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WO2024068814A1 - Kunststoff-hohllängsträger sowie verfahren zur herstellung eines solchen kunststoff-hohllängsträgers - Google Patents

Kunststoff-hohllängsträger sowie verfahren zur herstellung eines solchen kunststoff-hohllängsträgers Download PDF

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WO2024068814A1
WO2024068814A1 PCT/EP2023/076839 EP2023076839W WO2024068814A1 WO 2024068814 A1 WO2024068814 A1 WO 2024068814A1 EP 2023076839 W EP2023076839 W EP 2023076839W WO 2024068814 A1 WO2024068814 A1 WO 2024068814A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plastic
hollow
insert part
profile
longitudinal member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2023/076839
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Gaßmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to EP23782502.1A priority Critical patent/EP4594074A1/de
Priority to CN202380069315.9A priority patent/CN119947879A/zh
Publication of WO2024068814A1 publication Critical patent/WO2024068814A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14631—Coating reinforcements
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60J5/00—Doors
    • B60J5/10—Doors arranged at the vehicle rear
    • B60J5/101—Doors arranged at the vehicle rear for non-load transporting vehicles, i.e. family cars including vans
    • B60J5/107—Doors arranged at the vehicle rear for non-load transporting vehicles, i.e. family cars including vans constructional details, e.g. about door frame, panels, materials used, reinforcements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3002—Superstructures characterized by combining metal and plastics, i.e. hybrid parts

Definitions

  • the invention relates to a plastic hollow longitudinal member according to the preamble of claim 1 and claim 5 and to a method for producing such a plastic hollow longitudinal member according to claims 4 and 10.
  • a generic plastic hollow longitudinal member is known, which is produced in an internal fluid pressure injection molding process.
  • This process has an injection molding step in which a molten injection molding compound of the plastic can be injected under pressure and heat into a cavity of an injection molding tool.
  • the injected injection molding compound solidifies on the tool surface delimiting the cavity, with the inner plastic core still molten.
  • a fluid is introduced into the tool cavity, by means of which the molten plastic core is displaced, thereby forming a hollow channel in the plastic hollow longitudinal beam.
  • a carrier for an interior lining component is known from EP 2 347 920 A1.
  • a mounting support is known from DE 10 2011 112 913 A1.
  • the object of the invention is to provide a plastic longitudinal hollow beam whose component stability is increased in a simple manner compared to the prior art.
  • the invention is based on a plastic hollow longitudinal member which is produced in an internal fluid pressure injection molding process in which, in an injection molding step, a molten injection molding compound of the plastic is injected under pressure and heat into a cavity of an injection molding tool.
  • the injected injection molding compound solidifies on the tool surface delimiting the cavity, with the inner plastic core still molten.
  • a fluid is introduced into the tool cavity, by means of which the molten plastic core is displaced. In this way, a hollow channel is formed in the plastic hollow longitudinal beam.
  • to increase the component stability of the plastic Hollow longitudinal beam also has a hollow profile insert embedded in the plastic material.
  • the hollow profile insert part encloses the hollow channel directly or indirectly in a ring shape in cross section.
  • the hollow channel in the plastic hollow longitudinal beam is additionally reinforced with the help of the hollow profile insert part, so that load application points, for example hinges, cover buffers or gas spring connections, can be provided on the plastic hollow longitudinal beam.
  • the hollow profile insert part can be constructed in one or more parts from a shell-shaped insert base body and an insert cross element.
  • the shell-shaped insert base body has a profile base and profile flanks raised from it.
  • the two profile flanks of the insert base body can be connected to each other in a force-transmitting manner via the insert cross element, which is arranged at a distance from the profile base.
  • the tool cavity and in particular the inner profile space delimited by the hollow profile insert part are completely filled with the molten injection molding compound.
  • the internal pressure molding step is then carried out, which completely or partially displaces the plastic core located in the profile space of the hollow profile insert part while forming the hollow channel. In this way, with the help of the hollow profile insert part, an extremely rigid construction of the plastic hollow longitudinal member is achieved.
  • the hollow profile insert part or any other insert part that is embedded in the plastic material of the hollow plastic longitudinal member can be provided with an additional stiffening structure. With the help of such a stiffening structure, deformation of the insert part can be prevented during the injection process and the internal pressure molding step.
  • the insert part can, for example, be a flat plastic or sheet metal part.
  • the stiffening structure can preferably be an embossing that is made of the same material and is formed in one piece in the insert part.
  • the insert part can be constructed from at least two individual segments which are joined together at a flange connection.
  • the joining flanges of the two individual segments overlap each other to form a rigid double-wall structure.
  • the flange connection can form the stiffening structure.
  • the stiffening structure can protrude by a profile height from a base section of the insert part. It is advantageous in terms of installation space if the stiffening structure protrudes into the hollow channel, so that the external dimensions of the plastic hollow longitudinal beam are not influenced by the stiffening structure.
  • a separate additional element can be assigned to the insert part, which forms the stiffening structure.
  • the additional element can be connected to joints on the insert part base section.
  • the additional element can be curved.
  • the plastic hollow longitudinal member can be part of a tailgate inner part, which is covered from view by an outer tailgate part.
  • the tailgate inner part and the tailgate outer part together form a tailgate of a vehicle, with the tailgate inner part providing a load-bearing tailgate structure on which tailgate components, such as hinges, lid buffers or gas spring connections, are provided.
  • Figures 1 and 2 are views of a tailgate of a vehicle
  • Figures 3 to 11 each show views of a hollow plastic longitudinal beam, which is part of a
  • a two-lane vehicle with a tailgate 1 is shown in a view from the rear of the vehicle.
  • the tailgate 1 closes a rear loading area of the vehicle and is hinged to a rear roof cross member of the vehicle at the top of the vehicle via tailgate hinges (not shown).
  • the tailgate 1 is made up of an inner tailgate part 3 inside the vehicle and an outer tailgate part 5 outside the vehicle.
  • the inner tailgate part 3 forms a load-bearing tailgate structure and is covered by the outer tailgate part 5 outside the vehicle, so that it is not visible.
  • the outer tailgate part 5 is attached to the inner tailgate part 3 via an adhesive 7. connected.
  • both the tailgate inner part 3 and the tailgate outer part 5 are manufactured as plastic injection-molded parts.
  • the tailgate inner part 3 and the tailgate outer part 5 are essentially identical in construction as disclosed in DE 10 2019 209 326 A1. This means that both the tailgate inner part 3 and the tailgate outer part 5 are closed in a frame-like manner and enclose a rear window 17, with a rear window flange 15 (Fig. 2) being formed on the inner circumference of the tailgate outer part 5, on which the rear window 17 is supported.
  • a core of the invention consists in the special design of the tailgate inner part 2.
  • the tailgate inner part 3 has - analogous to DE 10 2019 209 326 A1 - a plastic longitudinal hollow support 19 with a hollow channel 23 as a reinforcing structure.
  • the plastic longitudinal hollow support 19 extends in the frame circumferential direction (continuously or with interruptions) around the rear window 17 and is shown in cross section in Figure 2.
  • the plastic longitudinal hollow beam 19 has a hollow profile insert part 21, which is at least partially embedded in the plastic material 20 of the plastic hollow longitudinal beam 19.
  • the hollow profile insert part 21 encloses a hollow channel 23 of the plastic hollow longitudinal member 19 in a ring-shaped cross section.
  • the inside of the hollow profile insert part 21 delimiting the hollow channel 23 is covered with plastic material 20, which directly delimits the hollow channel 23.
  • the hollow profile insert part 21 is constructed in two parts from a shell-shaped insert base body 25 and from an insert cross element 27.
  • Both the shell-shaped insert part 39 and the insert cross element 27 are, for example, realized as flat, shaped sheet metal parts.
  • the shell-shaped insert base body 25 has a profile base 29 and profile flanks 31 raised from it.
  • the insert cross element 27 is joined at joints 28 to the two profile flanks 31 of the insert base body 25 (for example by welding) so that the two profile flanks 31 are connected to one another in a force-transmitting manner via the insert cross element 27.
  • a reinforcing rib 22 made of plastic material 20 is molded onto the top of the insert cross element 27.
  • the hollow profile insert part 21 is firstly spread out according to Figure 3.
  • the hollow profile insert part 21 is Insertion step (Figure 4) into a tool cavity 33 of an injection molding tool 35.
  • An injection molding step then starts ( Figure 5), in which the tool cavity 33 and in particular also a profile space 37 delimited by the hollow profile insert part 21 ( Figure 3 or 4) are completely filled with the molten injection molding compound 38.
  • the further course of the process is followed by an internal pressure molding step ( Figure 6), in which a gas filling G is introduced into the tool cavity 33 under pressure.
  • the still molten plastic core located in the profile space 37 of the hollow profile insert part 21 is at least partially displaced while forming the hollow channel 23.
  • a removal step is carried out in which the finished plastic hollow longitudinal member 19 ( Figure 7) is removed from the injection molding tool 35.
  • Plastic hollow longitudinal beams 19 according to a further exemplary embodiment are described below with reference to FIGS. 8 to 11.
  • 8 shows a plastic hollow longitudinal beam 19 formed with a hollow channel 23, in whose plastic material 20 an insert part 39 is also embedded in order to increase the component stability of the plastic hollow longitudinal beam 19.
  • the shell-shaped insert part 39 is essentially shaped in the same way as the insert base body 25 according to Figures 2 to 7, namely with a profile base 29 and profile flanks 31 raised from it.
  • the insert part 39 has an embossing 41 in the area of the hollow channel 23. This acts as a stiffening structure by means of which deformation of the insert part 39 is prevented during the internal pressure forming step.
  • the embossing 41 is made of the same material and is formed in one piece in the profile base 29 of the shell-shaped insert part 39.
  • the insert part 39 is constructed from two individual segments 43, which are firmly connected to one another at a flange connection F (e.g. by welding).
  • a flange connection F joining flanges 44 of the two individual segments 43 overlap one another to form a component-rigid double-wall structure.
  • the joining flanges 44 are angled upwards at a right angle from the profile base 29.
  • the flange connection F forms the stiffening structure by means of which deformation of the insert part 39 is prevented during the internal pressure forming step.
  • the embossing 41 or the flange connection F projects into the hollow channel 23 by a profile height h. This way stays the external dimension of the plastic hollow longitudinal member 19 remains unchanged despite the embossing 41 or the flange connection F.
  • a separate additional element 47 is assigned to the insert part 39.
  • the additional element 47 is connected to the joints 49 on the insert part 39 and, together with the profile base 29 of the insert part 39, forms a stiffening structure by means of which deformation of the insert part 39 is prevented during the internal pressure forming step.
  • the additional element 47 is curved between the two joints 49 by a profile height h in the direction of the hollow channel 23.
  • the insert part 39 is made up of two individual segments 43 that are firmly connected to one another at a flange connection F (e.g. by welding).
  • a flange connection F e.g. by welding
  • the joining flanges 44 of the two individual segments 43 overlap one another to form a component-rigid double-wall structure.
  • the flange connection F forms the stiffening structure by means of which deformation of the insert part 39 is prevented during the internal pressure forming step.
  • the joining flanges 44 are not angled edgewise from the profile base 29, but rather lie together with the profile base in a horizontal plane.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kunststoff-Hohllängsträger (19), der in einem Fluidinnendruck-Spritzgießprozess hergestellt ist, in dem in einem Spritzgießschritt eine schmelzflüssige Spritzgießmasse des Kunststoffes unter Druck und Wärme in eine Werkzeugkavität (33) eines Spritzgießwerkzeugs (35) einspritzbar ist, und in einem Innendruckformschritt ein Fluid (G) in die Werkzeugkavität (33) eingeleitet wird, mittels dem eine schmelzflüssige Kunststoffseele verdrängt wird, und zwar unter Formung eines Hohlkanals (23) im Kunststoff-Hohllängsträger (19)- Erfindungsgemäß ist zur Steigerung der Bauteilstabilität im Kunststoffmaterial des Kunststoff-Hohllängsträgers (19) ein Hohlprofil-Einlegerteil (21) eingebettet, der den Hohlkanal (21) mittelbar oder unmittelbar im Querschnitt ringförmig umschließt.

Description

Beschreibung
Kunststoff-Hohllängsträger sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Kunststoff- Hohllängsträgers
Die Erfindung betrifft einen Kunststoff-Hohllängsträger nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und des Anspruches 5 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kunststoff- Hohllängsträgers gemäß der Ansprüche 4 und 10.
Aus der DE 10 2019 209 326 A1 ist ein gattungsgemäßer Kunststoff-Hohllängsträger bekannt, der in einem Fluidinnendruck-Spritzgießprozess hergestellt ist. Dieser Prozess weist einen Spritzgießschritt auf, in dem eine schmelzflüssige Spritzgießmasse des Kunststoffes unter Druck und Wärme in eine Kavität eines Spritzgießwerkzeugs einspritzbar ist. Die eingespritzte Spritzgießmasse erstarrt an der, die Kavität begrenzenden Werkzeugfläche, und zwar bei noch schmelzflüssiger, innerer Kunststoffseele. In einem nachfolgenden Innendruckformschritt wird ein Fluid in die Werkzeugkavität eingeleitet, mittels dem die schmelzflüssige Kunststoffseele verdrängt wird, und zwar unter Formung eines Hohlkanals im Kunststoff-Hohllängsträger.
Aus der EP 2 347 920 A1 ist ein Träger für ein Innenverkleidungsbauteil bekannt. Aus der DE 10 2011 112 913 A1 ist ein Montageträger bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Kunststoff-Längshohlträger bereitzustellen, dessen Bauteilstabilität im Vergleich zum Stand der Technik in einfacher Weise gesteigert ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 , 4, 5 oder 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung geht von einem Kunststoff-Hohllängsträger aus, der in einem Fluidinnendruck- Spritzgießprozess hergestellt ist, in dem in einem Spritzgießschritt eine schmelzflüssige Spritzgießmasse des Kunststoffes unter Druck und Wärme in eine Kavität eines Spritzgießwerkzeugs eingespritzt wird. Die eingespritzte Spritzgießmasse erstarrt an der, die Kavität begrenzenden Werkzeugfläche, und zwar bei noch schmelzflüssiger, innerer Kunststoffseele. In einem nachfolgenden Innendruckformschritt wird ein Fluid in die Werkzeugkavität eingeleitet, mittels dem die schmelzflüssige Kunststoffseele verdrängt wird. Auf diese Weise formt sich ein Hohlkanal im Kunststoff-Hohllängsträger. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ist zur Steigerung der Bauteilstabilität des Kunststoff- Hohllängsträgers im Kunststoffmaterial zusätzlich ein Hohlprofil-Einlegerteil eingebettet. Das Hohlprofil-Einlegerteil umschließt den Hohlkanal mittelbar oder unmittelbar im Querschnitt ringförmig. Auf diese Weise wird der Hohlkanal im Kunststoff-Hohllängsträger mit Hilfe des Hohlprofil-Einlegerteils zusätzlich verstärkt, so dass am Kunststoff-Hohllängsträger Lastangriffspunkte, zum Beispiel Scharniere, Deckelpuffer oder Gasfederanbindungen, bereitgestellt werden können.
In einer technischen Umsetzung kann das Hohlprofil-Einlegerteil ein- oder mehrteilig aus einem schalenförmigen Einleger-Grundkörper und aus einem Einleger-Querelement aufgebaut sein. Der schalenförmige Einleger-Grundkörper weist einen Profilboden sowie davon hochgezogene Profilflanken auf. Die beiden Profilflanken des Einleger-Grundkörpers können über das Einleger-Querelement, das mit Abstand zum Profilboden angeordnet ist, kraftübertragend miteinander verbunden sein.
Bei Durchführung des Spritzgießschrittes wird die Werkzeugkavität und insbesondere der vom Hohlprofil-Einlegerteil begrenzte innere Profilraum vollständig mit der schmelzflüssigen Spritzgießmasse gefüllt. Anschließend wird der Innendruckformschritt durchgeführt, der die im Profilraum des Hohlprofil-Einlegerteils befindliche Kunststoffseele unter Formung des Hohlkanals vollständig oder teilweise verdrängt. Auf diese Weise ergibt sich mit Hilfe des Hohlprofil-Einlegerteils ein äußerst bauteilsteifer Aufbau des Kunststoff-Hohllängsträgers.
Alternativ und/oder zusätzlich kann das Hohlprofil-Einlegerteil oder ein weiteres beliebiges Einlegerteil, das im Kunststoffmaterial des Kunststoff-Hohllängsträgers eingebettet ist, mit einer zusätzlichen Versteifungsstruktur versehen sein. Mit Hilfe einer solchen Versteifungsstruktur kann während des Einspritzprozesses und des Innendruckformschrittes eine Deformation des Einlegerteils unterbunden werden.
Das Einlegerteil kann beispielhaft ein flächiges Kunststoff- oder Metallblechteil sein. Bevorzugt kann die Versteifungsstruktur eine Verprägung sein, die materialeinheitlich und einstückig im Einlegerteil ausgebildet ist.
In einer alternativen Ausführungsvariante kann das Einlegerteil aus zumindest zwei Einzelsegmenten aufgebaut sein, die an einer Flanschverbindung aneinandergefügt sind. In der Flanschverbindung sind die Fügeflansche der beiden Einzelsegmente unter Bildung einer bauteilsteifen Doppelwandstruktur einander überlappt. Bevorzugt kann die Flanschverbindung die Versteifungsstruktur bilden. Die Versteifungsstruktur kann um eine Profilhöhe von einem Basisabschnitt des Einlegerteils abragen. Bauraumgünstig ist es, wenn die Versteifungsstruktur in den Hohlkanal einragt, wodurch die Außenmaße des Kunststoff-Hohllängsträgers nicht durch die Versteifungsstruktur beeinflusst werden.
In einer weiteren Ausführungsvariante kann dem Einlegerteil ein separates Zusatzelement zugeordnet sein, das die Versteifungsstruktur bildet. Das Zusatzelement kann an Fügestellen am Einlegerteil-Basisabschnitt angebunden sein. Zudem kann das Zusatzelement aufgewölbt sein.
In einer technischen Realisierung kann der Kunststoff-Hohllängsträger Bestandteil eines Heckklappen-Innenteils sein, das von einem Heckklappen-Außenteil sichtgeschützt überdeckt ist. Das Heckklappen-Innenteil und das Heckklappen-Außenteil bilden zusammen eine Heckklappe eines Fahrzeugs, wobei das Heckklappen-Innenteil eine lasttragende Heckklappen- Struktur bereitstellt, an der Heckklappen-Komponenten, etwa Scharniere, Deckelpuffer oder Gasfederanbindungen bereitgestellt sind.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:
Figuren 1 und 2 jeweils Ansichten einer Heckklappe eines Fahrzeugs;
Figuren 3 bis 11 jeweils Ansichten eines Kunststoff-Hohllängsträgers, der Bestandteil eines
Heckklappen-Innenteils ist.
In der Fig. 1 ist in einer Ansicht von fahrzeughinten ein zweispuriges Fahrzeug mit einer Heckklappe 1 gezeigt. Die Heckklappe 1 schließt einen heckseitigen Laderaum des Fahrzeugs und ist fahrzeugoben über nicht gezeigte Heckklappenscharniere an einem hinteren Dachquerträger des Fahrzeugs angelenkt. Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, ist die Heckklappe 1 aus einem fahrzeuginneren Heckklappen-Innenteil 3 und einem fahrzeugäußeren Heckklappen- Außenteil 5 aufgebaut. Das Heckklappen-Innenteil 3 bildet eine lasttragende Heckklappen- Struktur und ist vom fahrzeugäußeren Heckklappen-Außenteil 5 sichtgeschützt überdeckt. In der Fig. 2 ist das Heckklappen-Außenteil 5 über einen Kleber 7 am Heckklappen-Innenteil 3 angebunden. Sowohl das Heckklappen-Innenteil 3 als auch das Heckklappen-Außenteil 5 sind als Kunststoff-Spritzgießteile gefertigt. Zudem sind das Heckklappen-Innenteil 3 und das Heckklappen-Außenteil 5 im Wesentlichen baugleich so ausgeführt, wie es in der DE 10 2019 209 326 A1 offenbart ist. D.h., dass sowohl das das Heckklappen-Innenteil 3 als auch das Heckklappen-Außenteil 5 rahmenförmig geschlossen eine Heckscheibe 17 umziehen, wobei am Innenumfang des Heckklappen-Außenteils 5 ein Heckscheiben-Flansch 15 (Fig. 2) angeformt ist, auf dem die Heckscheibe 17 abgestützt ist.
Ein Kern der Erfindung besteht in der speziellen Gestaltung des Heckklappen-Innenteils 2. Das Heckklappen-Innenteil 3 weist - analog zur DE 10 2019 209 326 A1 - als Verstärkungsstruktur einen Kunststoff-Längshohlträger 19 mit einem Hohlkanal 23 auf. Der Kunststoff- Längshohlträger 19 erstreckt sich in der Rahmen-Umfangsrichtung (durchgängig oder mit Unterbrechungen) um die Heckscheibe 17 und ist in der Figur 2 im Querschnitt dargestellt.
Wie aus der Figur 2 hervorgeht, weist der Kunststoff-Längshohlträger 19 ein Hohlprofil- Einlegerteil 21 auf, das im Kunststoffmaterial 20 des Kunststoff-Hohllängsträgers 19 zumindest teilweise eingebettet ist. Das Hohlprofil-Einlegerteil 21 umschließt einen Hohlkanal 23 des Kunststoff-Hohllängsträgers 19 im Querschnitt ringförmig. Die den Hohlkanal 23 begrenzende Innenseite des Hohlprofil-Einlegerteils 21 ist mit Kunststoffmaterial 20 überdeckt, das den Hohlkanal 23 unmittelbar begrenzt.
Gemäß der Figuren 2 oder 3 ist das Hohlprofil-Einlegerteil 21 zweiteilig aus einem schalenförmigen Einleger-Grundkörper 25 und aus einem Einleger-Querelement 27 aufgebaut. Sowohl das schalenförmige Einlegerteil 39 als auch das Einleger-Querelement 27 sind beispielhaft als flächige, geformtes Metallblechteile realisiert.
Der schalenförmige Einleger-Grundkörper 25 weist einen Profilboden 29 sowie davon hochgezogene Profilflanken 31 auf. Das Einleger-Querelement 27 ist an Fügestellen 28 an den beiden Profilflanken 31 des Einleger-Grundkörpers 25 (zum Beispiel durch Schweißung) gefügt, so dass die beiden Profilflanken 31 über das Einleger-Querelement 27 kraftübertragend miteinander verbunden sind. Zudem ist gemäß der Figur 2 auf der Oberseite des Einleger- Querelements 27 eine Verstärkungsrippe 22 aus Kunststoffmaterial 20 angespritzt.
Nachfolgend wird anhand der Figuren 3 bis 7 ein Verfahren zur Herstellung des in der Figur 2 gezeigten Kunststoff-Hohllängsträgers 19 beschrieben. Demzufolge wird zunächst gemäß der Figur 3 das Hohlprofil-Einlegerteil 21 breitgestellt. Das Hohlprofil-Einlegerteil 21 wird in einem Einlegeschritt (Figur 4) in eine Werkzeugkavität 33 eines Spritzgießwerkzeugs 35 eingelegt. Anschließend startet ein Spritzgießschritt (Figur 5), bei dem die Werkzeugkavität 33 und insbesondere auch ein vom Hohlprofil-Einlegerteil 21 begrenzter Profilraum 37 (Figur 3 oder 4) vollständig mit der schmelzflüssigen Spritzgießmasse 38 gefüllt werden. Im weiteren Prozessverlauf folgt ein Innendruckformschritt (Figur 6), in dem eine Gasfüllung G unter Druck in die Werkzeugkavität 33 eingeleitet wird. Dadurch wird die im Profilraum 37 des Hohlprofil- Einlegerteils 21 befindliche, noch schmelzflüssige Kunststoffseele unter Formung des Hohlkanals 23 zumindest teilweise verdrängt. Nach erfolgter Aushärtung der Spritzgießmasse 38 wird ein Entnahmeschritt durchgeführt, in dem der fertiggestellte Kunststoff-Hohllängsträger 19 (Figur 7) aus dem Spritzgießwerkzeug 35 entnommen wird.
Nachfolgend werden anhand der Figuren 8 bis 11 Kunststoff-Hohllängsträger 19 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel beschrieben. In der Figur 8 ist ein mit einem Hohlkanal 23 ausgebildeter Kunststoff-Hohllängsträger 19 gezeigt, in dessen Kunststoffmaterial 20 ebenfalls ein Einlegerteil 39 eingebettet ist, um die Bauteilstabilität des Kunststoff-Hohllängsträgers 19 zu steigern. Das schalenförmige Einlegerteil 39 ist im Wesentlichen baugleich geformt wie der Einleger-Grundkörper 25 gemäß der Figuren 2 bis 7, und zwar mit einem Profilboden 29 sowie davon hochgezogenen Profilflanken 31.
Wie aus der Figur 8 hervorgeht, weist das Einlegerteil 39 im Bereich des Hohlkanals 23 eine Verprägung 41 auf. Diese wirkt als eine Versteifungsstruktur, mittels der während des Innendruckformschrittes eines Deformation des Einlegerteils 39 unterbunden wird. Die Verprägung 41 ist in der Figur 8 materialeinheitlich und einstückig im Profilboden 29 des schalenförmigen Einlegerteils 39 ausgebildet.
Alternativ dazu ist in der Figur 9 das Einlegerteil 39 aus zwei Einzelsegmenten 43 aufgebaut, die an einer Flanschverbindung F (etwa durch Schweißung) fest miteinander verbunden sind. An der Flanschverbindung F sind Fügeflansche 44 der beiden Einzelsegmente 43 unter Bildung einer bauteilsteifen Doppelwandstruktur einander überlappt. Zudem sind die Fügeflansche 44 vom Profilboden 29 nach oben rechtwinklig abgewinkelt. Die Flanschverbindung F bildet in diesem Fall die Versteifungsstruktur, mittels der während des Innendruckformschrittes eines Deformation des Einlegerteils 39 unterbunden wird.
Wie aus den Figuren 8 und 9 weiter hervorgeht, ragt die Verprägung 41 bzw. die Flanschverbindung F um eine Profilhöhe h in den Hohlkanal 23 hinein. Auf diese Weise bleibt das Außen-Aufmaß des Kunststoff-Hohllängsträgers 19 trotz der Verprägung 41 bzw. der Flanschverbindung F unverändert.
In dem, in der Figur 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist dem Einlegerteil 39 ein separates Zusatzelement 47 zugeordnet. Das Zusatzelement 47 ist an Fügestellen 49 am Einlegerteil 39 angebunden und bildet zusammen mit dem Profilboden 29 des Einlegerteils 39 eine Versteifungsstruktur, mittels der während des Innendruckformschrittes eines Deformation des Einlegerteils 39 unterbunden wird. In der Figur 10 ist das Zusatzelement 47 zwischen den beiden Fügestellen 49 um eine Profilhöhe h in Richtung Hohlkanal 23 aufgewölbt.
In der Figur 11 ist das Einlegerteil 39, wie in der Figur 9, aus zwei Einzelsegmenten 43 aufgebaut, die an einer Flanschverbindung F (etwa durch Schweißung) fest miteinander verbunden sind. An der Flanschverbindung F sind die Fügeflansche 44 der beiden Einzelsegmente 43 unter Bildung einer bauteilsteifen Doppelwandstruktur einander überlappt. Die Flanschverbindung F bildet in diesem Fall die Versteifungsstruktur, mittels der während des Innendruckformschrittes eines Deformation des Einlegerteils 39 unterbunden wird. Im Unterschied zur Figur 9 sind in der Figur 11 die Fügeflansche 44 nicht hochkant vom Profilboden 29 abgewinkelt, sondern liegen diese vielmehr zusammen mit dem Profilboden in einer Horizontalebene.
Bezugszeichenliste
Heckklappe
Heckklappen-Innenteil
Heckklappen-Außenteil
Kleber
Heckscheiben-Flansch
Heckscheibe
Kunststoff-Längshohlträger
Kunststoffmaterial
Hohlprofil-Einlegerteil
Verstärkungsrippe
Hohlkanal
Einleger-Grundkörper
Einleger-Querelement
Fügestellen
Profilboden
Profilflanken
Werkzeugkavität
Spritzgießwerkzeug
Profi Ira um
Spritzgießmasse
Einlegerteil
Verprägung
Einzelsegmente
Fügeflansche
Zusatzelement
Fügestellen F Flanschverbindung h Profilhöhe
G Gasfüllung

Claims

Patentansprüche Kunststoff-Hohllängsträger (19), der in einem Fluidinnendruck-Spritzgießprozess hergestellt ist, in dem in einem Spritzgießschritt eine schmelzflüssige Spritzgießmasse (38) des Kunststoffes (20) unter Druck und Wärme in eine Werkzeugkavität (33) eines Spritzgießwerkzeugs (35) einspritzbar ist, und in einem Innendruckformschritt ein Fluid (G) in die Werkzeugkavität (33) eingeleitet wird, mittels dem eine noch schmelzflüssige Kunststoffseele verdrängt wird, und zwar unter Formung eines Hohlkanals (23) im Kunststoff-Hohllängsträger (19), dadurch gekennzeichnet, dass zur Steigerung der Bauteilstabilität im Kunststoffmaterial (20) des Kunststoff-Hohllängsträgers (19) ein Hohlprofil-Einlegerteil (21) eingebettet ist, der den Hohlkanal (21) mittelbar oder unmittelbar im Querschnitt ringförmig umschließt. Kunststoff-Hohllängsträger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil-Einlegerteil (21) ein oder mehrteilig ausgebildet ist, und dass insbesondere das Hohlprofil-Einlegerteil (21) zumindest zweiteilig aus einem schalenförmigen Einleger- Grundkörper (25) mit Profilboden (29) sowie davon hochgezogenen Profilflanken (31) und aus einem Einleger-Querelement (27) aufgebaut ist, das die beiden Profilflanken (31) des Einleger-Grundkörpers (25) kraftübertragend miteinander verbindet. Kunststoff-Hohllängsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Spritzgießschritt die Werkzeugkavität (33), insbesondere der vom Hohlprofil-Einlegerteil (21) begrenzte Profilraum (37) vollständig mit der schmelzflüssigen Spritzgießmasse gefüllt wird, und dass im anschließenden Innendruckformschritt die im Profilraum (37) des Hohlprofil-Einlegerteils (21) befindliche Kunststoffseele unter Formung des Hohlkanals (23) vollständig oder teilweise verdrängt wird. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Hohllängsträgers (19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Kunststoff-Hohllängsträger (19) insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der in einem Fluidinnendruck-Spritzgießprozess hergestellt ist, in dem in einem Spritzgießschritt eine schmelzflüssige Spritzgießmasse (38) des Kunststoffes (20) unter Druck und Wärme in eine Werkzeugkavität (33) eines Spritzgießwerkzeugs (35) einspritzbar ist, und in einem Innendruckformschritt ein Fluid (G) in die Werkzeugkavität (33) eingeleitet wird, mittels dem eine schmelzflüssige Kunststoffseele verdrängt wird, und zwar unter Formung eines Hohlkanals (23) im Kunststoff-Hohllängsträger (19), dadurch gekennzeichnet, dass zur Steigerung der Bauteilstabilität im Kunststoffmaterial des Kunststoff-Hohllängsträgers (19) ein Einlegerteil (39) eingebettet ist, und dass das Einlegerteil (39) im Bereich des Hohlkanals (23) eine Versteifungsstruktur (41 ; 47; F) aufweist, mittels der während des Einspritzprozesses und des Innendruckformschrittes eine Deformation des Einlegerteils (39) unterbindbar ist. Kunststoff-Hohllängsträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstruktur eine Verprägung (41) ist, die materialeinheitlich und einstückig im Einlegerteil (39) ausgebildet ist, und/oder dass das Einlegerteil (39) ein flächiges Kunststoff- oder Metallblechteil ist. Kunststoff-Hohllängsträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegerteil (39) aus zumindest zwei Einzelsegmenten (43) aufgebaut ist, die an einer Flanschverbindung (F) miteinander verbunden sind, an der Fügeflansche (44) der beiden Einzelsegmente (43) unter Bildung einer bauteilsteifen Doppelwandstruktur überlappen, und dass die Flanschverbindung (F) die Versteifungsstruktur (41) bildet. Kunststoff-Hohllängsträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstruktur (41 ; 47; F) um eine Profilhöhe (h) vom Einlegerteil (39) abragt, und/oder dass die Versteifungsstruktur (41) in den Hohlkanal (23) einragt. Kunststoff-Hohllängsträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstruktur ein Zusatzelement (47) aufweist, das an Fügestellen (49) am Einlegerteil (39) angebunden ist, und dass insbesondere das Zusatzelement (47) zwischen den Fügestellen (49) um eine Profilhöhe (h) aufgewölbt ist. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Hohllängsträgers (19) nach einem der Ansprüche 5 bis 9.
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