DE102009016240A1

DE102009016240A1 - Außenverkleidungsteil und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102009016240A1
Application number: DE200910016240
Authority: DE
Inventors: Michael Lieven
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2009-10-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Außenverkleidungsteil (20) für einen Kraftwagen mit einem Grundkörper (18) aus einem Kunststoff sowie wenigstens einem thermischen Abschirmelement (16), wobei das thermische Abschirmelement (16) zumindest bereichsweise in den Kunststoff des Grundkörpers (18) integriert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Außenverkleidungsteil für einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Außenverkleidungsteils nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 4.
Außenverkleidungsteile für Kraftwagen, insbesondere Unterbodenverkleidungen und Radlaufverkleidungen sind aufgrund ihrer Nähe zum Motor und zu Komponenten des Abgasstranges bereichsweise einer außerordentlich hohen thermischen Belastung ausgesetzt. Da diese Bauteile in der Regel aus Kunststoff ausgeführt sind, werden gerade in neuartigen Kraftfahrzeugen, welche sich durch eine hohe Packagedichte im Motorraum auszeichnen, oftmals thermische Grenztemperaturen der eingesetzten Werkstoffe überschritten.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, betroffene Bauteile zumindest bereichsweise mit einer Aluminiumfolie zu ummanteln. Ein derartiges Bauteil ist beispielsweise aus der DE 103 49 743 A1 bekannt. Das Ummanteln komplex geformter Bauteile mit Folien, welche manuell aufgebracht werden müssen, ist sowohl zeitaufwändig, als auch kostenintensiv. Durch die relativ dünnen verwendeten Aluminiumfolien werden die zulässigen Grenztemperaturen noch immer nicht sicher eingehalten, wodurch die Langzeitqualität und -haltbarkeit der Bauteile gefährdet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Außenverkleidungsteil nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Außenverkleidungsteils nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 4 so weiterzuentwickeln, dass eine kostengünstige Herstellung von derartigen Außenverkleidungsteilen bei gleichzeitig verbesserter Wärmebeständigkeit erzielt wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Außenverkleidungsteil mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 4 gelöst.
Ein derartiges Außenverkleidungsteil für einen Kraftwagen weist einen Grundkörper aus einem Kunststoff sowie wenigstens ein thermisches Abschirmelement auf. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das thermische Abschirmelement zumindest bereichsweise in den Kunststoff des Grundkörpers integriert ist. Damit lassen sich thermische Abschirmelemente realisieren, die bei im Wesentlichen gleichem Gesamtgewicht des Außenverkleidungsteils eine wesentlich bessere Wärmebeständigkeit in den thermisch beanspruchten Bereichen des Außenverkleidungsteils gewährleisten. Durch die Integration des Abschirmelementes in den Kunststoff des Grundkörpers ist zudem eine vereinfachte und weitgehend automatisierbare Herstellung notwendig, da die thermischen Abschirmelemente nicht mehr separat bereitgestellt und umgeformt und anschließend mit dem Grundkörper verklebt werden müssen. Vielmehr wird durch das erfindungsgemäße Außenverkleidungsteil eine direkte und stoffschlüssige Verbindung des Abschirmelements mit dem Grundkörper gewährleistet. Dies ist prozesstechnisch wesentlich einfacher und kostengünstiger zu realisieren als ein nachträgliches Verkleben. Zudem ist es möglich, das thermische Abschirmelement wesentlich dicker auszuführen als eine nachträglich verklebte Folie, so dass die Wärmeabschirmung im Bereich des thermischen Abschirmelementes wesentlich verbessert wird.
Bevorzugt besteht das thermische Abschirmelement aus einem Polyamid und/oder einem Faserverbundwerkstoff und/oder Aluminium. Die konkrete Materialwahl hängt dabei von der konkreten thermischen Belastung des Außenverkleidungsteils ab, so dass bei schwächeren Belastungen in der Regel dünnere und leichtere Werkstoffe gewählt werden als an thermisch hoch belasteten Bauteilen in unmittelbarer Nachbarschaft zum Motor oder zum Abgasstrang.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Außenverkleidungsteils für einen Kraftwagen, bei welchem wenigstens ein thermisches Abschirmelement mit einem Grundkörper aus einem Kunststoff verbunden wird. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass das thermische Abschirmelement zumindest bereichsweise in den Grundkörper integriert wird. Mit anderen Worten wird auf zusätzliche Verbindungsmittel, wie beispielsweise Klebstoff, andere Haftvermittler oder mechanische Verbindungselemente wie Schrauben, Bolzen und dergleichen verzichtet. Durch die Reduktion der verwendeten Komponenten kann das Verfahren daher schneller und kostengünstiger durchgeführt werden als bekannte Verfahren zum Herstellen von Außenverkleidungsteilen.
Bevorzugt wird der Grundkörper des Außenverkleidungsteils durch Spritzgießen oder Fließpressen an das thermische Abschirmelement angeformt. Das Abschirmelement kann dabei in Form eines vorgefertigten Bauteils bereitgestellt werden und wird in der Folge in das Spritzguss- oder Fließpresswerkzeug eingelegt und dann umspritzt bzw. umpresst. Hierdurch entsteht eine formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Materialien. Alternativ bzw. zusätzlich kann das thermische Abschirmelement selbst als Spritzgussbauteil bereitgestellt werden und im Rahmen eines Zweikomponentenspritzgussverfahrens mit dem Grundkörper um- bzw. hinterspritzt werden. Alle genannten Verfahren kommen mit einem einzelnen Werkzeug aus, so dass keine aufwendig nachgelagerten Montageschritte notwendig sind. Die Verfahren sind daher ganz besonders kostengünstig und zeitsparend.
Im Folgenden soll die Erfindung ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
1 ein Unterbodenverkleidungsteil nach dem Stand der Technik in perspektivischer Ansicht und
2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Außenverkleidungsteils mit einem thermischen Abschirmelement.
Ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes, dem Stand der Technik entsprechendes Unterbodenverkleidungsteil besteht aus einem Kunststoffgrundkörper 12. Aufgrund der Nähe des Unterbodenverkleidungsteils 10 zum Abgasstrang ist ein Teilbereich 14 des Unterbodenverkleidungsteils 10 besonders hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Um eine vorzeitige Alterung des Außenverkleidungsteils 10 im Bereich 14 zu unterbinden, wird dieser Bereich 14 bei aus dem Stand der Technik bekannten Unterbodenverkleidungsteilen 10 mit einer Aluminiumfolie ummantelt, welche mit dem Kunststoffgrundkörper 12 verklebt wird. Die Aluminiumfolie muss dabei vor dem Verkleben umgeformt werden, um der Kontur des Bereichs 14 des Unterbodenverkleidungsteils 10 zu entsprechen. Anschließend wird die Aluminiumfolie in einem aufwändigen Verfahrensschritt per Hand mit dem Grundkörper 12 verklebt. Da bei derartigen, bekannten Unterbodenverkleidungsteilen 10 nur relativ dünne Folien eingesetzt werden können, ist oftmals nicht gewährleistet, dass die Grenztemperaturen des Kunststoffgrundkörpers 12 nicht überschritten werden. Dies ist insbesondere bei neueren Kraftwagen der Fall, die sich durch eine besonders hohe Packagingdichte im Bereich des Motorraums und der Abgasanlage auszeichnen. Durch eine Überhitzung des Unterbodenverkleidungsteiles 10 wird jedoch dessen Lebensdauer nachteilig beeinflusst, so dass gegebenenfalls aufwändige Reparaturen notwendig werden.
Dieses Problem wird durch die vorliegende Erfindung gelöst, indem anstelle einer Ummantelung mit Aluminiumfolie ein thermisches Abschirmelement 16 in den Kunststoffgrundkörper 18 integriert wird, wie in 2 anhand eines Ausführungsbeispiels eines im Ganzen mit 20 bezeichneten erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidungsteils gezeigt ist. Der Grundkörper 18 des Unterbodenverkleidungsteils 20 besteht, wie aus dem Stand der Technik bereits bekannt, aus einem Kunststoff. Das thermische Abschirmelement 16 kann bedarfsweise ebenfalls aus einem Kunststoff, beispielsweise Polyamid oder einem faserverstärkten Kunststoff, oder auch aus Blech, insbesondere Aluminiumblech, bestehen. Zur Herstellung des Unterbodenverkleidungsteils 20 wird dabei zunächst das thermische Abschirmelement 16 bereitgestellt. Dieses kann in der Folge in ein Spritzgusswerkzeug oder eine Fließpressvorrichtung eingelegt werden und mit dem Grundkörper 18 umspritzt bzw. umpresst werden. Dadurch ergibt sich ein direkter Form- und/oder Stoffschluss zwischen thermischem Abschirmelement 16 und Grundkörper 18 des Unterbodenverkleidungsteils 20. Es ist keine zusätzliche Verklebung und keine per Hand durchzuführende Montage des thermischen Abschirmelements 16 mehr notwendig, wodurch das Herstellungsverfahren wesentlich verbilligt wird. Im Bereich des Abschirmelementes 16 besteht das Unterbodenverkleidungsteil 20 über seine gesamte Dicke aus dem wärmebeständigeren Material des thermischen Abschirmelementes 16, wodurch die Hitzebeständigkeit des Gesamtbauteils im Vergleich zu einer einfachen und relativ dünnen Aluminiumfolienummantelung wesentlich verbessert wird.
Alternativ zum Umpressen oder Umspritzen bzw. Hinterspritzen des thermischen Abschirmelements 16 kann das Unterbodenverkleidungsteil 20 auch im Zweikomponentenspritzguss hergestellt werden. Dabei wird in einem Spritzgusswerkzeug zunächst das thermische Abschirmelement 16 aus einem temperaturbeständigen Kunststoff geformt. Durch Bewegung eines Schiebers wird dann eine zweite Kavität im Werkzeug freigegeben und mit dem weniger wärmebeständigen Kunststoff des Grundkörpers 18 der Grundkörper angeformt. Selbstverständlich kann die Reihenfolge auch vertauscht werden und zunächst der Grundkörper 18 gespritzt und anschließend mit dem thermischen Abschirmelement 16 um- bzw. hinterspritzt werden.
Bei allen genannten Verfahren ist es möglich, durch eine entsprechende Gestaltung der Bauteilränder des thermischen Abschirmelements 16 bzw. des Grundkörpers 18 neben einem Stoffschluss auch einen Formschluss zwischen den beiden Komponenten der Unterbodenverkleidung 20 zu erzielen. Damit wird ein besonders stabiler Halt der beiden Komponenten des Unterbodenverkleidungsteils 20 gegeneinander erzielt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10349743 A1 [0003]

Claims

Außenverkleidungsteil (20) für einen Kraftwagen mit einem Grundkörper (18) aus einem Kunststoff sowie wenigstens einem thermischen Abschirmelement (16), dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Abschirmelement (16) zumindest bereichsweise in den Kunststoff des Grundkörpers (18) integriert ist.
Außenverkleidungsteil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Abschirmelement (16) stoffschlüssig direkt mit dem Grundkörper (18) verbunden ist.
Außenverkleidungsteil (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Abschirmelement (16) aus einem Polyamid und/oder einem Faserverbundwerkstoff und/oder Aluminium besteht.
Verfahren zum Herstellen eines Außenverkleidungsteils (20) für einen Kraftwagen bei welchem wenigstens ein thermisches Abschirmelement (16) mit einem Grundkörper (18) aus einem Kunststoff verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Abschirmelement (16) zumindest bereichsweise in den Grundkörper (18) integriert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (18) durch Spritzgießen oder Fließpressen an das thermische Abschirmelement (16) angeformt wird.