DE4040173A1

DE4040173A1 - Verbundbauteil

Info

Publication number: DE4040173A1
Application number: DE19904040173
Authority: DE
Inventors: Hans Schwager; Wolfgang Meyr; Dieter Bratherig
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1990-12-15
Filing date: 1990-12-15
Publication date: 1992-06-17

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil gemäß dem Ober begriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 34 47 185 ist ein Armaturenbrett für Kraft fahrzeuge bekannt, das Trägerbauteile aus Polyurethan- Hartschaum aufweist, die faserverstärkt sein können. Die Trägerbauteile sind zum einen an ihren Trennebenen mit einander und zum anderen an ihren Kanten an der Fahrzeug- Karosserie durch eine Polyurethan-Verklebung fest verbun den. Der verwendete Polyurethan-Kleber dient jedoch nur zur Verbindung der Bauteile und weist sonst keine weitere Funktionen auf.

Aus der DE-OS 29 15 474 ist ein Verbundschichtgebilde be kannt, das als ein Fertighimmel für Kraftfahrzeuge ein setzbar ist. Das Verbundschichtgebilde besteht aus Poly urethanschichten, die ohne einen zusätzlichen Klebstoff miteinander verbunden sind. So ist unterhalb einer dekorativen Deckschicht eine Schicht aus einem offenzel ligen weichen Polyurethanschaumstoff angeordnet, an die sich eine harte bis halbharte Polyurethanschaumstoff schicht anschließt. Dabei ist das Polyurethan der harten Schaumstoffschicht teilweise in das Polyurethan der wei chen Schaumstoffschicht eingedrungen, wodurch dieser Be reich als Armierung dient und gleichzeitig die Verbindung beider Schichten herstellt. Durch diese Sandwichbauweise können jedoch nur ebene Bauteile geformt werden.

Ferner ist die Verwendung von Polyurethan zum Ausschäumen von Hohlräumen bekannt, wodurch die Stabilität des Bau teils erhöht wird, wie dies beispielsweise aus der DE-OS 35 13 765 zur Herstellung eines Aluminium-Leichtbau- Bootes der Fall ist oder das zur Wärmeisolierung dient, wie dies beispielsweise bei einem Kühlschrank nach der DE-OS 28 55 115 angegeben ist. In beiden Fällen dient das Polyurethan jedoch nur als Füllstoff und hat nach außen hin keine weiteren Funktionen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbundbauteil zu schaffen, bei dem die Eigenschaften des Polyurethans bes ser ausgenutzt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verbundbau teil der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verbundbauteil ist von Vorteil, daß zwei oder mehrere Bauteile durch eine Umschäumung mit Polyurethan miteinander verbunden werden können. Die Verschäumung erfolgt so, daß das Polyurethan aufgrund seiner Form und/oder sonstigen Eigenschaften zu einer Funktionserhöhung führt und dadurch als ein eigenständi ges Bauteil dient. Ferner wird durch das Polyurethan oftmals die Funktion des Gesamtbauteils erst ermöglicht, so daß das Polyurethan Funktionsträger ist. So können die miteinander zu verbindenden Bauteile aus gleichen oder unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, soweit diese Werkstoffe durch Polyurethan miteinander verklebbar sind. Solche mit Polyurethan verklebbaren Werkstoffe sind beispielsweise Metalle wie Blech oder Aluminium, Kunststoffe wie Polyestherharz oder Epoxidharze oder Polyurethan selbst sowie beispielsweise auch Holz. Sowohl in den zu verbindenden Kunststoffen als auch in dem u. a. als Verbindungswerkstoff dienenden Polyurethan können Verstärkungsstoffe wie Fasern, Matten, Gewebe usw. eingearbeitet sein. Diese Verstärkungsstoffe können an den Kanten oder Rändern der Bauteile herausragen und durch die Tränkung mit Polyurethan miteinander verbunden werden, wodurch sich eine "Verkrallung" ergibt. Durch das aufgeschäumte Polyurethan kann eine Formgebung erreicht werden, die die erforderlichen Geometrien erfüllt. Durch die Verwendung unterschiedlicher Schaumsysteme, d. h. Hart-, Halbhart- oder Weich-Schäume sowie die dazwischenliegenden Bereiche, ist eine Einstellung der Steifigkeit auf die geforderte Funktion des Ver bundbauteils möglich. Durch die Einarbeitung von soge nannten "Inserts", d. h. von Einlegeteilen, ergibt sich ein weiterer Integrationseffekt des Polyurethans. Durch die Ausnutzung der Eigenschaften des Polyurethans können Bauteile eingespart werden, wodurch sich eine Gewichtser sparnis ergibt. Ferner ist eine schnellere Fertigung mög lich, da im Vergleich zu bekannten Herstellungsarten weniger Arbeitsschritte zur Fertigstellung eines Bautei les nötig sind. Schließlich sind auch komplizierte Formen bei der Verwendung von Polyurethan in einfacher Weise herstellbar.

Die Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verbund teiles sind vielfältig. So können beispielsweise eine Vielzahl von Innenausstattungsteilen in Kraftfahrzeugen in der beanspruchten Bauweise hergestellt werden. Solche Innenausstattungsteile können Sitzlehnen, Türverkleidun gen, Kofferraumauskleidungen und Armaturentafeln sein. Das erfindungsgemäße Verbundbauteil kann auch zur Her stellung von Gehäusen elektrischer oder elektronischer Geräte dienen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend an hand einer einzigen Zeichnung dargestellt, die ein Ver bundbauteil im Querschnitt zeigt.

Das Verbundbauteil 1 besteht im vorliegenden Fall aus fünf Bauteilen 2 bis 6, die durch ein aus aufgeschäumten Polyurethan bestehendes Bauteil 7 miteinander verbunden sind. So ist ein waagrechtes Trägerbauteil 2 mit rechteckförmigem Querschnitt mit einem senkrechten Steg 3 über eine aus Polyurethan bestehende Kehlnaht 8 an einer Stoßstelle 9 verbunden. Die zur Kehlnaht 8 gegenüberlie genden Oberflächen 10 und 11 des Trägerbauteils 2 bzw. des Steges 3 sind ebenfalls mit Polyurethan umschäumt, wobei die Außenoberfläche dieser Verbindungsstelle 12 eine einstellbare Geometrie aufweist. Im fließenden Über gang an eine Kehlnaht 13 schließt sich ein treppenförmi ger Abschnitt 14 an. Auf den treppenförmigen Abschnitt 14 folgen waagrechte, senkrechte und schräge Abschnitte 15 bis 19, deren Form funktionsbedingt ist. Neben den ge zeigten geradlinigen Abschnitten sind auch kurvenförmige Abschnitte aus Polyurethan formbar. Unterhalb des schrä gen Abschnittes 19 ist ein T-förmiges Profil 4 über einen seiner beiden waagrechten Seitenarme 20 im Polyurethan 7 gehaltert. Das Polyurethan erstreckt sich unterhalb des Trägerbauteils 2 sowie des T-Profils 4 über die gesamte Fläche, wobei besonders in diesem Bereich Verstärkungs stoffe eingearbeitet sein können. Auf der nach außen hin gerichteten Fläche 21 des Polyurethanbauteils 7 ist unterhalb des Trägerbauteils 2 eine Schraube 5 durch das Polyurethan befestigt. Benachbart zur Schraube 5 ist ein weiteres waagrechtes Bauteil 6 mit rechteckförmigem Quer schnitt mit dem Polyurethanbauteil 7 verbunden.

Das Polyurethanbauteil 7 kann aus unterschiedlichen Schaumsystemen bestehen, so daß beispielsweise in Sand wichbauweise auf einen Weichschaum ein Hartschaum folgt und umgekehrt. Ferner kann das Polyurethanbauteil 7 mit einer dekorativen Deckschicht überzogen sein, wobei eben falls ein zusätzlicher Kleber entfallen kann.

Durch die Verwendung von Polyurethan als Werkstoff für ein Bauteil sind vielfältige Anpassungsmöglichkeiten ent sprechend den gewünschten Anforderungen bzw. Funktionen möglich.

Claims

1. Verbundbauteil, bestehend aus mindestens zwei Bau teilen, die durch Polyurethan miteinander verklebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Bauteile (2, 3, 4, 5, 6) mit Polyurethan so erfolgt, daß das Polyurethan ein eigenständiges Bauteil (7) ist, das zusätzliche Funktionen erfüllt, die auf grund der bekannten Eigenschaften des Polyurethans auf die gewünschten Anforderungen einstellbar sind bzw. daß das Polyurethan ein Funktionsträger ist, der die Funktion des Gesamtbauteils erst ermöglicht.

2. Verbundbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Polyurethan-Bauteil (7) funktionsbe dingte Formen aufweist.

3. Verbundbauteil nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Bauteile (2, 3, 4, 5, 6) aus gleichen oder unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, die durch Polyurethan miteinander verklebbar sind.

4. Verbundbauteil nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffe Metalle, Kunststoffe oder Holz sind.

5. Verbundbauteil nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in die aus Kunststoff bestehenden Bauteile als auch in das Polyurethan Verstärkungsstoffe, ins besondere Fasern, Matten, Gewebe usw., eingearbeitet sind.

6. Verbundbauteil nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsstoffe der miteinander zu verbindenden Bauteile an den Kanten bzw. Rändern der Bauteile herausragen und mit dem aufgeschäumten Polyurethan eine hochfeste Verbindung bewirken.

7. Verbundbauteil nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit des Polyurethanbauteils (7) durch die Verwendung unterschiedlicher Schaumsysteme einstell bar ist.

8. Verbundbauteil nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das Polyurethanbauteil (7) Einlegeteile (5) eingear beitet sind.