DE10237673A1

DE10237673A1 - Hybridbauteil für Kraftfahrzeuge und Verfahren zu seiner Reparatur

Info

Publication number: DE10237673A1
Application number: DE2002137673
Authority: DE
Inventors: Andreas Fischer; Ondrej Zeman
Original assignee: Hella Behr Fahrzeugsysteme GmbH
Current assignee: HBPO GmbH
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2004-02-26
Also published as: WO2004022416A1; EP1545964A1; AU2003255408A1

Abstract

Ein solches Hybridbauteil, insbesondere als Montageträger oder als Teil eines solchen Trägers für ein KFZ-Frontendmodul, besteht aus einem Kunststoffspritzgußteil mit wenigstens einem zumindest teilweise umspritzten Blechteil und einem daran befestigten Bauteil. Das Blechteil und das Bauteil sind an diskreten, einander überlappenden Stellen miteinander verbunden und haben hier übereinanderliegende Durchbrüche, die von dem Kunststoff in Form zumindest eines spritzgegossenen Kunststoffverbinders durchdrungen sind. Um das Bauteil im Bedarfsfall abnehmen und wieder anbringen zu können und um einen höheren Kraftschluß an der Verbindungsstelle zu erreichen, sind in der Nachbarschaft der Durchbrüche für den spritzgegossenen Kunststoffverbinder miteinander fluchtende Durchgangslöcher im Blechteil und im daran befestigten Bauteil zur Aufnahme wenigstens eines nachträglich anbringbaren Verbindungsmittels angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hybridbauteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf ein Verfahren zu dessen Reparatur.

Bei solchen Hybridbauteilen, bei denen es sich um Kunststoff/Metallverbundkörper handelt, ist es bekannt, zumindest zwei einander überlappende Blechteile im Kunststoff-Spritzgußverfahren miteinander zu verbinden, indem man an diesen Teilen sogenannte Durchspritzstellen vorsieht. An diesen Stellen sind übereinanderliegende Durchbrüche in den zu verbindenden Teilen angeordnet, die von dem Kunststoff durchdrungen und deren Ränder von dem Kunststoff formschlüssig übergriffen werden. Ein derartiges Hybridbauteil und das Verfahren zu dessen Herstellung ist aus dem Dokument EP 0 721 831 B1 bekannt.

In der genannten Weise kann man auch solche Hybridbauteile in einstöckiger Ausführung herstellen, die davon abstehende Bauteile nach Art von Anbauten haben. Bei einem Montageträ ger für ein Frontendmodul von Kraftfahrzeugen kann es sich dabei um einen Träger oder ein Rahmenelement handeln, um daran ein Kühlmodul zu befestigen oder eine Scheinwerfereinheit aufzunehmen. Im Falle eines Fahrzeugcrashs minderen Ausmaßes kann es zu partiellen Beschädigungen am Montageträger kommen, welche nur diejenigen Bauteile daran betreffen, die nach Art der vorerwähnten Anbauteile ausgeführt sind. Bislang war es in solchen Schadensfällen erforderlich, das gesamte, den Montageträger bildende Hybridbauteil auszutauschen, was kosten- und arbeitsaufwendig ist.

Außerdem hat man es bei Hybridbauteilen der vorgenannten Art als nachteilig angesehen, daß für die Befestigung der genannten Bauteile an den betreffenden Durchspritzpunkten oder -stellen lediglich eine Anbindung durch den spritzgegossenen Kunststoffverbinder besteht. Zwar ist damit bei entsprechender Gestaltung des Spritzgußwerkzeugs eine hohe Maßhaltigkeit des auf diese Weise befestigten Bauteils gegeben, für höhere Belastungen dieses Bauteils besteht jedoch der Wunsch, einen höheren Kraftschluß zwischen dem Bauteil und dem Grundkörper des Hybridbauteils zu erzielen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Hybridbauteil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, bei dem das daran mittels Spritzgießen befestigte Bauteil entfernt und gegebenenfalls nach Austausch wieder angebracht und im Bedarfsfall an der Befestigungsstelle des Bauteils ein höherer Kraftschluß vorgesehen werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Hybridbauteil der genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein Verfahren zur Reparatur eines solchen Hybridbauteils ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 6.

Für die Erfindung ist wesentlich, für das im Spritzgußverfahren an das Hybridbauteil angebundene Bauteil lediglich wenige Kunststoffverbindungspunkte vorsehen zu können, was insbesondere für die Gestaltung des Spritzgußwerkzeugs von Vorteil ist. Im Bedarfsfall können nach dem Spritzgießprozeß aufgrund der zusätzlich vorgesehenen Durchgangslöcher im Blechteil und im daran befestigten Bauteil zusätzlich Verbindungsmittel insbesondere in Gestalt von Schrauben oder Nieten angebracht werden, die eine besonders kraftschlüssige Verbindung des Bauteils mit dem gesamten Hybridbauteil, nämlich eine sogenannte harte Verbindung schaffen. Hierbei kann sogar auf den durch die Kunststoffverbindung bestehenden Kraftschluß verzichtet werden, was weiter die Möglichkeit eröffnet, im Beschädigungsfall das betreffende Bauteil zu entfernen und entweder als instandgesetztes Bauteil oder als Austauschteil am Grundkörper des Hybridbauteils wieder zu befestigen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung den Abschnitt eines Hybridbauteils mit einem daran im Spritzgießverfahren zu befestigenden Bauteil, das abgesprengt wiedergegeben ist,
2 in gleicher Darstellung das Hybridbauteil gemäß 1, jedoch bei daran befestigtem Bauteil und
3 eine der 2 entsprechende Darstellung des Hybridbauteils, jedoch mit nachträglich daran befestigtem Bauteil.
Das Hybridbauteil besteht aus einem Kunststoffspritzgußteil 1 mit einem eingelegten, umspritzten Blechteil 2. Es kann sich hierbei um einen Querträger eines Montageträgers für ein Fahrzeug-Frontendmodul handeln, an dem an beiden Enden eine Leuchteneinheit montiert wird. Zu deren Halterung ist an dem Kunststoffspritzgußteil 1 ein Bauteil 3 befestigt, welches sogleich beim Spritzgießvorgang an dem in das Kunststoffspritzgußteil 1 eingelegten Blechteil 2 fixiert wird. Dazu sind einerseits Durchbrüche 4 im Blechteil 2 und Durchbrüche 5 im Bauteil 3 vorgesehen, die beim Spritzgießvorgang aufeinanderliegen und von dem Kunststoff durchdrungen werden. Dadurch bildet sich ein sogenannter Kunststoffverbinder 6, wie er in 2 dargestellt ist. Dieser Kunststoffverbinder 6 umgreift die voneinander weg liegenden Ränder der Durchbrüche 4 und 5 des Blechteils 2 und des Bauteils 3, womit eine maßhaltige Verbindung zwischen dem Bauteil 3 und dem Kunststoffspritzgußteil 1 hergestellt ist.
Wie die 1 und 2 weiter deutlich machen, befinden sich in der Nachbarschaft der Durchbrüche 4 und 5 im Blechteil 2 des Kunststoffspritzgußteils 1 und des daran befe stigten Bauteils 3 Durchgangslöcher 7 und 8, die bei am Kunststoffspritzgußteil 1 angebrachtem Bauteil 3 in Richtung senkrecht zu ihren Öffnungsebenen miteinander fluchten.
Falls je nach Beanspruchung in Einbaulage des Hybridbauteils die Festigkeit der Kunststoffverbinder ausreicht, können zunächst die Durchgangslöcher 7 und 8 ungenutzt, also offen bleiben. Wird dagegen eine hohe Kraftschlüssgkeit zwischen dem Bauteil 3 und dem Kunststoffspritzgußteil 1 verlangt, die alleine von den Kunststoffverbindern 6 nicht aufgebracht werden kann, dann werden nachträglich in die Durchgangslöcher 7 und 8 Verbindungsmittel 9, 10, insbesondere Schrauben 9 mit Muttern 10, eingesetzt. Hiermit wird eine sogenannte harte Verbindung hergestellt, die man beispielsweise auch mit Nieten oder Blindnieten erzielen kann.
Das Bauteil 3 läßt sich vom Kunststoffspritzgußteil 1 abnehmen, indem man die Kunststoffverbinder 6 entfernt, was durch Ausbohren geschehen kann. Gegebenenfalls müssen auch die Verbindungsmittel 9, 10 gelöst werden. So ist es möglich, im Schadensfall, der ausschließlich das Bauteil 3 betrifft, dieses nach Abnahme instandzusetzen oder durch ein Austauschteil zu ersetzen. Das instandgesetzte oder neue Bauteil 3 läßt sich dann unter Verwendung der Befestigungsmittel 9, 10 am Kunststoffspritzgußteil 1 mit dem eingegossenem Blechteil 2 montieren und entsprechend sichern. Hierfür werden in erster Linie die Durchgangslöcher 7 und 8 genutzt. Im Bedarfsfall stehen hierfür auch noch die Durchbrüche 4 und 5, die im Ursprungszustand die Kunststoffver binder 6 aufnehmen, zur Verfügung. Auch hier können, gegebenenfalls nach einem entsprechenden Aufbohren, die Befestigungsmittel 9, 10 eingesetzt werden, um das Bauteil 3 mit dem Kunststoffspritzgußteil 1 zu verspannen.
Werden als Verbindungsmittel 9, 10 Schrauben 9 und zugehörige Muttern 10 verwendet, können die Muttern 10 als Schweißmuttern sogleich fest an der von der Fügeseite abliegenden Seite des Blechteils 2 des Kunststoffspritzgußteils 1 angebracht sein. Dies betrifft die Durchgangslöcher 7 im Blechteil 2, die beim Spritzgießvorgang nicht mit Kunststoff verschlossen werden. Sofern das Bauteil 3 ebenfalls ein Blechteil ist oder daran die Befestigungsstellen bei der Ausführung als Hybridbauteil sich an einem freiliegenden Blechabschnitt befinden, können auch hieran umgekehrt die Muttern 10 als Schweißmuttern fest angebracht sein.

Claims

Hybridbauteil für Kraftfahrzeuge, insbesondere als Montageträger oder als Teil eines solchen Trägers für ein Frontendmodul, bestehend aus einem Kunststoffspritzgußteil (1) mit wenigstens einem zumindest teilweise umspritzten Blechteil (2) und einem daran befestigten Bauteil (3), wobei das Blechteil (2) und das daran befestigte Bauteil (3) an diskreten, einander überlappenden Stellen miteinander verbunden sind und an diesen Stellen übereinanderliegende Durchbrüche (4, 5) haben, die von dem Kunststoff in Form zumindest eines spritzgegossenen Kunststoffverbinders (6) durchdrungen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nachbarschaft der Durchbrüche (4, 5) für den spritzgegossenen Kunststoffverbinder (6) miteinander in Richtung senkrecht zu ihren Öffnungsebenen fluchtende Durchgangslöcher (7, 8) im Blechteil (2) und im daran befestigten Bauteil (3) zur Aufnahme wenigstens eines nachträglich anbringbaren Verbindungsmittels (9, 10) angeordnet sind.
Hybridbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nachträglich anbringbare Verbindungsmittel (9, 10) aus einer Schraube (9) mit Mutter (10) besteht.
Hybridbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (10) des nachträglich anbringbaren Verbindungsmittels (9, 10) als Schweißmutter am Durchgangsloch (7) des Blechteils (2) an dessen von der Fügeseite abliegenden Seite fest angesetzt ist.
Hybridbauteil nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (3) zumindest im Bereich seiner Befestigungsstellen aus Blech besteht.
Hybridbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (3) ebenfalls als Hybridbauteil ausgebildet ist.
Verfahren zur Reparatur eines Hybridbauteils nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Beschädigung des mittels des spritzgegossenen Kunststoffverbinders (6) befestigten Bauteils (3) dieser Verbinder (6) entfernt und gegebenenfalls das nachträglich angebrachte Verbindungsmittel (9, 10) gelöst wird, wonach das Bauteil (3) entweder nach Instandsetzung oder als Austauschteil mittels des zumindest einen in den Durchgangslöchern (7, 8) des betreffenden Bauteils (3) und des Blechteils (2) aufnehmbaren Verbindungsmittels (9, 10) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wiederbefestigung des Bauteils (3) auch die Durchbrüche (4, 5) im Blechteil (2) und im Bauteil (3), die bei der Erstaustattung zur Aufnahme des spritzgegossenen Kunststoffverbinders (6) dienen, zur Befestigung des Bauteils (3) benutzt werden und darin das nachträglich anbringbare Verbindungsmittel (9, 10) eingesetzt wird.