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WO2015078567A1 - Verfahren zur herstellung eines aussenverkleidungsteils für ein bewegbares karosserieteil sowie ein entsprechendes aussenverkleidungsteil mit verstärkung durch hinterspritzen von fasern verstärketen kunststoff - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines aussenverkleidungsteils für ein bewegbares karosserieteil sowie ein entsprechendes aussenverkleidungsteil mit verstärkung durch hinterspritzen von fasern verstärketen kunststoff Download PDF

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WO2015078567A1
WO2015078567A1 PCT/EP2014/003112 EP2014003112W WO2015078567A1 WO 2015078567 A1 WO2015078567 A1 WO 2015078567A1 EP 2014003112 W EP2014003112 W EP 2014003112W WO 2015078567 A1 WO2015078567 A1 WO 2015078567A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plastic
sheet metal
reinforcement
metal part
trim panel
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/EP2014/003112
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel GRÜNEKLEE
Markus ZÖRNACK
Andreas KEUTZ
Jens WINIARZ
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.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe 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 ThyssenKrupp Steel Europe AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority to US15/039,786 priority Critical patent/US20170001670A1/en
Priority to JP2016533722A priority patent/JP2016538183A/ja
Priority to CN201480065356.1A priority patent/CN105793145B/zh
Priority to EP14809590.4A priority patent/EP3074299A1/de
Publication of WO2015078567A1 publication Critical patent/WO2015078567A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/001—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material
    • B62D29/004—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material the metal being over-moulded by the synthetic material, e.g. in a mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/14778—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 the article consisting of a material with particular properties, e.g. porous, brittle
    • B29C45/14811—Multilayered articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B62D25/10—Bonnets or lids, e.g. for trucks, tractors, busses, work vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/001—Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a large-area outer cladding part for a movable body part of a motor vehicle, in particular for a door, front hood or tailgate of a passenger car, in which at least one large metal sheet metal part forming the outer cladding part is formed into a three-dimensional shape by means of a forming tool. wherein on the inside of the formed sheet metal part at least partially a reinforcement made of plastic is applied by injection molding. Furthermore, the invention relates to an outer covering part for a movable, large-area body part of a motor vehicle, in particular for a door, front hood or tailgate of a passenger car, formed from a large-area metallic sheet metal part according to the preamble of patent claim 9.
  • the large-scale outer skin components made of steel offer in this respect by reducing the thickness of a considerable weight reduction potential.
  • the conventional outer skin components in the roof, bonnet, tailgate and door have a sheet thickness in the range of 0.6 mm to 0.8 mm. If steel sheet with a sheet thickness of less than 0.6 mm is used for the outer skin of these body parts, the outer skin loses considerable rigidity and there is the so-called crack-frog effect, since the Beulsteifmaschine is partially no longer exist.
  • an exterior trim part for a body of a passenger car which has at least one outer panel forming large-area sheet metal part, on the inside of a sub-structure is arranged, which is arranged by at least partially of the sheet metal part
  • This exterior trim part is formed. This exterior trim part is formed.
  • CONFIRMATION COPY in particular, a fender, a side wall or bonnet.
  • the arranged on the inside of the outer trim part plastic structure, which may have intersecting plastic ribs is provided in particular to reinforce the large-area sheet metal part in correspondingly stiffened areas.
  • the plastic structure in the known exterior trim part is intended to replace a sheet metal substructure, which is joined to the weight reduction of large-area sheet metal parts such as bonnets via a welded or crimped connection with the exterior trim part.
  • DE 10 2010 014 541 AI proposes to inject the plastic structure in a forming tool to the sheet metal part formed there.
  • the forming tool for this purpose for example, slide parts are provided, which are moved after the last drawing stage of the sheet metal part so that subsequently in one and the same tool by injection molding the plastic structure can be created.
  • the present invention has for its object to provide a further method for producing a large-scale exterior trim part for a movable body part of a motor vehicle, in particular for a door, front hood or tailgate of a passenger car, with such an outer trim part in high quality as relatively light and nevertheless sufficiently low-bending and bulge-proof outer lining part can be produced cost-effectively. Furthermore, a corresponding outer lining part is to be created.
  • At least one outer trim part forming large-area metallic sheet metal part by means of a forming tool formed into a three-dimensional shape and then applied to the inside of the formed sheet metal part at least partially a reinforcement made of plastic by injection molding, wherein a sheet metal part with a sheet thickness of less than 0.60 mm, preferably less than 0.50 mm as sheet metal part , in particular less than 0.45 mm is used. Then, the formed and provided with the reinforcement sheet metal part by folding and / or gluing with a sheet metal and / or
  • the inner structure made of sheet metal and / or plastic gives the outer panel formed from a large sheet metal part a sufficiently high bending stiffness, while the sprayed onto the inside of the sheet metal part plastic the required BeulsteifIER of a sheet thickness of 0.15 mm to less than 0.6 mm ensuring the sheet metal part.
  • the sprayed onto the inside of the sheet metal part plastic also has a positive effect on the acoustic properties of the outer trim part.
  • the inside plastic coating of the thin sheet metal part its behavior under dynamic impact stress, e.g. the impact of a pedestrian on a inventively designed engine hood positively influenced.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention is that the deformed sheet metal part is back-injected outside the forming tool with plastic for producing the at least one reinforcement, the sheet metal part for this purpose fixed in a holder, for example a supporting device
  • the inventive method thus requires no costly change or redesign of forming tools for
  • brackets may preferably be arranged adjacent to the molding press.
  • a relatively high weight reduction of a large-scale outer lining part at the same time sufficient buckling stiffness can be achieved in particular if, according to a further embodiment of the method fiber-reinforced plastic for producing the at least one gain of
  • Sheet metal part is used.
  • glass fibers or carbon fibers may preferably be added to the plastic during the back-injection.
  • the injected to reinforce the formed sheet metal part on the inside plastic can, but need not necessarily be applied over the entire surface of the inside of the sheet metal part.
  • the plastic is applied only partially, in particular to the dent-critical points of the formed sheet metal part.
  • the plastic for producing the at least one reinforcement can be applied in particular locally as a single layer.
  • Embodiment of the method according to the invention provides that the plastic for the production of at least one gain is locally applied multi-layered.
  • the application of several layers of plastic is to reinforce particularly dent-critical points of advantage.
  • These layers can be formed from a same plastic, for example, locally to increase the thickness of the plastic reinforcement;
  • they can also be formed from different plastics or from plastics with and without reinforcing fibers.
  • one or more plastics are used to reinforce the large-area, relatively thin sheet metal part, which are suitable for a subsequent cathodic dip painting (KTL) of the sheet metal part.
  • the plastic used according to the invention may in particular be thermoplastic, preferably based on polyamide, polyethylene or mixtures thereof.
  • a further preferred embodiment of the method according to the invention provides that for the production of the at least one Reinforcing plastic is used, which has a durable temperature resistance of at least 120 ° C, preferably at least 150 ° C, particularly preferably at least 180 ° C.
  • a further embodiment of the method according to the invention is characterized in that the reinforcement made of plastic is specifically designed so that it replaces at least one serving as a reinforcement metallic component of the body part.
  • the reinforcement made of plastic is specifically designed so that it replaces at least one serving as a reinforcement metallic component of the body part.
  • targeted local reinforcement of the relatively thin sheet of the outer trim part is achieved that one or more otherwise serving as a reinforcement metallic components of the outer trim part can be saved, which in turn benefits the weight reduction and has a positive effect on the acoustic properties of the component.
  • it is provided in a door outer panel to save by a targeted plastic reinforcement in the area of the door parapet here a standard metallic door parapet reinforcement.
  • 1 is an external view of a three-dimensionally shaped vehicle door
  • Fig. 3 is a sketch of a process sequence according to the invention for producing a large-scale outer trim part for a movable mounted body part of a motor vehicle, in particular for a
  • Shown in Figures 1 and 2 are molded outer panels 1, a vehicle door.
  • the respective sheet metal part 1 has a sheet thickness of less than 0.6 mm, preferably less than 0.5 mm, for example of about 0.2 mm, and was made of a correspondingly thin metal plate, preferably a steel plate, by deep drawing.
  • the inside of the large-area sheet-metal part 1, is back-injected to its reinforcement and thus to increase its Beulsteifessor with plastic 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 and / or 2.5.
  • the plastic used for this purpose may be a pure plastic, i. a plastic without reinforcing fibers.
  • plastics i. a plastic without reinforcing fibers.
  • fibers which are KTL-resistant, in particular thermoplastics, preferably based on PA, PE or mixtures thereof.
  • thermoplastics preferably based on PA, PE or mixtures thereof.
  • fibers but also fibers, e.g. Glass fibers, carbon fibers, etc., are added.
  • the inside plastic reinforcement of the thin sheet metal part 1, 1 ' may, but does not necessarily have to be executed over its entire surface.
  • the plastic reinforcement is made locally multi-layered at particularly dent-critical points of the thin sheet metal part 1, l'.
  • two, three or more plastic layers can be applied by injection-molding of the inside of the sheet-metal part 1, 1 '.
  • These layers can be made of a same plastic or different plastics, in particular
  • a relatively large-area plastic layer 2.1 is applied on the inner side of the sheet-metal part (outer door panel) 1 and several relatively small-area plastic layers 2.2, 2.3, 2.4 are applied by injection molding Particularly dent-critical points of the thin sheet metal part.
  • the present invention enables one or more metallic reinforcement members to be saved
  • a plastic reinforcement 2.5 is applied on the inside in the area of the door sill.
  • a local plastic reinforcement 2.5 may optionally be dispensed with a usually provided in the door metallic door parapet reinforcement.
  • the local plastic reinforcement 2.5 preferably has a multilayer layer structure.
  • the metal plate A having a thickness of between 0.15 mm and less than 0.6 mm, preferably a steel plate, sheet metal part 1 formed by deep-drawing is an outer skin component for a movably mounted body part.
  • a punch and a die of a forming tool are designated 3.1 and 3.2.
  • Outer skin component 1 is held fixed after deep drawing in a desired outer contour of the outer skin component corresponding holder 4 and on its inside with plastic 2 at predetermined locations in areas,
  • the application of the plastic 2 is preferably carried out by means of a robot 5.
  • the outer skin component eg outer door panel
  • the outer skin component in a conventional manner by folding, preferably using adhesive, with a sheet metal (eg steel) and / or Plastic-made inner structure 6 joined.
  • the thus assembled body part is mounted on the associated body body and performed with this for painting by a cathodic dip bath.
  • the plastic 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 and / or 2.5 applied to the inside of the outer skin component 1, 1 ' also has an effect positive for the acoustic characteristics of the body part concerned. So can be dispensed with additional "antidrug mats" or heavy-layer mats, which in particular in a vehicle door a not insignificant
  • the pedestrian protection in particular with regard to a reduction of head impact injuries, can also be positively influenced by a suitable layer combination or thickness of the internally applied plastic coating.
  • a suitable layer combination or thickness of the internally applied plastic coating In order to obtain a good rating in pedestrian protection, it is currently required that between the hood and the underlying structure (body and motor) a distance of about 10 cm is held. However, this is due to the particular arrangement of some body parts, e.g. the spring legs and engine components, not always readily possible.
  • the impactor often experiences a secondary impact when it falls below said distance, so that the values for the so-called HIC (Head Injury Criterion) increase dramatically at such areas of the hood. In these areas, however, a suitable plastic injection molding of the hood outer panel, the secondary

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines großflächigen Außenverkleidungsteils für ein bewegbares Karosserieteil eines Kraftwagens, insbesondere für eine Tür, Fronthaube oder Heckklappe eines Personenkraftwagens, bei welchem wenigstens ein das Außenverkleidungsteil bildendes großflächiges metallisches Blechteil mittels eines Umformwerkzeuges in eine dreidimensionale Form umgeformt wird, wobei an der Innenseite des umgeformten Blechteils (1) zumindest partiell eine Verstärkung (2.2, 2.3) aus Kunststoff durch Hinterspritzen aufgebracht wird, wobei als Blechteil ein Blechteil mit einer Blechdicke kleiner 0,6 mm, vorzugsweise kleiner 0,5 mm verwendet wird, und wobei das umgeformte und mit der mindestens einer Verstärkung versehene Blechteil (1) durch Falzen und/oder Kleben mit einer aus Metallblech und/oder Kunststoff hergestellten Innenstruktur (6) verbunden wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich ein solches Außenverkleidungsteil in hoher Qualität als relativ leichtes und dennoch ausreichend beulsteifes Außenverkleidungsteil kostengünstig herstellen. Zudem wird ein entsprechendes Außenverkleidungsteil beansprucht.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES AUSSENVERKLEIDUNGSTEILS FÜR EIN
BEWEGBARES KAROSSERIETEIL SOWIE EIN ENTSPRECHENDES AUSSENVERKLEIDUNGSTEIL MIT VERSTÄRKUNG DURCH HINTERSPRITZEN VON FASERN VERSTÄRKETEN KUNSTSTOFF
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines großflächigen Außen- verkleidungsteils für ein bewegbares Karosserieteil eines Kraftwagens, insbesondere für eine Tür, Fronthaube oder Heckklappe eines Personenkraftwagens, bei welchem wenigstens ein das Außenverkleidungsteil bildendes großflächiges metallisches Blechteil mittels eines Umformwerkzeuges in eine dreidimensionale Form umgeformt wird, wobei an der Innenseite des umgeformten Blechteils zumindest partiell eine Verstärkung aus Kunststoff durch Hinterspritzen aufgebracht wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Außenverkleidungsteil für ein bewegbares , großflächiges Karosserieteil eines Kraftwagens, insbesondere für eine Tür, Fronthaube oder Heckklappe eines Personenkraftwagens, gebildet aus einem großflächigen metallischen Blechteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
Die Automobilindustrie setzt zunehmend einen Fokus auf den Leichtbau.
Insbesondere die großflächigen Außenhautbauteile aus Stahl bieten diesbezüglich durch Blechdickenreduktion ein erhebliches Gewichtsreduktionspotential. Aktuell weisen die herkömmlichen Außenhautbauteile in den Bereichen Dach, Motorhaube, Heckklappe und Tür eine Blechdicke im Bereich von 0,6 mm bis 0,8 mm auf. Wird für die Außenhaut dieser Karosserieteile Stahlblech mit einer Blechdicke unter 0,6 mm verwendet, verliert die Außenhaut erheblich an Steifigkeit und es kommt zu dem sogenannten Knack-Frosch-Effekt, da die Beulsteifigkeit bereichsweise nicht mehr gegeben ist.
Aus der DE 10 2010 014 541 AI ist ein Außenverkleidungsteil für eine Karosserie eines Personenkraftwagens bekannt, das wenigstens ein die Außenverkleidung bildendes großflächiges Blechteil aufweist, an dessen Innenseite eine Unterstruktur angeordnet ist, die durch eine zumindest partiell des Blechteils angeordnete
Kunststoffstruktur gebildet ist. Bei diesem Außenverkleidungsteil handelt es sich
BESTÄTIGUNGSKOPIE insbesondere um einen Kotflügel, eine Seitenwand oder Fronthaube. Die auf der Innenseite des Außenverkleidungsteils angeordnete Kunststoffstruktur, die sich überkreuzende Kunststoffrippen aufweisen kann, ist insbesondere vorgesehen, um das großflächige Blechteil in entsprechend zu versteifenden Bereichen zu verstärken. Ferner soll die Kunststoffstruktur bei dem bekannten Außenverkleidungsteil dazu dienen, eine Blechunterstruktur, die zur Gewichtsreduzierung von großflächigen Blechteilen wie Fronthauben über eine Schweiß- oder Bördelverbindung mit dem Außenverkleidungsteil gefügt wird, zu ersetzen. Die DE 10 2010 014 541 AI schlägt vor, die Kunststoffstruktur in einem Umformwerkzeug an das dort umgeformte Blechteil anzuspritzen. In dem Umformwerkzeug sind hierzu beispielsweise Schieberteile vorgesehen, welche nach der letzten Ziehstufe des Blechteils so verfahren werden, dass nachfolgend in ein und demselben Werkzeug durch Spritzgießen die Kunststoffstruktur geschaffen werden kann.
Davon ausgehend lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines großflächigen Außenverkleidungsteils für ein bewegbares Karosserieteil eines Kraftwagens, insbesondere für eine Tür, Fronthaube oder Heckklappe eines Personenkraftwagens anzugeben, mit dem sich ein solches Außenverkleidungsteil in hoher Qualität als relativ leichtes und dennoch ausreichend biege- und beulsteifes Außenverkleidungsteil kostengünstig herstellen lässt. Des Weiteren soll ein entsprechendes Außenverkleidungsteil geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Außenverkleidungsteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Um ein großflächiges, qualitativ hochwertiges Außenverkleidungsteil für ein bewegbares Karosserieteil, insbesondere für eine Tür, Fronthaube oder Heckklappe eines Personenkraftwagens, kostengünstig zu schaffen, welches bei relativ geringem Gewicht ausreichend biegesteif ist und insbesondere eine ausreichende Beulsteifigkeit aufweist, werden erfindungsgemäß wenigstens ein das Außenverkleidungsteil bildendes großflächiges metallisches Blechteil mittels eines Umformwerkzeuges in eine dreidimensionale Form umgeformt und anschließend an der Innenseite des umgeformten Blechteils zumindest partiell eine Verstärkung aus Kunststoff durch Hinterspritzen aufgebracht, wobei als Blechteil ein Blechteil mit einer Blechdicke kleiner 0,60 mm, vorzugsweise kleiner 0,50 mm, insbesondere kleiner 0,45 mm verwendet wird. Sodann wird das umgeformte und mit der Verstärkung versehene Blechteil durch Falzen und/oder Kleben mit einer aus Metallblech und/oder
Kunststoff hergestellten Innenstruktur verbunden.
Insbesondere die aus Metallblech und/oder Kunststoff hergestellte Innenstruktur verleiht dem aus einem großflächigen Blechteil gebildeten Außenverkleidungsteil eine ausreichend hohe Biegesteifigkeit, während der auf die Innenseite des Blechteils aufgespritzte Kunststoff die erforderliche Beulsteifigkeit des eine Blechdicke von 0,15 mm bis weniger als 0,6 mm aufweisenden Blechteils sicherstellt.
Der auf die Innenseite des Blechteils aufgespritzte Kunststoff wirkt sich zudem positiv auf die akustischen Eigenschaften des Außenverkleidungsteils aus. Außerdem wird durch die innenseitige Kunststoffbeschichtung des dünnen Blechteils dessen Verhalten bei dynamischer Aufprallbeanspruchung, z.B. beim Aufprall eines Fußgängers auf eine erfindungsgemäß ausgeführte Motorhaube, positiv beeinflusst.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das umgeformte Blechteil außerhalb des Umformwerkzeuges mit Kunststoff zur Herstellung der mindestens einen Verstärkung hinterspritzt wird, wobei das Blechteil hierzu in einer Halterung, beispielsweise einer Abstützvorrichtung fixiert
aufgenommen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert somit keine aufwendige Änderung bzw. Neukonstruktion von Umformwerkzeugen zum
Umformen und Hinterspritzen des umgeformten Blechteils. Die mechanische
Beanspruchung solcher Halterungen ist so gering, dass sie einfach gestaltet sind und insbesondere aus nicht-metallischen Werkstoffen bestehen können. Eine oder mehrere solcher Halterungen können vorzugsweise neben der Formpresse angeordnet sein oder werden. Eine relativ hohe Gewichtsreduktion eines großflächigen Außenverkleidungsteils bei zugleich ausreichender Beulsteifigkeit lässt sich insbesondere dann erzielen, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens faserverstärkter Kunststoff zur Herstellung der mindestens einen Verstärkung des
Blechteils verwendet wird. Dem Kunststoff können hierzu insbesondere Glasfasern oder Kohlenstofffasern vorzugsweise während des Hinterspritzens zugegeben werden.
Der zur Verstärkung des umgeformten Blechteils auf dessen Innenseite aufgespritzte Kunststoff kann, muss aber nicht zwingend vollflächig auf die Innenseite des Blechteils aufgebracht werden. Vorzugsweise wird der Kunststoff lediglich bereichsweise, insbesondere auf die beulkritischen Stellen des umgeformten Blechteils aufgebracht. Hierzu kann der Kunststoff zur Herstellung der mindestens einen Verstärkung insbesondere lokal einschichtig aufgetragen werden. Eine weitere bevorzugte
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Kunststoff zur Herstellung der mindestens einen Verstärkung lokal mehrschichtig aufgetragen wird. Das Aufbringen mehrerer Kunststoffschichten ist zur Verstärkung besonders beulkritischer Stellen von Vorteil. Diese Schichten können dabei aus einem gleichen Kunststoff gebildet werden, zum Beispiel um lokal die Dicke der Kunststoffverstärkung zu erhöhen; sie können aber gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch aus unterschiedlichen Kunststoffen bzw. aus Kunststoffen mit und ohne Verstärkungsfasern gebildet werden.
Vorzugsweise werden zur Verstärkung des großflächigen, relativ dünnen Blechteils ein oder verschiedene Kunststoffe verwendet, die sich für eine anschließende kathodische Tauchlackierung (KTL) des Blechteils eignen. Bei dem erfindungsgemäß verwendet Kunststoff kann es sich insbesondere um thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise auf Basis von Polyamid, Polyethylen oder deren Mischungen handeln. Hinsichtlich einer kostengünstigen und hochwertigen Lackierung von Außenverklei- dungsteilen der genannten Art sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass zur Herstellung der mindestens einen Ver- Stärkung Kunststoff verwendet wird, der eine dauerhafte Temperaturbeständigkeit von mindestens 120°C, vorzugsweise mindestens 150°C, besonders bevorzugt mindestens 180°C besitzt.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die aus Kunststoff hergestellte Verstärkung gezielt so ausgebildet wird, dass sie mindestens ein als Verstärkung dienendes metallisches Bauteil des Karosserieteils ersetzt. Mit anderen Worten wird durch gezielte lokale Verstärkung des relativ dünnen Blechs des Außenverkleidungsteils erreicht, dass ein oder mehrere sonst als Verstärkung dienende metallische Bauteile des Außenverkleidungsteils eingespart werden können, was wiederum der Gewichtsreduktion zugute kommt und sich positiv auf die akustischen Eigenschaften des Bauteils auswirkt. Beispielsweise ist bei einem Türaußenblech vorgesehen, durch eine gezielte Kunststoffverstärkung im Bereich der Türbrüstung eine hier sonst übliche metallische Türbrüstungsverstärkung einzusparen.
Die voranstehend genannten Vorteile der Erfindung gelten insbesondere für das erfindungsgemäße Außenverkleidungsteil nach einem der Ansprüche 9 bis 14.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
Fig. 1 eine Außenansicht eines dreidimensional geformten Fahrzeugtür-
Außenblechs, das auf der Innenseite flächig sowie lokal mit Kunststoff hinterspritzt ist;
Fig. 2 eine Außenansicht eines dreidimensional geformten Fahrzeugtür-
Außenblechs, das auf der Innenseite im Bereich der Türbrüstung lokal mit Kunststoff hinterspritzt ist; und
Fig. 3 eine Skizze eines erfindungsgemäßen Verfahrenablaufs zur Herstellung eines großflächigen Außenverkleidungsteils für ein bewegbar gelagertes Karosserieteil eines Kraftwagens, insbesondere für eine
Fahrzeugtür.
In den Figuren 1 und 2 sind geformte Außenbleche 1, einer Fahrzeugtür dargestellt. Das jeweilige Blechteil 1, besitzt eine Blechdicke kleiner 0,6 mm, vorzugsweise kleiner 0,5 mm, beispielsweise von ca. 0,2 mm, und wurde aus einer entsprechend dünnen Metallplatine, vorzugsweise einer Stahlplatine, durch Tiefziehen hergestellt. Die Innenseite des großflächigen Blechteils 1, ist zu dessen Verstärkung und damit zur Erhöhung seiner Beulsteifigkeit mit Kunststoff 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 und/oder 2.5 hinterspritzt. Der hierzu verwendete Kunststoff kann ein reiner Kunststoff sein, d.h. ein Kunststoff ohne Verstärkungsfasern. Vorzugsweise werden Kunststoffe
verwendet, die KTL-beständig sind, insbesondere thermoplastische Kunststoffe, vorzugsweise auf Basis von PA, PE oder deren Mischungen. Zur Steifigkeitserhöhung können dem Kunststoff aber auch Fasern, z.B. Glasfasern, Kohlenstofffasern, etc., beigemischt werden.
Die innenseitige Kunststoffverstärkung des dünnen Blechteils 1, 1' kann, muss jedoch nicht unbedingt vollflächig ausgeführt sein. Vorzugsweise wird an besonders beulkritischen Stellen des dünnen Blechteils 1, l'die Kunststoffverstärkung lokal mehrschichtig ausgeführt. Beispielsweise können bereichsweise zwei, drei oder mehr Kunststoffschichten durch Hinterspritzen der Innenseite des Blechteils 1, 1'
übereinander aufgetragen sein. Diese Schichten können dabei aus einem gleichen Kunststoff oder aus unterschiedlichen Kunststoffen, insbesondere aus
faserverstärktem Kunststoff und nicht-faserverstärktem Kunststoff erzeugt werden.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf der Innenseite des Blechteils (Türaußenblechs] 1 eine relativ großflächige Kunststoffschicht 2.1 sowie darüber bereichsweise mehrere relativ kleinflächige Kunststoffschichten 2.2, 2.3, 2.4 durch Hinterspritzen appliziert. Die kleinflächigen Kunststoffschichten 2.2, 2.3, 2.4 sind gegebenenfalls an besonders beulkritischen Stellen des dünnen Blechteils 1
angeordnet. Wie oben erwähnt, können an solchen Stellen lokal auch mehrere, z.B. zwei, drei, vier oder mehr relativ kleinflächige Kunststoffschichten übereinander appliziert werden.
Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung durch gezieltes Hinterspritzen eines großflächigen dünnen Außenblechs (z.B. Türaußenblechs) mit Kunststoff, welches mit weiteren Blechteilen zu einem beweglich gelagerten Karosserieteil zusammengebaut wird, die Einsparung eines oder mehrerer metallische Verstärkungsteile des
Karosserieteils. So ist beispielsweise bei dem in Fig. 2 skizzierten Türaußenblech Y im Bereich der Türbrüstung innenseitig eine Kunststoffverstärkung 2.5 appliziert. Durch eine solche lokale Kunststoffverstärkung 2.5 kann gegebenenfalls auf eine üblicherweise in der Tür vorgesehene metallische Türbrüstungsverstärkung verzichtet werden. Die lokale Kunststoffverstärkung 2.5 weist hierzu vorzugsweise einen mehrlagigen Schichtaufbau auf.
In Fig. 3 ist der prinzipielle Ablauf des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens skizziert. Das aus einer eine Dicke zwischen 0,15 mm und unter 0,6 mm aufweisenden Metallplatine A, vorzugsweise Stahlplatine, durch Tiefziehen umgeformte Blechteil 1 ist ein Außenhautbauteil für ein beweglich gelagertes Karosserieteil. Ein Stempel und eine Matrize eines Umformwerkzeuges sind mit 3.1 bzw. 3.2 bezeichnet. Das
Außenhautbauteil 1 wird nach dem Tiefziehen in einer der gewünschten Außenkontur des Außenhautbauteils entsprechenden Halterung 4 fixiert aufgenommen und auf seiner Innenseite mit Kunststoff 2 an vorgegebenen Stellen bereichsweise,
vorzugsweise mehrlagig, hinterspritzt. Die Applizierung des Kunststoffs 2 erfolgt vorzugsweise mittels eines Roboters 5. Nach der Applikation des Kunststoffes 2.1, 2.2 wird das Außenhautbauteil (z.B. Türaußenblech) in herkömmlicher Weise durch Falzen, vorzugsweise unter Verwendung von Kleber, mit einer aus Metallblech (z.B. Stahlblech) und/oder Kunststoff hergestellten Innenstruktur 6 gefügt. Anschließend wird das so zusammengesetzte Karosserieteil am zugehörigen Karosseriekörper montiert und mit diesem zur Lackierung durch ein KTL-Bad geführt.
Zusätzlich zur Erhöhung der Beulsteifigkeit wirkt sich der auf die Innenseite des Außenhautbauteils 1, 1' applizierte Kunststoff 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 und/oder 2.5 auch positiv auf die akustischen Eigenschaften des betreffenden Karosserieteils aus. So kann auf zusätzliche„Antidröhnmatten" oder Schwerschichtmatten verzichtet werden, welche insbesondere bei einer Fahrzeugtür ein nicht unerhebliches
Mehrgewicht darstellen.
Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Varianten denkbar, die auch bei von den gezeigten Beispielen abweichender Gestaltung von der in den beiliegenden Ansprüchen angegebenen Erfindung Gebrauch machen. So kann der Effekt der lokalen Beulsteifigkeitsverstärkung durch Hinterspritzung der Innenseite eines dünnen Türaußenblechs mit Kunststoff auch bei weiteren Außenhautbauteilen wie Motorhaube und Heckklappe genutzt werden.
Bei einer Motorhaube kann durch eine geeignete Schichtkombination bzw. -dicke der innenseitig applizierten Kunststoffbeschichtung zusätzlich der Fußgängerschutz, insbesondere hinsichtlich einer Verminderung von Kopfaufprallverletzungen, positiv beeinflusst werden. Um eine gute Bewertung beim Fußgängerschutz zu erlangen, wird derzeit verlangt, dass zwischen der Motorhaube und der darunterliegenden Struktur (Karosserie und Motor) ein Abstand von ca. 10 cm vorgehalten wird. Dies ist jedoch durch die besondere Anordnung einiger Karosserieteile, z.B. der Federbeindome und von Motorkomponenten, nicht immer ohne weiteres möglich. Der Impaktor erfährt bei einer Unterschreitung des besagten Abstandes oftmals einen sekundären Aufprall, so dass sich die Werte für das sogenannte HIC (Head-Injury-Criterion) an solchen Bereichen der Motorhaube dramatisch erhöhen. In diesen Bereichen kann jedoch eine geeignete Kunststoffhinterspritzung des Haubenaußenblechs den sekundären
Aufprall weicher gestalten, so dass in diesem Fall keine erhöhten HIC-Werte gemessen werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung eines großflächigen Außenverkleidungsteils für ein bewegbares Karosserieteil eines Kraftwagens, insbesondere für eine Tür, Fronthaube oder Heckklappe eines Personenkraftwagens, bei welchem wenigstens ein das Außenverkleidungsteil bildendes großflächiges metallisches Blechteil mittels eines Umformwerkzeuges in eine dreidimensionale Form umgeformt wird, wobei an der Innenseite des umgeformten Blechteils (1, 1') zumindest partiell eine Verstärkung (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) aus Kunststoff durch Hinterspritzen aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Blechteil ein Blechteil mit einer Blechdicke kleiner 0,6 mm, vorzugsweise kleiner 0,5 mm verwendet wird, und dass das umgeformte und mit der mindestens einer Verstärkung versehene Blechteil (1, 1') durch Falzen und/oder Kleben mit einer aus Metallblech und/oder Kunststoff hergestellten Innenstruktur (6) verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das umgeformte Blechteil (1) außerhalb des Umformwerkzeuges (3.1, 3.2) mit Kunststoff zur Herstellung der mindestens einen Verstärkung hinterspritzt wird, wobei das Blechteil (1) hierzu in einer Halterung (4) fixiert aufgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff zur Herstellung der mindestens einen Verstärkung (2.1, 2.5) lokal einschichtig aufgetragen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff zur Herstellung der mindestens einen Verstärkung (2.2, 2.3, 2.4, 2.5) lokal mehrschichtig aufgetragen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten aus unterschiedlichen Kunststoffen gebildet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff zur Herstellung der mindestens einen Verstärkung (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) ein Kunststoff verwendet wird, der eine dauerhafte Temperaturbeständigkeit von mindestens 120°C, vorzugsweise mindestens 150°C, besonders bevorzugt mindestens 180°C besitzt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff zur Herstellung der mindestens einen Verstärkung (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) ein faserverstärkter Kunststoff verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Kunststoff hergestellte Verstärkung (2.5) gezielt so ausgebildet wird, dass sie mindestens ein als Verstärkung dienendes metallisches Bauteil des
Karosserieteils ersetzt.
9. Außenverkleidungsteil für ein bewegbares, großflächiges Karosserieteil eines Kraftwagens, insbesondere für eine Tür, Haube oder Klappe eines Personenkraftwagens, gebildet aus einem großflächigen metallischen Blechteil, das eine dreidimensionale Form aufweist, wobei an der Innenseite des Blechteils (1, 1') zumindest partiell eine Verstärkung (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) aus Kunststoff durch Hinterspritzen aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil (1, 1') eine Blechdicke kleiner 0,6 mm, vorzugsweise kleiner 0,5 mm aufweist und durch Falzung und/oder Klebung mit einer aus Metallblech und/oder Kunststoff hergestellten Innenstruktur (6) verbunden ist.
10. Außenverkleidungsteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Kunststoff hergestellte Verstärkung (2.1, 2.5) lokal einschichtig aufgetragen ist.
11. Außenverkleidungsteil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Kunststoff hergestellte Verstärkung (2.2, 2.3, 2.4, 2.5) lokal mehrschichtig aufgetragen ist.
12. Außenverkleidungsteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten aus unterschiedlichen Kunststoffen gebildet sind.
13. Außenverkleidungsteil nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kunststoff der Verstärkung (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) eine dauerhafte Temperaturbeständigkeit von mindestens 120°C, vorzugsweise mindestens 150°C, besonders bevorzugt mindestens 180°C besitzt.
14. Außenverkleidungsteil nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kunststoff der Verstärkung (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) ein faserverstärkter Kunststoff ist.
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