DE20120819U1

DE20120819U1 - Abdeckteil mit Klappe auf Basis faserverstärkter Kunststoffe

Info

Publication number: DE20120819U1
Application number: DE20120819U
Authority: DE
Original assignee: Polymer Tec GmbH
Current assignee: Roechling Automotive SE and Co KG
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2011-12-22

Description

Abdeckteil mit Klappe auf Basis faserverstärkter Kunststoffe

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abdeckteil auf Basis von faserverstärktem thermoplastisch verformbarem Kunststoff mit einer mittels einer Klappe abdeckbaren Öffnung, wobei die Klappe mittels eines Scharniers an dem Abdeckteil entlang einer Schwenkachse aufklappbar angebracht ist.

Abdeckteile der gattungsgemäßen Art werden beispielsweise in der Automobilindustrie für die Auskleidung von Motorräumen, Kraftfahrzeuginnenräumen oder dergleichen eingesetzt. Diese als Abdeckteile oder Abdeckklappen bezeichneten Bauteile werden üblicherweise aus separaten Bauteilen gefertigt, nämlich einem Abdeckteil mit Öffnung als Träger und einem zweiten Bauteil der Klappe, die dann mittels eines Scharniers als zusätzliche Elemente zusammengefügt werden, wodurch man dann das Abdeckteil mit aufklappbarer Klappe erhält.

Wegen der hohen Temperaturbeanspruchung im Kraftfahrzeugbereich werden die faserverstärkten Bauteile üblicherweise mit Glasfasern verstärkt. Aufgrund des hohen Glasfaseranteiles ist es nicht möglich, an sich bekannte sogenannte Filmscharniere zum Verbinden der Klappe mit dem Abdeckteil aus dem glasfaserverstärkten Kunststoff auszubilden, da solche Filmscharniere infolge der hohen Glasfaserfüllung der Bauteile zu einem Scharnierbruch führen und nicht funktionstüchtig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacher zu fertigendes gattungsgemäßes Abdeckteil auf Basis von faserverstärkten thermoplastisch verformbaren Kunststoffen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Scharnier ein Streifen aus einer Folie und/oder einem Flächengebilde wie Gewebe, Gewirke oder Gelege aus einem dem Kunststoff des Abdeckteiles entsprechenden Kunststoff oder einem mit diesem kompatiblen Kunststoff vorgesehen ist und der Streifen entlang der Schwenkachse beidseitig sowohl in das Abdeckteil als auch in die Klappe eingepreßt ist. Auf diese Weise wird ein Abdeckteil auf Basis faserverstärkter Kunststoffe geschaffen, bei dem das Scharnier integriert ist und eine separate Scharnierlösung entfällt.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Abdeckteil mit Öffnung und Klappe aus einem einzigen Preßformteil auf Basis von faserverstärktem thermoplastischem Kunststoff besteht und als Scharnier ein Streifen aus einer Folie und/oder einem Flächengebilde wie Gewebe, Gewirke, Gelege aus einem dem Kunststoff des Abdeckteiles mit Klappe entsprechenden Kunststoff oder einem mit diesem kompatiblen Kunststoff entlang der Schwenkachse beidseitig in das Preßformteil mit eingepreßt ist.

Erfindungsgemäß erhält man ein einziges integriertes Bauteil als Abdeckteil mit Klappe und Öffnung und Scharnier, das in einem Arbeitsgang, nämlich in einem Preßvorgang herstellbar ist, wobei der als Scharnier dienende Streifen zu einem Teil in den die Klappe bildenden Bereich des Preßformteiles und zum anderen Teil in den das Abdeckteil bildenden Bereich des Preßformteiles eigepreßt ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche entnehmbar.

Das erfindungsgemäß als integriertes Preßformteil ausgebildete Abdeckteil mit Klappe und Öffnung weist zudem in Weiterbildung der Erfindung eine als

überstehende Klappe ausgebildete Klappe auf, die sich dadurch auszeichnet, daß die Klappe außerhalb des Scharnierbereiches und der Schwenkachse entlang der Öffnung des Preßformteiles auf dem Abdeckteil mit einer Überdeckung aufliegt, wobei ein Auflagerand entlang der Öffnung von dem Abdeckteil gebildet ist.

Erfindungsgemäß wird das Preßformen in einem die Erfindung ermöglichenden und ebenfalls neu gestalteten Werkzeug durchgeführt, das die Ausbildung der Klappenöffnung und eines Hinterschnittes für das Aufliegen und Überdecken des Auflagerandes am Abdeckteil durch die Klappe ermöglicht und zugleich die integrale Ausbildung des Scharniers durch Einlegen des das Scharnier bildenden Streifens in das Werkzeug.

Erfindungsgemäß ist das Preßformteil mit Abdeckteil, Öffnung und Klappe aus einem Plattenmaterial aus einem Plastifikat in einem Preßvorgang hergestellt, wobei zusätzlich ein Streifen für die Scharnierausbildung in das Werkzeug mit eingelegt wird. In dem einen Preßformgang wird sowohl der Streifen in das Plattenmaterial mit eingepreßt als auch die Öffnung, U-förmig zur Ausbildung der Klappe durch entsprechendes Durchtrennen des Plattenmaterials ausgebildet und die Klappe mit Hinterschnitt in bezug auf den die Öffnung des Abdeckteiles umgebenden Auflagerand desselben.

Der als Scharnier dienende Streifen kann auf der Oberseite oder Unterseite des Preßformteiles plaziert und eingepreßt sein oder aber auch mittig in das Preßformteil eingepreßt sein.

Für eine mittige Einpressung des als Scharnier dienenden Streifens kann es zweckmäßig sein, beim Preßformen den als Scharnier dienenden Streifen zwischen zwei Platten aus Plastifikat, wie faserverstärktem Kunststoff einzulegen und diese gemeinsam in einem Werkzeug zu dem Preßformteil zu verpressen. Im Scharnierbereich, wo der Streifen angeordnet ist, erfolgt dann eine entsprechende Ausbildung der Schwenkachse durch Verdrängen des

Plattenmaterials durch das Preßformen, bis das Scharnier im Bereich des Streifens ausgebildet ist und die Klappe um dieses schwenkbar ist.

Die Ausbildung des Scharniers erfolgt bevorzugt in der Weise, daß der als Scharnier dienende Streifen mit dem das Preßformteil ausbildenden Plattenmaterial eine teils klebende, verbindende und durchdringende Verbindung eingeht, wobei der plastifizierte thermoplastische Kunststoff das Gewebe, Gewirke, Gelege oder dergleichen durchdringt und so eine formschlüssige Verbindung, ähnlich einer Vernietung, erzielt wird.

Bevorzugt wird ein Gewebestreifen aus einem Kunststoffgewebe eingesetzt, das in seiner Materialauslegung dem Matrixmaterial - Kunststoff - des Abdeckteiles und Preßformteiles angepaßt ist. Ist beispielsweise das Matrixmaterial des Preßformteiles aus Polypropylen, dann ist auch das Flächengebilde des Streifens bevorzugt aus Polypropylenfäden, -bändern, -monofilen, -fasern hergestellt.

Statt eines Gewebestreifens kann auch eine Kunststoffolie eingesetzt werden. Um auch bei dieser eine gute Verpressung und Haftung und Verbund zu dem Matrixmaterial des Preßformteiles zu erhalten, sollte während des Verbindungsvorganges entweder die Oberfläche gut angeschmolzen werden können oder die Folie zusätzlich mit einem Haftvermittler versehen sein.

Mit Hilfe des erfindungsgemäß eingesetzten Scharniers aus einem Streifen aus einem Gewebe, Gewirke, Gelege oder dergleichen oder einer Folie auf Basis thermoplastischer Kunststoffe, wird ein Glasbruch des Scharniers vermieden.

Der erfindungsgemäß als Scharnier vorgesehene Streifen kann einfach in das Preßwerkzeug eingelegt und mit dem Matrixmaterial, d. h. einem Plattenmaterial aus faserverstärktem Kunststoff zu dem integrierten Bauteil, nämlich dem Abdeckteil mit Klappe und Scharnier verpreßt werden.

Das Verpressen erfolgt unter Druck und Wärme, so daß eine hohe Festigkeit der Verbindung im Scharnierbereich durch das Aneinanderschmelzen und die

Umspülung und Durchdringung des Gewebes des Streifens durch das Matrixmaterial erreicht wird. Die erforderlichen Festigkeitswerte sowohl für den Scharnierbereich als auch für das Preßformteil können durch Auswahl der Materialien, der Materialstärken und des Streifens in bezug z. B. auf Gewebe 5 oder Gelegetyp sowie Maschen- bzw. Faserdichte dem geforderten Bauteilzweck angepaßt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
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Figur 1a Draufsicht auf das als ein einziges Preßformteil ausgebildete Abdeckteil mit geschlossener Klappe,

Figur 1 b die Draufsicht nach Figur 1 a mit halb geöffneter Klappe,
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Figur 2 Darstellung eines Abdeckteiles mit separater Klappe gemäß Stand

der Technik,

Figur 3 Detail D der Scharnierausbildung des Preßformteiles gemäß

Figur 1 und Figur 5,

Figur 4 schematische Darstellung des Werkzeuges in geöffneter Stellung

mit eingelegtem Matrixmaterial vor Beginn des Preßvorganges,

Figur 5 das Werkzeug gemäß Figur 4 in geschlossenem Zustand am Ende

des Preßvorganges,

Figur 6 das Werkzeug gemäß Figur 5 in geöffnetem Zustand in

Auswerferposition für das Preßformteil.
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In der Figur 2 ist beispielhaft in perspektivischer Darstellung ein übliches in der Automobilindustrie eingesetztes Abdeckteil 1 mit Öffnung 10 dargestellt, wobei die Öffnung 10 mittels einer Klappe 2 bedeckbar ist und die Klappe 2

als separates Bauteil mittels eines Scharniers 3 an dem Abdeckteil befestigt ist und um die Schwenkachse X aufklappbar ist. Die Bauteile 1 und 2 werden separat gefertigt, durch Preßformen aus einem faserverstärkten Matrixmaterial auf Basis thermoplastischer Kunststoffe und sie werden dann mittels des Scharniers 3 zusammengefügt. Auch für das Scharnier werden zusätzliche Elemente eingebaut. Wegen der für solche Bauteile im Automobilbau erforderlichen hohen Glasfaserfüllung für Formsteifigkeit und Temperaturbeständigkeit ist die Ausbildung eines sogenannten Filmscharniers im Übergangsbereich des Abdeckteiles 1 zur Klappe 2 nicht möglich, da aufgrund der hohen Glasfüllung sehr schnell ein Scharnierbruch eintritt und nicht die erforderliche Flexibilität des Scharniers erzielbar ist.

In den Figuren 1a und 1b ist ein erfindungsgemäßes Preßformteil dargestellt, das das Abdeckteil 1 mit Klappe 2 als ein Bauteil mit integriertem Scharnier 3 umfaßt, wobei dieses Teil in einem einzigen Preßvorgang hergestellt ist. Das Abdeckteil 1 mit Klappe 2 ist auf Basis von faserverstärktem thermoplastisch verformbarem Kunststoff, beispielsweise einem glasfaserverstärkten Polypropylen hergestellt. Hierfür wird als Preßmaterial ein Plattenmaterial aus Plastifikat, wie glasfaserverstärktem thermoplastischem Kunststoff vorgesehen. Das Abdeckteil weist die Öffnung 10 auf, die mittels der Klappe 2 abgedeckt ist, wobei die Klappe 2 die Öffnung 10 im Bereich des Auflagerandes 11 des Abdeckteiles überdeckt. Die Klappe 2 ist um die Schwenkachse X aufklappbar. Das Scharnier 3 wird mittels des in den faserverstärkten Kunststoff, der auch als Matrixmaterial bezeichnet wird, eingepreßten Streifens 30, beispielsweise aus einem hochfesten Gewebe oder Gelege aus Polypropylenfäden, -monofilen, -bändern oder -fasern gebildet.

Der Auflagerand 11, über den die Klappe 2 bevorzugt 10 bis 25 mm übersteht und aufliegen kann, ist nicht nur aus optischen Gründen erwünscht, sondern vielfach erforderlich, um das Übertragen von Kraftmomenten auf diesen umlaufenden Auflagerand und damit auf das Abdeckteil zu ermöglichen.

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In den Figuren 4 bis 6 ist die Herstellung des erfindungsgemäßen Preßformteiles mit einer integrierten Klappe und Scharnier mittels eines Preßwerkzeuges durch Preßformen aus einem Plattenmaterial aus Plastifikat und einem Streifen für das Scharnier schematisch dargestellt.
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Das Werkzeug umfaßt das Werkzeugunterteil mit der der Kontur des herzustellenden Preßformteiles angepaßten Form, nämlich den Bereich 51 für das Abdeckteil mit Öffnung 10 und den Bereich 52 für die Klappe, wobei das Preßformteil mit einer geöffneten Klappe, also etwa wie in der Figur 1b dargestellt, durch Preßformen hergestellt wird. Hierfür weist das Werkzeugunterteil 5 mehrere Schiebereinsätze 6, von denen hier nur einer dargestellt ist, im Bereich des umlaufenden Auflagerandes 11, siehe Figur 1a, des Bauteiles auf, die die Öffnung sowie die Klappe in der geöffneten Klappenstellung ausbilden. Die Schiebereinsätze 6 weisen einen Schieberkopf 60 auf, der in den Klappenbereich 52 mit einer Seitenkante 61 vorsteht, wodurch ein Hinterschnitt für den Auflagerand 11 am Abdeckteil 51 entsteht in bezug auf den Klappenbereich 52, und zwar entlang der Öffnung außerhalb der Scharnierseite. Gleichzeitig werden durch die Schiebereinsätze bzw. die Schieberköpfe 60 der Öffnungsrand für den Klappenausschnitt und die Öffnung gebildet. In das Werkzeugunterteil wird nun beispielsweise der Streifen 30 für die Scharnierausbildung eingelegt und das Material zum Herstellen des Preßformteiles in Gestalt beispielsweise einer Platte 100 aus glasfaserverstärktem Polypropylen eingelegt. Das Werkzeugoberteil 4 weist die entsprechende Gegenkontur zum Ausformen des Preßformteiles auf und eine entsprechend dem Klappenausschnitt entsprechende außerhalb des Scharnierbereiches umlaufende Schnittkante 41 zum Herstellen der Öffnung und des Klappenausschnittes.

Nach dem Einbringen des Matrixmaterials 100 und des Scharnierstreifens 30 wird das Preßwerkzeug durch Zufahren des Werkzeugoberteiles 4 in Pfeilrichtung P1 geschlossen, siehe Figur 5. In einem einzigen Preßvorgang wird die Platte 100 in die gewünschte Form gebracht, die Klappe ausgeschnitten und der Streifen 30 in das Matrixmaterial eingepreßt und das

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Scharnier 3 ausgebildet. In der Figur 3 ist beispielhaft eine mögliche Scharnierausbildung dargestellt. Das Material der Platte 100 wird im Bereich 51 der Form zu dem Abdeckteil 1 verpreßt und im Bereich 52 als Klappe 2 ausgebildet und im Bereich des eingelegten Gewebestreifens wird durch Wegpressen des Matrixmaterials das Scharnier 3 entlang der Schwenkachse ausgebildet. Damit wird die Klappe 2 um den Pfeil P3 schwenkbar in bezug auf das Abdeckteil 1. Je nach Fließeigenschaften des Matrixmaterials wird der Streifen 30 mehr oder weniger stark beidseitig der Schwenkachse bzw. des Scharniers 3 in den Bereich des Abdeckteiles 1 bzw. den Bereich der Klappe 2 eingepreßt. Der Streifen 30 kann wahlweise auf der Oberseite oder Unterseite des Materials 100, siehe Pfeile Z bzw. Figur 4, plaziert werden. Durch eine entsprechende Einlegeposition des Materials oder aber mittels Schiebern kann das Wegspülen des Streifens 30 bei den hohen Fließgeschwindigkeiten des Preßformens vermieden werden, so daß der Streifen 30 an der gewünschten Stelle eingepreßt wird. Es ist auch möglich, siehe Figur 4, unterhalb des Streifens 30 auf die Form ein weiteres Matrixmaterial in Plattenform aufzulegen, um ein möglichst mittiges Einbetten des Streifens 30 zu erzielen. Es ist auch möglich, auf das Material 100 auf der Oberseite den Streifen 30 aufzubringen und hierüber noch weiteres Matrixmaterial in Plattenform aufzulegen. Es ist auch möglich, dies mit einer Vorfixierung zu versehen, um ein Verrutschen des Streifens 30 während des Preßformens zu verhindern.

Nach dem Verpressen erfolgt die Entformung, wie schematisch in der Figur 6 dargestellt. Das Werkzeugoberteil 4 wird in Pfeilrichtung P2 abgehoben, die Schieber werden ebenfalls in Pfeilrichtung P2 hochgefahren zusammen mit Auswerfern, wodurch der ausgebildete Hinterschnitt im Bereich des Klappenausschnittes und des gebildeten Auflagerandes 11 freigegeben wird. Das mit integrierter Klappe hergestellte Abdeckteil als ein einziges Preßformteil liegt nun vor, wie in den Figuren 1a und 1b dargestellt.

Das Herstellen des erfindungsgemäßen integrierten Preßformteiles mit schwenkbarer Klappe und Gewebe-, Gewirke- oder Gelege- oder Folienstreifen

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als Scharnier kann auch mit weiterer Technik für Dekorhinterprägen für Oberflächenveredelungen beim Herstellen der Preßformteile eingesetzt werden.

Claims

1. Abdeckteil auf Basis von faserverstärktem thermoplastisch verformbarem Kunststoff mit einer mittels einer Klappe abdeckbaren Öffnung, wobei die Klappe mittels eines Scharniers an dem Abdeckteil entlang einer Schwenkachse aufklappbar angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Scharnier (3) ein Streifen aus einer Folie und/oder einem Flächengebilde wie Gewebe, Gewirke, Gelege aus einem dem Kunststoff des Abdeckteiles entsprechenden oder einem mit diesem kompatiblen Kunststoff vorgesehen ist und der Streifen entlang der Schwenkachse (X) beidseitig sowohl in das Abdeckteil (1) als auch in die Klappe (2) eingepreßt ist.

2. Abdeckteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckteil mit Öffnung und Klappe aus einem einzigen Preßformteil besteht und als Scharnier ein Streifen aus einer Folie und/oder einem Flächengebilde wie Gewebe, Gewirke oder Gelege aus einem dem Kunststoff des Abdeckteiles mit Klappe entsprechenden Kunststoff oder einem mit diesem kompatiblen Kunststoff entlang der Schwenkachse beidseitig in das Preßformteil mit eingepreßt ist.

3. Abdeckteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe außerhalb des Scharnierbereiches und der Schwenkachse entlang der Öffnung in dem Abdeckteil auf einem Auflagerand des Abdeckteiles mit einer Überdeckung aufliegt.

4. Abdeckteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe den Auflagerand bis zu 25 mm überdeckend ausgebildet ist.

5. Abdeckteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als Scharnier dienende Streifen mit einem Haftvermittler versehen ist.

6. Abdeckteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der als Scharnier dienende Streifen auf der Oberseite oder Unterseite des Preßformteiles plaziert und eingepreßt ist.

7. Abdeckteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der als Scharnier dienende Streifen mittig in das Preßformteil eingepreßt ist.

8. Abdeckteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das das Abdeckteil und die Klappe bildende Preßformteil aus einem glasfaserverstärkten thermoplastischem Kunststoff auf Basis von Polyolefinen gefertigt ist.

9. Abdeckteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßformteil aus einem Plattenmaterial aus mit Langglasfasern verstärktem Polypropylen durch Preßformen hergestellt ist.