DE102022208325A1

DE102022208325A1 - Verfahren zur Herstellung eines Beplankungsteils für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102022208325A1
Application number: DE102022208325.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Killmer; Niels Rütthard; Sascha Kursawe
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-08-10
Filing date: 2022-08-10
Publication date: 2024-02-15

Abstract

Es wird ein Verfahren (100) zur Herstellung eines Beplankungsteils (10) für ein Fahrzeug vorgeschlagen, das Folgendes umfasst:- Bereitstellen (101) einer beweglichen Werkzeughälfte und einer feststehenden Werkzeughälfte eines Kunststoffspritzgusswerkzeugs,- Positionierung (102) der Werkzeughälften derart zueinander, dass eine erste Kavität ausgebildet wird, welche der Form eines Trägerteils (11) des Beplankungsteils (10) entspricht,- Ausfüllen (105) der ersten Kavität mit einem ersten plastifizierten Kunststoffmaterial und somit Bilden (106) des Trägerteils (11),- Lösen (107) der beweglichen Werkzeughälfte und Überführen (108) des gebildeten Trägerteils (11) in eine weitere Position, und- Ausfüllen (110) einer zweiten Kavität zwischen dem Trägerteil (10) und einer Werkzeughälfte mit einem zweiten plastifizierten Kunststoffmaterial, um eine Stärke mindestens einer ersten Wand (11a) des Trägerteils (11) zu erhöhen und somit eine finale Stärke (11b) der ersten Wand (11a) zu erhalten.

Description

Die folgende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Beplankungsteils eines Fahrzeuges nach Anspruch 1.
Verfahren zur Herstellung von Beplankungsteilen sind nach dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. So beschreibt die US 2018/0216372 A1 beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung der Türschnalle eines Fahrzeuges, das verschiedene Injektionsschritte umfasst.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Beplankungsteils für ein Fahrzeug derart weiterzuentwickeln, das ein möglichst robustes Beplankungsteil zusammen mit einer ebenen lackierfähigen Oberfläche bereitgestellt wird.
Gelöst wird die vorgenannte Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Beplankungsteils für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren die Bereitstellung einer beweglichen Werkzeughälfte und einer feststehenden Werkzeughälfte eines Kunststoffspritzgusswerkzeuges umfasst.
In einem weiteren Schritt werden die Werkzeughälften derart zueinander positioniert, dass eine erste Kavität ausgebildet wird, welche der Form eines Trägerteils des Beplankungsteils entspricht. Insbesondere wird die bewegliche Werkzeughälfte derart zur feststehenden Werkzeughälfte positioniert, dass zwischen den Werkzeughälften die erste Kavität ausgebildet wird.
Im Anschluss wird die erste Kavität mit einem ersten plastifizierten Kunststoffmaterial ausgefüllt und somit das Trägerteil gebildet, insbesondere beim Erstarren des Kunststoffmaterials in der ersten Kavität. Bei dem ersten plastifizierten Kunststoffmaterial handelt es sich insbesondere um ein Kunststoffmaterial in einem flüssigen bzw. thermoplastischen Zustand.
In einem weiteren Schritt wird die bewegliche Werkzeughälfte gelöst und das gebildete Trägerteil in eine weitere Position überführt. Beim Überführen kann es sich um eine Drehbewegung, ein Verschieben oder ein Umsetzen des gebildeten Trägerteils handeln.
Die weitere Position unterscheidet sich vorzugsweise von der Position, in der das Trägerteil gebildet wurde, die im Folgenden auch erste Position genannt wird. In der weiteren Position wird eine zweite Kavität zwischen dem Trägerteil und einer Werkzeughälfte, vorzugsweise der beweglichen Werkzeughälfte, ausgebildet. Vorzugsweise ist die zweite Kavität zwischen der Außenseite der ersten Wand und einer Werkezughälfte gebildet. Diese zweite Kavität wird mit einem zweiten plastifizierten Kunststoffmaterial ausgefüllt, um die Stärke einer ersten Wand des Trägerteils zu erhöhen und somit eine finale Stärke der Wand zu erhalten. Die finale Stärke der Wand ist vor einer möglichen Lackierung definiert.
Unter dem Begriff „Stärke“ der ersten Wand ist insbesondere eine Dicke der ersten Wand zu verstehen. Die erste Position, in der der Trägerteil gebildet wird, und die weitere Position, in der die Wandstärke erhöht wird, unterscheiden sich. Beim Ausfüllen der zweiten Kavität tritt das zweite plastifizierte Kunststoffmaterial in Kontakt mit dem bereits gebildeten Trägerteil und tritt in Stoffschluss mit diesem. Insbesondere tritt das zweite plastifizierte Kunststoffmaterial nur in Kontakt mit einer Außenseite der ersten Wand des Trägerteils, dessen Wandstärke somit erhöht wird. In anderen Worten wird die erste Wand des Trägerteils überspritzt und somit dessen Wandstärke erhöht. Somit wird ausschließlich die erste Wand, vorzugsweise nur deren Außenseite, des Trägerteils überspritzt. Bei der ersten Wand handelt es sich insbesondere um ein Sichtteil des Beplankungsteils. Es wird somit ein separater Fügeprozess zwischen einem Sichtteil und einem Trägerteil eingespart. Im Stand der Technik wird oft zunächst ein Trägerteil gebildet und ein weiteres Sichtteil angespritzt. Im vorliegenden Fall wird lediglich die Wandstärke des bereits vollständig ausgebildeten Trägerteils erhöht.
Nach Erstarren des zweiten plastifizierten Kunststoffmaterials kann das fertige Beplankungsteil gelöst werden. Insbesondere sind Temperatur und/oder Druck beim Ausfüllen der ersten Kavität sowie beim Ausfüllen der zweiten Kavität und im anschließenden Erstarrungsschritt identisch.
Vor dem Ausfüllen der zweiten Kavität können Verstärkungselemente in die erste Kavität eingebracht werden. Beispielsweise kann es sich um Fasern, bspw. Glasfasern, handeln, sodass das Trägerteil aus einem verstärkten Kunststoff gebildet wird.
Vorzugsweise kann das erste plastifizierte Kunststoffmaterial Rezyklat umfassen, vor allem in einem Anteil von mindestens 30 %, vorzugsweise mindestens 50 %, am meisten bevorzugt mindestens 70 %. Ein Rezyklat ist als wiederverwendbarer Kunststoff zu verstehen. Beispielsweise umfasst dieses Polyethylen, Polypropylen oder Polyethylenterephthalat.
Das erste und/oder das zweite plastifizierte Kunststoffmaterial kann geschäumt sein und somit im geschäumten Zustand in die erste und/oder zweite Kavität eingebracht werden. Insbesondere wird das Kunststoffmaterial zuvor mit einem passenden Treibmittel zu kleinen gasgefüllten Zellen aufgeschäumt und in derart geschäumtem Zustand in die entsprechende Kavität eingebracht.
Insbesondere entspricht das erste plastifizierte Kunststoffmaterial dem zweiten plastifizierten Kunststoffmaterial. Es werden somit nicht unterschiedliche Materialien eingesetzt. Die erste Wand des Trägerteils besteht somit über deren gesamte Stärke (bis auf eine mögliche zusätzliche Lackierung) aus dem gleichen Material.
Vor dem Ausfüllen der ersten Kavität kann mindestens ein Mittel zur Anbindung des Beplankungsteils an ein Karosserieteil des Fahrzeuges in die erste Kavität eingebracht werden, um in das Trägerteil eingebettet zu werden. In anderen Worten wird das mindestens eine Mittel zur Anbindung beim Erstarren des ersten plastifizierten Kunststoffmaterials in das gebildete Trägerteil eingebunden. Bei dem mindestens einen Mittel kann es sich beispielsweise um einen Retainer, vorzugsweise einen Schraub-Retainer, handeln. Ferner kann das Mittel eine Rippenstruktur aufweisen. Das Mittel wird durch Stoffschluss in das Trägerteil eingebracht. Das Mittel wird somit nicht angespritzt, sondern bereits beim Ausbilden des gesamten Trägerteils eingebettet. Dies erlaubt einen hohen Einsatz von Rezyklatanteilen, was beim Anspritzen der Mittel nicht möglich ist. Dadurch, dass die Mittel bereits bei Ausbildung des gesamten Trägerteils eingebettet werden, ist deren Befestigung ferner weitaus robuster. Es besteht eine verbesserte Haftung, da die Flächenanbindung möglichst groß ist.
Beim Ausfüllen der zweiten Kavität wird vorzugsweise kein entsprechendes Mittel zur Anbindung in das Trägerteil eingebracht, sondern ausschließlich die Wandstärke der ersten Wand des bereits gebildeten Trägerteils erhöht.
Das Beplankungsteil bildet vorzugsweise ein Hohlprofil. Die erste Wand kann somit gekrümmt ausgebildet sein. Die erste Wand erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge und Breite des Beplankungsteils. Insbesondere wird das Beplankungsteil ausschließlich von der ersten Wand und ggfs. zusätzlichen Armen zum Einbinden des mindestens einen Mittels zur Anbindung gebildet.
Mittels des Ausfüllens der ersten Kavität werden höchstens 80 %, bevorzugterweise höchstens 70 %, der finalen Stärke der Wand ausgebildet. Ferner werden mindestens 50 %, bevorzugterweise mindestens 60 %, der finalen Stärke der Wand ausgebildet. Insbesondere werden in etwa zwei Drittel der finalen Wandstärke ausgebildet, wobei die restliche Wandstärke über das Ausfüllen der zweiten Kavität ausgebildet wird.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ein Lackieren der ersten Wand des Trägerteils.
Durch das oben beschriebene Verfahren wird insgesamt ein Beplankungsteil mit einer möglichst ebenen, lackierfähigen ersten Wand gebildet. Insbesondere die Ebenheit der lackierfähigen Fläche ist von besonderer Bedeutung, denn gerade auf Augenhöhe sind leichte Oberflächendefizite als Qualitätsmangel anzusehen.
Die Figuren zeigen in rein schematischer Darstellung:

1: ein Verfahrensschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
2: ein mittels des Verfahrens gebildetes Beplankungsteil.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 zur Herstellung eines Beplankungsteils 10 für ein Fahrzeug, umfassend das Bereitstellen 101 einer beweglichen Werkzeughälfte und einer feststehenden Werkzeughälfte eines Kunststoffspritzwerkzeuges. Die Werkzeughälften werden derart zueinander positioniert 102, dass eine erste Kavität ausgebildet wird.
Es kann mindestens ein Mittel 12 zur Anbindung des Beplankungsteils 10 an einem Karosserieteil des Fahrzeuges in die erste Kavität eingebracht werden 103. Die erste Kavität wird mit einem ersten plastifizierten Kunststoffmaterial ausgefüllt 105. Das Kunststoffmaterial kann zuvor geschäumt werden 104. Beim Erstarren des Kunststoffmaterials wird das Trägerteil 11 gebildet 106.
Die bewegliche Werkzeughälfte wird gelöst 109 und das gebildete Trägerteil 11 in eine weitere Position überführt 108. Eine zweite Kavität zwischen dem Trägerteil 11 und einer Werkzeughälfte wird gebildet und mit einem zweiten plastifizierten Kunststoffmaterial ausgefüllt 110, was zuvor erneut geschäumt werden kann 109. Es wird die Wandstärke der ersten Wand 11a des Trägerteils 11 erhöht 111. Im Anschluss kann das nun gebildete Beplankungsteil 10 gelöst 112 und lackiert 113 werden. In dem zweiten Ausfüllungsschritt wird somit nur die Wandstärke erhöht und somit das Beplankungsteil fertiggestellt.
In 2 ist ein nach dem Verfahren gemäß 1 gebildetes Beplankungsteil 10 dargestellt. Zu sehen ist, wie ein Mittel 12 zur Anbindung des Beplankungsteils 10 an ein Karosserieteil des Fahrzeuges in das Trägerteil 11 eingebettet ist. Es handelt sich um einen Schraub-Retainer. Dieser ist mit zwei Armen des Trägerteils 11 stofflich verbunden und gemeinsam mit dem Trägerteil 11 ausgebildet worden. Beim Ausfüllen der ersten Kavität und somit beim Bilden des Trägerteils 11 kann ein Schieber eingesetzt werden, um den entsprechenden Hohlraum zwischen dem Mittel 12 und der ersten Wand 11 auszubilden, wobei der Schieber im Anschluss nach dem Erstarren des Trägerteils 11 wieder entnommen wird.
Das Beplankungsteil 10 bildet ein Hohlprofil und umfasst eine erste Wand 11 a. Die Außenseite der ersten Wand 11a wird im zweiten Ausfüllungsschritt überspritzt und somit die Wandstärke der ersten Wand erhöht. Die finale Wandstärke 11b der ersten Wand 11a setzt sich aus einem ersten Anteil 11c zusammen, der sich beim Bilden des Trägerteils 11 ausgebildet hat, und aus einem zweiten Anteil 11d, der beim Ausfüllen der zweiten Kavität entstanden ist.
Bezugszeichenliste

100: Verfahren
101: Bereitstellen einer beweglichen Werkzeughälfte und einer feststehenden Werkzeughälfte eines Kunststoffspritzgusswerkzeugs
102: Positionierung der Werkzeughälften derart zueinander, dass eine erste Kavität ausgebildet wird
103: Einbringen mindestens eines Mittel zur Anbindung des Beplankungsteils an einem Karosserieteil des Fahrzeugs in die erste Kavität
104: Schäumen eines ersten plastifizierten Kunststoffmaterials
105: Ausfüllen der ersten Kavität mit dem ersten plastifizierten Kunststoffmaterial
106: Bilden des Trägerteils
107: Lösen der beweglichen Werkzeughälfte
108: Überführen des gebildeten Trägerteils in eine weitere Position
109: Schäumen eines zweiten plastifizierten Kunststoffmaterials
110: Ausfüllen einer zweiten Kavität zwischen dem Trägerteil und einer Werkzeughälfte mit dem zweiten plastifizierten Kunststoffmaterial
111: Erhöhen der Stärke mindestens einer ersten Wand des Trägerteils
112: Lösen des Beplankungsteils
113: Lackieren der ersten Wand
10: Beplankungsteil
11: Trägerteil
11 a: erste Wand
11b: finale Stärke
11c: erster Anteil
11d: zweiter Anteil
12: Mittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 20180216372 A1 [0002]

Claims

Verfahren (100) zur Herstellung eines Beplankungsteils (10) für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) die folgenden Schritte umfasst: - Bereitstellen (101) einer beweglichen Werkzeughälfte und einer feststehenden Werkzeughälfte eines Kunststoffspritzgusswerkzeugs, - Positionierung (102) der Werkzeughälften derart zueinander, dass eine erste Kavität ausgebildet wird, welche der Form eines Trägerteils (11) des Beplankungsteils (10) entspricht, - Ausfüllen (105) der ersten Kavität mit einem ersten plastifizierten Kunststoffmaterial und somit Bilden (106) des Trägerteils (11), - Lösen (107) der beweglichen Werkzeughälfte und Überführen (108) des gebildeten Trägerteils (11) in eine weitere Position, und - Ausfüllen (110) einer zweiten Kavität zwischen dem Trägerteil (10) und einer Werkzeughälfte mit einem zweiten plastifizierten Kunststoffmaterial, um eine Stärke mindestens einer ersten Wand (11a) des Trägerteils (11) zu erhöhen und somit eine finale Stärke (11b) der ersten Wand (11a) zu erhalten.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ausfüllen (105) der ersten Kavität Verstärkungselemente in die erste Kavität eingebracht werden.
Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite plastifizierte Kunststoffmaterial ein Rezyklat ist.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite plastifizierte Kunststoffmaterial geschäumt ist.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste plastifizierte Kunststoffmaterial dem zweiten plastifizierten Kunststoffmaterial entspricht.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ausfüllen (105) der ersten Kavität mindestens ein Mittel (12) zur Anbindung des Beplankungsteils (10) an einem Karosserieteil des Fahrzeugs in die erste Kavität eingebracht wird (103), um in das Trägerteil eingebettet zu werden.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Ausfüllens (105) der ersten Kavität höchstens 80 %, bevorzugterweise höchstens 70 %, der finalen Stärke der ersten Wand (11 a) ausgebildet wird.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Ausfüllens (105) der ersten Kavität mindestens 50 %, bevorzugterweise mindestens 60 %, der finalen Stärke der ersten Wand (11a) ausgebildet wird.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) ein Lackieren (113) der ersten Wand (11a) umfasst.