专利名称：由塑料制成的车辆构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的由塑料制成的一种车辆构件。
背景技术：
到目前为止车辆的外部构件大部分由金属(钢板或铝)制成。在事故中，这些材 料以易屈服的方式发生变形。最近，车辆的外部构件也越来越多地由塑料制成。这些构件 主要由聚氨酯(PU)构成，聚氨酯在碰撞中破裂，并且由于其锋利的破裂边缘，对卷入事故 的人员意味着增加受伤害的危险。为了补救这一问题，大众途锐的挡泥板已经设有事后施 加在内侧上的碎裂防护膜。DE 102 44 287 Al披露了用于车辆的一种复合构件，包括一个膜形式的外壳以及 一个支撑加强层，该支撑加强层由蜂窝结构和分别在两侧覆盖该蜂窝结构的、用玻璃纤维 强化的聚氨酯层构成。这样一种复合构件的破裂也产生具有高伤害危险性的锋利的破裂边缘。
发明内容
本发明是的任务在于，提供一种由塑料制成的车辆构件，其中，即使在破裂的情况 下也不会产生锋利的边缘。根据本发明，通过权利要求1的特征来实现。本发明的有利的改进在从属权利要 求中限定。本发明的核心在于碎裂防护层被构造为一种弹性材料的碎裂防护织物并且被嵌 在至少一个支撑层之中、优选地嵌入到支撑层的边缘区域之中，或者嵌入到两个相邻的支 撑层之间。通过被构造为一种碎裂防护织物，它在各织物网眼之间具有了中间空间，这些相 邻的支撑层的塑料材料穿过这些中间空间。因此该弹性材料的碎裂防护织物将这些易碎的 支撑层结合于其上并且防止形成锋利的破裂边缘。因此在事故中，根据本发明而构造的车 辆构件将最终只具有无害的裂纹，而不会有边缘锋利的破裂部位。根据本发明的一个有利的改进，该至少一个支撑层包括聚氨酯(PU)和/或蜂窝 层和/或玻璃纤维毡和/或去耦层。作为对此的一种替代方案，该支撑层还可以包括塑料 泡沫或金属泡沫或密实、轻型并且稳定的芯材料。根据一个特别优选的实施方案，所述至少一个支撑层或多个支撑层的至少一个是 通过以下方法制成的，这些方法是复合喷涂模制法(CSM法)和/或长纤维注射法(LFI 法)和/或玻璃纤维毡聚氨酯法(GM-PU法)和/或树脂传递模制法(RTM法)和/或片状 模塑法(SMC法)和/或反应注射成型法(RIM法)和/或增强反应注射成型法(RRIM法) 和/或注射成型法。所述至少一个碎裂防护构造物优选地包括聚乙烯(PE)和/或聚对苯二甲酸乙二 醇酯(PET)和/或聚酰胺(PA)和/或聚丙烯(PP)和/或芳族聚酰胺和/或弹性聚氨酯 (PU)和/或天然或合成橡胶和/或钢织物。
在一个优选的实施方案的情况下，该车辆构件的支撑层由内至外依次包括由聚氨 酯(PU)或其他热固材料构成的第一层、通过蜂窝技术制造的芯层、由聚氨酯(PU)或其他热 固材料构成的第二层、去耦层和外壳；其中，所述至少一个碎裂防护构造物被安排在所述由 聚氨酯(PU)或其他热固材料构成的第一层与所述芯层之间和/或所述由聚氨酯(PU)或其 他热固材料构成的第二层与所述芯层之间和/或所述由聚氨酯(PU)构成的第二层与所述 去耦层之间。在所有实施方案的情况下有利的是，将玻璃纤维毡作为加强物嵌入到所述由聚氨 酯构成的这些支撑层的至少一个之中。其结果是，显著地提高了整体结构的强度。在所有实施方案的情况下同样有利的是，形成该车辆构件的最外层的外壳包括已 经在供应商处被以所希望的车辆颜色着色的塑料层时。这允许车辆生产厂家完全省去随后 的涂装工作。本发明适用于由塑料制成的所有车辆构件，但是特别适用于车辆外壳构件，例如 车辆顶棚模块、顶棚梁、车辆的A、B、C或D柱、车门、挡泥板、发动机舱盖、行李舱盖、后端模 块、蓬式车罩盖的顶棚壳、前或后扰流板。
以下基于几个实施例、参照附图来更详细地解释根据本发明的车辆构件，在附图 中图1示出了具有一个车辆顶棚模块的车辆的上部的一个透视图；图2示出了在该顶棚模块的前缘的区域中、在车辆的中央纵向平面的高度上的一 个纵向截面；图3示出了在一个侧梁的区域中穿过该顶棚模块的边缘的一个横截面；图4示出了在该顶棚模块的后缘的区域中、在车辆的中央纵向平面的高度上的一 个纵向截面；图5示出了穿过具有多层结构的支撑层的车辆构件的一个纵向截面；并且图6示出了沿着图5中截面线VI的一个碎裂防护构造物的平面视图。
具体实施例方式在图1中示出的车辆10具有邻接前挡风玻璃14的一个顶棚模块12。该顶棚模块 12以及同样在图1中示出的车门60、顶棚梁70、A柱80、B柱82和C柱84是车辆构件40 的实例，车辆构件40的外壳构成了车辆的外表面。然而，本发明还可以有利地用于其它车 辆构件40，例如挡泥板、发动机舱盖、行李舱盖、后端模块、蓬式车罩盖的顶棚壳、前或后扰 流板。在根据图2至图4的截面中，基于顶棚模块12展示了根据本发明的车辆构件40 的一个第一实施例。该顶棚模块12通过粘合焊珠20固定到顶棚框架16上。为了这个目 的，该顶棚框架16具有多个相应的凸缘区域18。如从图5可以最佳地被看见，该顶棚模块12的分层构造由内向外由一个第一支 撑层24、一个碎裂防护构造物沈、一个芯层观(被形成为一种蜂窝结构)、一个第二支撑层 30、一个碎裂防护构造物32、一个去耦层34、以及一个外壳22形成。
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支撑层M和30优选地包括具有单位面积重量为约300g至500g每平方米的聚氨 酯(Pu)，该聚氨酯可选地并优选地分别通过具有单位面积重量为约200g至500g每平方米 的玻璃纤维毡进行强化。支撑层M和30的厚度优选地为约0. 2mm至1. 5mm。该芯层28优选地包括具有厚度(高度)为约5mm至约55mm的一种纸蜂窝状物。 作为对此的一种替代方案，该芯层还可以包括一种塑料泡沫、一种金属泡沫(例如铝泡沫) 或一种密实、轻型并且稳定的芯材料。该去耦层34优选地具有约0. 5mm至4mm的厚度，特别优选地约2mm至约2. 5mm的 厚度。它用作有效地防止该蜂窝结构被可视地压穿到外壳22上的目的，如其否则在没有去 耦层34的情况下在模具中被压紧时会出现的那样。迄今为止所描述的分层构造(包括芯层观以及两个相邻的支撑层M和30)优选 地通过复合喷涂模制法(CSM法得知于公司Hennecke GmbH,D-53754 Sankt Augustin)在 模具(CSM模具)中制成。其已经在来自同一申请人的DE 100 33 232 C2中以类似的形式 进行展示。在那个例子中，具体地通过使塑料(PU)穿透进入这些蜂窝状物的垂直壁的区域 中并与之连接的方式，在非常低的重量的情况下实现该强度。该外壳22优选地通过喷涂一涂料层或一底漆和涂料层(层厚度为0.03至 0. 06mm)制成，或由一种热固性塑料、例如不饱和聚酯(UP)(层厚度为0. 3至0. 6mm)通过模 具内部涂层法(IMC法)直接在CSM模具中制成。在边缘区域中，顶棚模块12在该模具中被更强地压紧。在此，芯层观也被省去并 且从下方产生的自由空间设有一个支撑层50，该支撑层提高了车辆顶棚模块12的稳定性 并且优选地通过喷涂以长纤维注射成型法(LFI-PUI^i)由具有注入纤维材料的聚氨酯制 成。在将车辆顶棚模块12装配顶棚框架16的凸缘区域中之后，提高了强度的这些边缘区 域位于粘合焊珠20的高度上。根据本发明，将至少一个碎裂防护构造物嵌入支撑层M，30的分层构造中。在根 据图5的实施例中，提供了两个碎裂防护构造物沈和32，其中，将碎裂防护构造物沈置于 第一支撑层M和芯层观之间，更靠近车辆顶棚模块12的内侧，并且将第二碎裂防护构造 物32置于第二支撑层30和去耦层34之间，更靠近车辆顶棚模块12的外壳22。在由事故 造成车辆顶棚模块12破裂的情况下，两个碎裂防护构造物沈和32都防止相邻支撑层(既 在内侧上又在外侧上)边缘锋利地破裂，从而车辆的乘车人员以及在车辆外部卷入事故的 人员二者都受到保护免受由锋利的破裂边缘引起的伤害。原则上也考虑对于碎裂防护构造物沈和32的其他安装位置(在图5中在车辆构 件40的左边缘由小箭头表示)，其构造借助于碎裂防护构造物32在图6中进行展示。在 这种情况下，可以将碎裂防护构造物安排在外壳22与去耦层34之间(嵌入该去耦层34 中)，去耦层34与第二支撑层30 (如已经在图5中由32指示)之间，第二支撑层30与芯层 28之间，芯层观与第一支撑层24(如已经在图5中由沈指出)之间，或者第一支撑层M 之下。在每种情况下有意义的是，将碎裂防护构造物26和32安排到尽可能远的外部(为 了保护车辆外部卷入事故的人员)和/或尽可能远的内部(为了保护车辆的乘车人员)。在图6中通过实例的方式示出的碎裂防护构造物32包括纵向线322和横向线 324。在这些各个网眼3 之间有中间空间，相邻的支撑层的塑料材料(图5中层对和30) 穿过所述中间空间并且从而形成与更有弹性的碎裂防护构造物32的密切结合。
该车辆构件40的总厚度是约2mm至约60mm之间。在此，视车辆构件40所需要的 稳定性和承载能力而定，所述厚度下限2mm考虑用于承受相对小负载的覆盖部，而所述上 限对于相对厚的构件(例如梁或车辆立柱)以意义重大。顶棚模块12的总厚度在约20mm 的平均范围内。在车辆顶棚模块12的内侧上例如可以在第一支撑层M中嵌入由金属制成的插入 件52，所述插入件起到固定相邻构件(像例如遮阳板或握柄)的作用。参考标号表
10车辆
12车辆顶棚模块
14前挡风玻璃
16顶棚框架
18凸缘
20粘合焊珠
22外壳
24第一支撑层
26碎裂防护构造物
28芯层(蜂窝结构)
30第二支撑层
32碎裂防护构造物
322纵向线
324横向线
326网眼
34去華禹层
40车辆构件
50支撑层(边缘区域)
52插入件
60车门
70顶棚梁
80A柱
82B柱
84C柱
权利要求
1.一种由塑料制成的车辆构件(12 ；40)，-特别是车辆外壳构件，如车辆顶蓬模块(12)、车门(60)、顶棚梁(70)、车柱(80，82， 84)、挡泥板、发动机舱盖、行李舱盖、后端模块、蓬式车罩盖的顶棚壳、前或后扰流板， -具有至少一个支撑层04，30)， -具有至少一个外壳02)， -并且具有至少一个碎裂防护层， 其特征在于-所述碎裂防护层被构造为碎裂防护构造物(26，32)并且-被嵌在两个相邻的层(24,28 ；28, 30 ；30, 34)之间或嵌入到这些支撑层(24,30,34) 的一个之中，特别是嵌入到所述支撑层的靠近边缘的区域之中。
2.如权利要求1所述的车辆构件，其特征在于，所述至少一个支撑层( ，30)包括 -聚氨酯(PU)或其他的热固材料和/或-一蜂窝层08)或一塑料或金属的泡沫层或一由其他的芯材料构成的层和/或 -一玻璃纤维毡和/或 -一去耦层(34)。
3.如权利要求1或2所述的车辆构件，其特征在于，所述至少一个支撑层或所述多个支 撑层O4，30)中的至少一个是通过以下方式制成的-通过复合喷涂模制法(CSM法)和/或 -通过长纤维注射法(LFI法)和/或 -通过玻璃纤维毡聚氨酯法(GM-PU法)和/或 -通过树脂传递模制法(RTM法)和/或 -通过片状模塑法(SMC法)和/或 -通过反应注射成型法(RIM法)和/或 -通过增强的反应注射成型法(RRIM法)和/或 -通过注射成型法。
4.如以上权利要求中至少一项所述的车辆构件，其特征在于，所述至少一个碎裂防护 构造物(26，32)包括-聚乙烯(PE)和/或 -聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或 -聚酰胺(PA)和/或 -聚丙烯(PP)和/或 -芳族聚酰胺和/或 -弹性聚氨酯(PU)和/或 -天然或合成橡胶和/或 -钢织物。
5.如权利要求1至4之一所述的车辆构件，其特征在于，它的支撑层由内至外包括 -一由聚氨酯(Pu)构成的第一层04)，-一由蜂窝技术制造的芯层08)， -一由聚氨酯(PU)构成的第二层(30)，-一去耦层(34)以及 -一外壳(22)，其中-至少一个碎裂防护构造物(沈，32)被安排在-所述由聚氨酯(PU)构成的第一层04)和所述芯层08)之间和/或 -所述由聚氨酯(PU)构成的第二层(30)和所述芯层08)之间和/或 -所述由聚氨酯(PU)构成的第二层(30)和所述去耦层(34)之间。
6.如以上权利要求中至少一项所述的车辆构件，其特征在于，一玻璃纤维毡作为加强 物被嵌入所述由聚氨酯或其他热固材料构成的这些支撑层04，30)的至少一个之中。
7.如以上权利要求中至少一项所述的车辆构件，其特征在于，所述外壳02)是以所希 望的车辆颜色着色的。
8.如以上权利要求中至少一项所述的车辆构件，其特征在于，所述车辆构件GO)具有 2mm至60mm的总厚度。
全文摘要
本发明涉及由塑料制成的一种汽车部件(12；40)，特别是一种汽车的车辆外壳部件，具有至少一个支撑层(24，30)、具有至少一个外壳(22)、并且具有至少一个耐撕裂的碎裂防护层。根据本发明，该碎裂防护层被构造成一种碎裂防护构造物(26，32)并且被嵌入所述至少一个支撑层之中，特别是在支撑层的边缘区域之中，或者嵌入到两个相邻的层(24，28；28，30；30，34)之间。在发生事故的情况下，通过所述碎裂防护构造物防止了车辆构件边缘锋利的破裂。
文档编号B60R21/00GK102089147SQ200980126846
公开日2011年6月8日 申请日期2009年7月6日 优先权日2008年7月18日
发明者A·瓦格纳, D·米斯, D·莱格勒, H-J·利比希, J·沃考克, M·克尔布尔, P·霍伊泽尔, T·彼得, T·施特默尔 申请人:拜尔材料科学股份公司, 韦巴斯托股份公司