molded parts are strongly temperature-dependent and have low thermal conductivity. The Plastic moldings, such as ABS and PP, have a much larger one temperature-dependent expansion quotients as metals (steel sheet), which in the Automotive industry are used. Due to the larger expansion quotient the molded plastic parts, for example the door trim, must be assembled of sheet metal parts with plastic moldings gap dimensions are observed, since in Interior of a motor vehicle different temperatures to different Times prevail. For example, the interior temperature does not correspond to one constant degrees Celsius, but varies depending on the vehicle condition and the External conditions. For example, in the morning when the frost is freezing Motor vehicle is the temperature in the interior around 0 ° C. If the Driver now puts the motor vehicle into operation, the increases The interior temperature and the molded plastic part expand further than the one with it connected sheet steel materials. To cope with this material and Temperature-dependent expansions are the ones that have been customary in the prior art "processed" gap dimensions responsible. The entire cockpit layout of the The vehicle interior is characterized by visible gaps between plastic parts and Metal parts adversely affect and also disturbs the harmonious design.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das eingangs erwähnte Kunststoffformteil derart auszugestalten und weiterzubilden, daß die eingangs genannte spezifische thermische Ausdehnung des Kunststoffformteils reduziert ist und daher große Spaltmaße zwischen den Kunststoffformteilen und den Metallen vermieden werden.The object of the invention is therefore the plastic molding mentioned above To design and develop that the specific thermal Expansion of the molded plastic part is reduced and therefore large gaps between the plastic molded parts and the metals are avoided.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird nun dadurch gelöst, daß mindestens ein die thermische Ausdehnung des Kunststoffformteils beeinflussendes Zusatzelement vorgesehen ist. Durch die Einbringung des Zusatzelementes, insbesondere durch die spezifischen Eigenschaften des Zusatzelementes in Kombination mit dem Kunststoffformteil, wird die temperaturabhängige Ausdehnung des Kunststoffformteils reduziert und die - bisher im Stand der Technik - sichtbaren Spaltmaße zwischen den Kunststoffformteilen und den Stahlblechen können verkleinert werden. Im Ergebnis werden durch die Einbringung des Zusatzelementes die eingangs beschriebenen Nachteile vermieden, wobei die störenden sichtbaren Spaltmaße vermindert werden und somit auch eine harmonischere Gestaltung des Fahrzeuginnenraums möglich ist.The above problem is now solved in that at least one Additional element influencing the thermal expansion of the molded plastic part is provided. By introducing the additional element, in particular by the specific properties of the additional element in combination with the Plastic molded part, the temperature-dependent expansion of the plastic molded part reduced and the - so far in the prior art - visible gap dimensions between the Plastic moldings and the steel sheets can be downsized. As a result are introduced by introducing the additional element Disadvantages avoided, the annoying visible gap dimensions are reduced and thus a more harmonious design of the vehicle interior is possible.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten das erfindungsgemäße Zusatzelement in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im nachfolgenden soll nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigtThere are now a multitude of possibilities for the additional element according to the invention in advantageous to design and develop. For this, first of all, on the Claim 1 subordinate claims are referred. in the The following is a preferred embodiment of the invention based on a drawing and the associated description are explained in more detail. In the Drawing shows

Fig. 1 die bevorzugte Ausführungsform eines dargestellten Kunststoffformteils mit Zusatzelement, hier ein Kunststoffformteil für eine Türbreitung in einer vereinfachten schematischen teilweise perspektivischen Darstellung. Fig. 1 shows the preferred embodiment of a molded plastic part with additional element, here a molded plastic part for a door width in a simplified schematic partial perspective view.

Die Fig. 1 zeigt in einer vereinfachten schematischen Darstellung ein Kunststoffformteil 1, insbesondere ein Kunststoffformteil 1 aus Thermoplasten und/oder Duroplasten für ein hier nicht dargestelltes Kraftfahrzeug. Das hier dargestellte Kunststoffformteil 1 ist für den Innenraumbereich eines Kraftfahrzeuges hergestellt bzw. gedacht und wird hier im Innenraumbereich des Kraftfahrzeuges entsprechend angeordnet. Das Kunststoffformteil 1 wird so im Innenraumbereich eines Kraftfahrzeuges eingeordnet, daß das Kunststoffformteil 1 zumindest an einem Bereich mit mindestens einem Blechteil des Kraftfahrzeuges in Kontakt steht. Hierbei sind verschiedene Ausführungsformen für das Kunststoffformteil 1 denkbar. Bspw. kann das Kunststoffformteil 1 als Dachverkleidung oder Konsolenverkleidung ausgebildet sein und mit entsprechenden Befestigungselementen im Innenraumbereich eines Kraftfahrzeuges angeordnet werden, bspw. auf entsprechende Stahlbleche (Dach oder Seitentüren) aufgeschraubt werden. Fig. 1 shows in a simplified schematic representation of a molded plastic part 1, in particular a plastic molded part 1 of thermoplastics and / or thermosets on a not shown here, the motor vehicle. The molded plastic part 1 shown here is manufactured or intended for the interior area of a motor vehicle and is arranged accordingly in the interior area of the motor vehicle. The molded plastic part 1 is arranged in the interior area of a motor vehicle in such a way that the molded plastic part 1 is in contact with at least one area with at least one sheet metal part of the motor vehicle. Various embodiments are conceivable for the plastic molded part 1 . E.g. The molded plastic part 1 can be designed as a roof cladding or console cladding and can be arranged with corresponding fastening elements in the interior area of a motor vehicle, for example screwed onto corresponding steel sheets (roof or side doors).

Bei der Anordnung der Kunststoffformteile im Innenraumbereich muß der Ausdehnung der temperaturabhängigen Kunststoffformteile 1 durch entsprechend vorgesehene Spaltmaße Rechnung getragen werden. Da das Ausdehnungsverhalten der Kunststoffformteile 1 ein völlig anderes ist als der entsprechenden Blechteile - wie eingangs erläutert - mußten bisher entsprechend große Spaltmaße vorgesehen werden, die dem Ausdehnungsverhalten der hier verwendeten unterschiedlichen Materialien Rechnung tragen. When arranging the plastic molded parts in the interior area, the expansion of the temperature-dependent plastic molded parts 1 must be taken into account by means of correspondingly provided gap dimensions. Since the expansion behavior of the molded plastic parts 1 is completely different from that of the corresponding sheet metal parts - as explained at the beginning - previously large gaps had to be provided which take into account the expansion behavior of the different materials used here.

Dieser Nachteil wird nun dadurch vermieden, daß mindestens ein die thermische Ausdehnung des Kunststoffformteiles 1 beeinflussendes Zusatzelement 2 vorgesehen ist. Die Fig. 1 zeigt hier das entsprechende Kunststoffformteil 1 mit einem derartigen Zusatzelement 2, nämlich einem Zusatzelement 2a bzw. 2b in vereinfachter schematischer perspektivischer Darstellung. Hierbei ist das Zusatzelement 2 bzw. die Zusatzelemente 2a und 2b vollständig innerhalb des Kunststoffformteils 1 vorgesehen bzw. angeordnet. Denkbar wäre auch, daß diese Zusatzelemente 2 nur partiell innerhalb des Kunststoffformteiles 1 eingebracht sind oder Zusatzelemente 2 sich an der Oberfläche des Kunststoffformteiles 1 befinden, bzw. hier entsprechend vorgesehen werden.This disadvantage is now avoided by providing at least one additional element 2 which influences the thermal expansion of the plastic molded part 1 . Fig. 1 shows the corresponding molded plastic part 1 with such an additional element 2 , namely an additional element 2 a or 2 b in a simplified schematic perspective view. Here, the additional element 2 or the additional elements 2 a and 2 b is provided or arranged completely within the molded plastic part 1 . It would also be conceivable that these additional elements 2 are only partially introduced within the plastic molded part 1 or additional elements 2 are located on the surface of the plastic molded part 1 , or are provided here accordingly.

Bevorzugtes Material für die Kunststoffformteile 1 sind Thermoplaste und Duroplaste. Das hier in der Fig. 1 dargestellte Kunststoffformteil 1 für den Innenraumbereich eines Kraftfahrzeuges wird bevorzugt aus Thermoplasten wie bspw. ABS, PP, PPE und PPE + PS hergestellt. Das Zusatzelement 2 könnte bspw. bei dem Herstellungsverfahren des Kunststoffformteile 1 durch Spritzguß vorher in das Formwerkzeug eingebracht und dann mit der plastifizierten Spritzgießmasse umpritzt werden, so daß das Zusatzelement vollständig mit in das Kunststoffformteil 1, wie in Fig. 1 skizziert eingearbeitet wird. Denkbar ist auch, daß das Zusatzelement 2 nur partiell in das Kunststoffformteil 1 eingebracht wird. Dies kann je nach der entsprechend bestimmten Anwendung für das Kunststoffformteil 1 ganz unterschiedlich sein. Bspw. könnte das Zusatzelement 2 auch an der Oberfläche des Kunststoffformteiles 1 angeordnet sein.The preferred material for the plastic molded parts 1 are thermoplastics and thermosets. The plastic molded part shown here in FIG. 1 1 for the indoor section of a motor vehicle is preferably made of thermoplastics such as, ABS, PP, PPE and PPE + PS. The additional element 2 could, for example, in the manufacturing process of the plastic molded part 1 by injection molding beforehand into the mold and then overmolded with the plasticized injection molding compound, so that the additional element is completely incorporated into the plastic molded part 1 , as outlined in FIG. 1. It is also conceivable that the additional element 2 is only partially introduced into the molded plastic part 1 . This can be very different depending on the correspondingly determined application for the plastic molded part 1 . E.g. the additional element 2 could also be arranged on the surface of the plastic molded part 1 .

Dargestellt hier in diesem Fall sind Zusatzelemente 2, die strukturiert ausgebildet sind, nämlich ein erstes Zusatzelement 2a, das gitterförmig ausgebildet ist und ein zweites Zusatzelement 2b, das linienförmig ausgebildet ist.Shown here in this case are additional elements 2 that are structured, namely a first additional element 2 a that is lattice-shaped and a second additional element 2 b that is linear.

Weiterhin ist bei einem Pressverfahren zur Herstellung des Kunststoffformteiles 1 eine einfache Einlegung des Zusatzelementes 2 zwischen den einzelnen Pressvorgängen denkbar, ebenso kann bei einem Schäumverfahren das Zusatzelement 2 von der Schaummasse umspült werden.Furthermore, a simple insertion of the additional element 2 between the individual pressing processes is conceivable in a pressing process for producing the plastic molded part 1 , and the additional material 2 can also be washed around by the foam mass in a foaming process.

Es sind natürlich mehrere Ausführungen für das Zusatzelement 2 denkbar, also nicht nur die hier gezeigte gitterförmige Struktur des ersten Zusatzelementes 2a oder die linienförmige Struktur des zweiten Zusatzelementes 2b. Bspw. können die Strukturlinien auch in wellenförmiger oder zackiger Form verlaufen. Of course, several designs for the additional element 2 are conceivable, that is, not only the lattice-shaped structure of the first additional element 2 a shown here or the linear structure of the second additional element 2 b. E.g. the structure lines can also run in a wavy or jagged shape.

Durch die Kombination des Zusatzelementes 2 mit dem Kunststoffformteil 1 werden die spezifischen Eigenschaften der Werkstoffe miteinander verknüpft. Das Zusatzelement 2 besteht aus einem Werkstoff der eine wesentlich geringere temperaturabhängige Ausdehnung besitzt als das Kunststoffformteil 1, vzw. also aus einem metallischen Werkstoff, bspw. wie das hier gezeigte Metallgitter oder entsprechende Metalldrähte. Durch die Einlage des Zusatzelementes 2 wird die Ausdehnung des Kunststoffformteils 1 verringert und die Spaltmaße, die bisher im Innenraum eines Kraftfahrzeuges noch sehr groß ausgefallen sind, können wesentlich verringert werden, so daß die eingangs beschriebenen Nachteile von großen Spaltmaßen vermieden werden. Insbesondere hat dies für den Innenraumbereich eines Kraftfahrzeuges die Vorteile, daß sich in den nunmehr verringerten Spalten nicht mehr so große Dreckteilchen ansammeln können und der Innenraum wesentlich pflegeleichter wird bzw. ist. By combining the additional element 2 with the plastic molded part 1 , the specific properties of the materials are linked to one another. The additional element 2 consists of a material which has a significantly lower temperature-dependent expansion than the plastic molded part 1 , vzw. So from a metallic material, such as. The metal grid shown here or corresponding metal wires. By inserting the additional element 2 , the expansion of the molded plastic part 1 is reduced and the gap dimensions, which were previously very large in the interior of a motor vehicle, can be significantly reduced, so that the disadvantages of large gap dimensions described at the outset are avoided. In particular, this has the advantages for the interior of a motor vehicle that dirt particles which are not as large can no longer accumulate in the now reduced gaps and that the interior becomes or is much easier to maintain.

REFERENCE SIGN LIST

11

Kunststoffformteil
Plastic molding

22

Zusatzelement
Additional element

22

a erstes Zusatzelement
a first additional element

22

b zweites Zusatzelement
b second additional element

Claims

1. molded plastic part ( 1 ), in particular molded plastic parts ( 1 ) made of thermoplastics and thermosets, the molded plastic part ( 1 ) vzw. can be arranged in the interior of a motor vehicle and - after its arrangement in the interior - at least in one area with at least vzw. is in contact with a sheet metal part of the motor vehicle, characterized in that at least one additional element ( 2 ) influencing the thermal expansion of the plastic molded part ( 1 ) is provided.

2. Plastic molding according to claim 1, characterized in that the plastic molding ( 1 ) is formed from thermoplastics.

3. Plastic molding according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic molding ( 1 ) is formed from thermosets.

4. Plastic molding according to one of the preceding claims, characterized in that the additional element ( 2 ) is completely introduced into the plastic molding ( 1 ).

5. Plastic molding according to one of the preceding claims, characterized in that the additional element ( 2 ) is partially introduced into the plastic molding ( 1 ).

6. Plastic molding according to one of the preceding claims, characterized in that the additional element ( 2 ) is arranged on the surface of the plastic molding.

7. Plastic molding according to one of the preceding claims, characterized in that the additional element ( 2 ) is structured.

8. Plastic molding according to one of the preceding claims, characterized in that the additional element ( 2 ) is formed in a lattice shape.

9. Plastic molding according to one of the preceding claims, characterized in that the additional element ( 2 ) is linear.

10. Plastic molding according to one of the preceding claims, characterized in that the additional element ( 2 ) consists of a metallic material.