DE3011336A1 - Karosserieaussenhautteile aus faserverbundwerkstoff fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 626/4

Stuttgart ^EPT Dr Am/pfa

j 2 0.3-1980

"Karosserieaußenhautteile aus Faserverbundwerkstoff für .Kraftfahrzeuge"

Die Erfindu ig betrifft Karosserieaußenhautteile aus Faserverbundwerkstoff mit hoher Oberflächenqualität für Kraftfahrzeuge .

Obwohl sich die Verwendung von Faserverbundverkstoffen für Karosserieaußenhautteile von Kraftfahrzeugen aufgrund der Gewichtsersparnis gegenüber den üblichen Blechteilen anbietet, und solche Teile auch in außerordentlich begrenztem Maße in Einzelfertigung hergestellt werden, haben sich derartige Teile für Großserienfahrzeuge nicht durchsetzen können, da diese Teile nicht die derzeit übliche Oberflächenquaiität erreichen.

Die mangelnde Oberflächenqualität wird insbesondere dann deutlich, wenn solche Teile aus Faserverbundwerkstoff werkstoffgerecht konstruiert werden, d.h. wenn einteilige Werkstücke hergestellt werden, die über eine beanspruchungsgerechte Wanddickenverteilung, über Verstärkungsrippen und Befestigungsaugen und dergleichen verfügen.

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Es ergibt sich daher die Aufgabe, Karosserieaußenhautteile aus Faserverbundwerkstoff für Kraftfahrzeuge zu finden,
die eine bessere Oberflächenqualität besitzen.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen beschriebenen Karosserieaußenhautteile sowie das Verfahren zu ihrer Herstellung gelöst.

Als Bleche kommen die im Kerosseriebau üblichen Bleche aus Metallen vl··· Aluminium. Eisen oder deren Legierungen inf rage. Da die tragende Funktion im wesentlichen von dem Faserverbundwerkstoff übernommen wird, sind lediglich Blechstärken von 0,1 bis 1,0 mm.bevorzugt 0.4 bis 0.6 . erforderlich.

Die Herstellung der Karosserieaußenhautteile kann auf verschiedene Art erfolgen. Im allgemeinen wird das Metallblech in einer Presse in seine endgültige Form gebracht und dann mit dem vorgefertigten aus Faserverbundwerkstoff hergestellten Teil verbunden, ggf. unter Verwendung eines geeigneten Zwischenmediums wie Kleber, Kunstharz oder dergleichen. Es ist aber ebenso möglich, das vorgeformte Blech während des eigentlichen Preßvorgangs für den Faserverbundwerkstoff mit diesem zu verbinden. Wenn das Blech besonders leicht verformbar ist, ist es mitunter auch möglich. Blech und
Faserverbundmasse in einem einzigen Preßvorgang in die gewünschte Form zu bringen, ir diesem Fall ist jedoch die
Oberflächenqualität geringer.

Als Fasern für die Faserverbundmasse eignen sich technische

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NACHQEREIOHT

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5.5-198Ο

EPT Dr.Am/pfa

Fasern aller Art wie Glas-, Kohlenstoff- oder Kunststofffasern. Dabei können auch unterschiedliche Fasern in einem Bauteil verarbeitet werden. Zur Erzielung eines Sandwicheffektes können z.B. äußere Schichten aus Kohlenstoffasern und innere Schichten aus Glasfasern in die Form eingelegt und verpreßt werden. Durch Auflegen von weiteren Schichten kann an gewünschten Stellen eine Verstärkung erzielt werden. Für die Faserlagen können auch gerichtete und mit Kunstharz fixierte Faservliese Verwendung finden, bei denen die Faserorientierung auf die Belastung abgestimmt ist, ferner kommen Gewebe auf festen Kunststoffasern, Glasfasern oder Mischgewebe, die aus verschiedenen Faserarten bestehen und die ggf. in einer Vorzugsrichtung eine besondere Festigkeit aufweisen, zur Anwendung. Durch geeignete Wahl der Faserorientierung läßt sich auch die Wärmedehnung des Faserverbundwerkstoff teils auf die Wärmedehnung des Blechs abstimmen. Besonders vorteilhaft ist auch die Verwendung von mit Kunstharz imprägnierten Fasermatten, sog. Prepegs, die beim Erhitzen in der Form aushärten.

Als Kunstharze eignen sich insbesondere die für diese Zwecke wohlbekannten polymerisierbaren Kunstharze, z.B. Epoxidharze, jedoch sind auch thermoplastische Kunststoffe wie Polyamide, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Polycarbonate brauchbar. Die Anteile von Harz- und Fasermaterial in den Bauteilen können in weiten Grenzen variieren. Im allgemeinen beträgt der Faseranteil 20 bis 70 Prozent. Zur Herstellung besonders leichter Teile bemüht man sich, einen möglichst hohen Faseranteil im Bauteil zu erreichen.

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IHSPECTED

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Die rohen Bauteile werden unter Druck und WHrme in einer Form in die endgültige Form gepreßt und polymerisiert (Heißpreßverfahren) . Die Faserschichten sind dabei entweder vorher mit Kunstharz imprägniert worden oder werden erst nach dem Einbringen in die Form mit dem Kunstharz getränkt und danach gepreßt und ausgehärtet. In die Form kann das vorgefortnte Blech eingelegt werden, das sich dann beim Preß- und Aushärtevorgang fest mit dem Faserverbundwerkstoffteil verbindet; es ist aber auch möglich, das Faserverbundwerkstoffteil für sich herzustellen und erst n.n b dem Aushärten durch Kleben oder Anspritzen mit dem vorgeformten Blech fest zu verbinden.

Bei den entstandenen Bauteilen übernimmt in erster Linie der Faserverbundwerkstoff die tragende Rolle, während die Blechschicht für eine einwandfreie Oberflächenqualität sorgt. Es entstehen dadurch besonders leichte Bauteile, da das Blech entsprechend dünn gehalten werden kann. Selbstverständlich trägt auch das Blech noch in gewissem Maße zur Steifigkeit der Konstruktion bei.

Die erfindungsgemäßen Karosserieaußenhautteile sind in erster Linie geeignet für alle Teile einer Fahrzeugaußenhaut, die sich aus einem faserverstärkten Werkstoff fertigen lassen, z.B. Motorhauben, Türen, Heckdeckel, Schiebedachdeckel, Rückwandtüren, sowohl für Personenkraftwagen als auch für Nutzfahrzeuge. Sie verbinden niedriges Gewicht mit einer guten Schwingungsdämpfung und besitzen vor allem eine gute Oberflächenqualität.

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Claims (3)

1. Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daitn 12 626/4

   Stuttgart ^EPT Dr

   2O.3.I98O

   Patentansprüche:

   \ 1. JKarosserieaußenhautteil aus Faserverbundwerkstoff mit ver-•-^besserter Oberflächenqualität,

   dadurch gekennzeichnet , daß die zur sichtbaren Seite hin zeigenden Flächen mit einem 0.1 bis 1,0 mm starken Blech überzogen sind.
2. 2. Verfahren zur Herstellung eines Karosserieaußenhautteils aus Faserverbundwerkstoff.

   dadurch gekennzeichnet.

   daß ein geformtes Blech mit einer Stärke von 0,1 bis 1.0 mm mit dem Faserverbundwerkstoff verbunden wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein geformtes Blech mit einem vorgefertigten aus Faserverbundwerkstoff hergestellten Teil durch Kleben verbunden ist .

   k. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein geformtes Blech mit dem Faserverbundwerkstoff während des Preßvorgangs für den Faserverbundwerkstoff verbunden wird.

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   ORIGINAL INSPECTED