DE60008220T2

DE60008220T2 - Verbundgegenstände mit einem starren teil und einem teil aus thermoplastischem material, und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60008220T2
Application number: DE60008220T
Authority: DE
Inventors: Didier Chomier; Marcel Op De Laak; Gerhard Potsch
Original assignee: Rhodia Engineering Plastics SAS; Rhodia Engineering Plastics SpA
Current assignee: Rhodia Engineering Plastics SAS; Rhodia Engineering Plastics SpA
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: AU3302100A; JP3837025B2; EP1163094A1; JP2002539969A; US6858276B1; WO2000056517A1; ATE259287T1; DE60008220D1; EP1163094B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Gegenständen, die mindestens ein starres Element und mindestens ein Element aus einem thermoplastischen Material umfassen, das durch Formgießen erhalten wird.
In den die Herstellung von Gegenständen betreffenden industriellen Bereichen, beispielsweise dem Bauwesen, den Zimmereinrichtungen, den Kraftfahrzeugen und auch den Gegenständen des täglichen Bedarfs sollen die gefertigten Gegenstände im allgemeinen leicht sein und die für den Gebrauch notwendigen Eigenschaften aufweisen, insbesondere ausreichend hohe mechanische Eigenschaften. Um diesen Anforderungen zu entsprechen, sind die Auswahl des Materials und die Form, die diesem verliehen wird, von ausschlaggebender Bedeutung.
In den letzten zehn Jahren hat sich Verwendung von solchen Kunststoffen sehr stark entwickelt, beispielsweise auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuge oder des Bauwesens, die leichter sind und einfacher verarbeitet werden können als Metalle. Es ist somit möglich, leichte Gegenstände mit komplexen Formen herzustellen, beispielsweise durch Einspritzen eines geschmolzenen Polymers in eine Gießform.
Jedoch kann die Anwendung von Kunststoffen auf einigen Gebieten eingeschränkt sein. So kann beispielsweise die Fabrikation von großen Teilen Probleme bei der Stabilität im Hinblick auf die Abmessungen mit sich bringen, insbesondre bei Anwendungen, wo Temperaturschwankungen oder Vibrationen auftreten. Dies ist insbesondere auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuge bei einigen Teilen der Fall, die sich unter der Motorhaube befinden. Andererseits können die aus Kunststoff hergestellten Teile mechanische Eigenschaften aufweisen, die für die betrachtete Anwendung unzureichend sind.
Zur Überwindung dieser Art von Schwierigkeiten ist es bekannt, verschiedene Materialien, beispielsweise metallische Elemente und die aus thermoplastischem Material bestehenden Elemente zu assoziieren. Es existieren zahlreiche Veröffentlichungen über diese Strukturen, die zugefügt werden können, um Teile mit Kunststoffen und zusätzliche Elemente, die für einen bestimmten Gebrauch vorgesehen sind, aneinander anzupassen. Als Beispiel kann man die veröffentlichte Patentanmeldung DE 4334049 , deren Lehre darin besteht, Metallteile in Platten aus Kunststoff einzubringen, und die veröffentlichte Patentanmeldung DE 4330273 nennen, die das Verstärken von Fensterrahmen aus Kunststoff mit Profilstangen aus Metall lehrt. Die veröffentlichte Patentanmeldung EP 370342 lehrt die Verstärkung einer metallischen Struktur mit einem Profil in U-Form mit Rippen aus thermoplastischem Material, das in das Innere der metallischen Struktur eingespritzt wird.
Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand, neue Artikel vorzuschlagen, bei denen mindestens ein aus einem thermoplastischen Material bestehendes Element und ein starres, beispielsweise metallisches Element assoziiert sind, wobei die Gegenstände mit dieser Struktur insbesondere eine gute Dimensionsstabilität und eine Unempfindlichkeit gegenüber Schlageinwirkung aufweisen.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung einen Gegenstand vor, umfassend ein aus einem starren Element mit länglicher Form gebildetes Teil, von dem mindestens ein Teil einen Querschnitt mit einem Profil aufweist, das einen konkaven Raum definiert, und umfassend mindestens ein Teil aus thermoplastischem Material, das mit dem starren Element assoziiert und in den konkaven Raum des starren Elementes positioniert ist, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Teil aus thermoplastischem Material in Kontakt mit mindestens zwei Linien steht, die sich in der Längsrichtung fortsetzen, und dadurch, daß das Teil aus thermoplastischem Material einen Querschnitt aufweist, der mindestens einen Hohlraum umfaßt.
Das Teil aus thermoplastischem Material kann als Verstärkung eines leichten, starren Elementes verwendet werden, beispielsweise für die Herstellung von Bauelementen. Diese Bauelemente besitzen im allgemeinen eine längliche, gerade oder gekrümmte Form, die Form einer Schale oder einen Rohres, und sie bestehen aus einem oder mehreren Segmenten. Als Beispiele für derartige Gegenstände kann man die Balken und die Längsträger nennen. Die bevorzugten Anwendungsgebiete für diesen Typ von Gegenständen sind das Bauwesen, Möbel bzw. Zimmereinrichtungen, die Konstruktion von Kraftfahrzeugen und die Herstellung von Strukturteilen, die als Träger für andere Teile vorgesehen sind. Die verstärkten Gegenstände dieser Art weisen den Vorteil auf, leicht zu sein, wobei sie jedoch ihre ausreichenden mechanischen Eigenschaften beibehalten, beispielsweise um andere Strukturen zu tragen. Das starre Element ermöglicht insbesondere eine Aufteilung der Kräfte über den gesamten Gegenstand und das Teil aus thermoplastischem Material gewährleistet die Verstärkung des Gegenstandes.
Das Teil aus thermoplastischem Material kann zahlreiche Funktionen aufweisen und das starre Element dient zur Verstärkung oder zur Stabilisierung der Form aus thermoplastischem Material. Das Teil aus thermoplastischem Material kann eine sehr komplexe Struktur aufweisen, beispielsweise mit Räumen für die Aufnahme anderer Teile, Rippen zur Verstärkung, Mitteln zum Zusammenbau mit anderen teilen oder Systemen, beispielsweise Klammern. Das starre Element kann ebenfalls in der Struktur integriert sein, die von dem Teil aus thermoplastischem Material definiert wird, und es kann sichtbar oder völlig in dem thermoplastischen Material eingebracht sein. Es kann als einfaches Strukturelement zur Verstärkung verwendet werden oder eigene Funktionen aufweisen.
Es kann beispielsweise Mittel für den Zusammenbau mit anderen Teilen aufweisen. Derartige Strukturen weisen eine Dimensionsstabilität auf, die höher ist als die von Strukturen, die lediglich ausgehend von thermoplastischem Material hergestellt wurden. Die Dimensionsveränderungen der Teile aus Kunststoff sind nämlich durch die des starren Elementes begrenzt, mit dem sie in Kontakt stehen. Somit ist es möglich, große Teile auf der Basis von thermoplastischem Material herzustellen. Ein anderer Vorteil derartiger Strukturen ist die Verbesserung der Unempfindlichkeit gegenüber Schlageinwirkungen, das heißt, die Fähigkeit eines Gegenstandes, nach einem Schlag nicht in mehrere Teile zu zerbrechen. Die Gegenstände gemäß dieser Ausführungsform sind daher insbesondere an die Herstellung von Teilen für Kraftfahrzeuge angepaßt, beispielsweise für die Fertigung von Frontteilen.
Die Gegenstände gemäß der Erfindung können so wie sie sind als Gebrauchsgegenstände verwendet oder mit anderen Teilen, Elementen oder Systemen assoziiert werden, beispielsweise durch Verkleben, Verschweißen, Vernieten, Einspannen oder Verklemmen.
Der Gegenstand gemäß der Erfindung kann ein oder mehrere Teile aus thermoplastischem Material umfassen, deren Querschnitt mindestens einen Hohlraum umfaßt. In dem Fall, wo er mehrere umfaßt, können die Teile aus thermoplastischem Material materiell getrennt sein oder den Teil eines einzigen Elemente aus thermoplastischem Material bilden. So können beispielsweise zwei Teile aus thermoplastischem Material mit hohlem Querschnitt, die in den konkaven Raum des starren Elementes positioniert sind, untereinander durch eine Basis aus thermoplastischem Material verbunden sein. Die Mittel zur Bindung können sich an der Außenseite oder im Inneren des konkaven Raumes des starren Elementes befinden. Die Elemente aus thermoplastischem Material werden im allgemeinen durch Formgießen in die entsprechende Form gebracht.
Das starre Element weist eine längliche, gerade oder gekrümmte Form auf. Es kann ebenfalls mehrere deutlich verlängerte Abschnitte umfassen, die beispielsweise getrennt sind durch Knie oder Krümmungswechsel. Man kann für diese Formen einen Querschnitt definieren, sehr senkrecht zur Längsrichtung ist. Das starre Element und das Teil aus thermoplastischem Material stehen miteinander in Kontakt mit mindestens zwei Linien, die sich in der Längsrichtung fortsetzen. Diese Kontaktlinien können gerade, gekrümmt, parallel zur Längsrichtung oder in Bezug auf diese Richtung schräg sein. Unter Kontakt mit mindestens zwei Linien versteht man, daß für jeden Querschnitt das starre Element und das Teil aus thermoplastischem Material an mindestens zwei Punkten des Profils in Kontakt stehen, das den konkaven Raum definiert. Das starre Element und das Teil aus thermoplastischem Material stehen vorzugsweise in Kontakt über fortlaufende Flächen.
Das Teil aus thermoplastischem Material und das starre Element sind vorteilhafterweise in Kontakt über das gesamte Profil oder über Teile des Profils, vorzugsweise an mindestens zwei Abschnitten. Das Teil aus thermoplastischem Material kann beispielsweise das starre Element an den Kontaktstreifen kontinuierlich abstützen.
Das in den konkaven Raum des starren Elementes positionierte Teil aus thermoplastischem Material ist hohl, das heißt, daß es an mindestens einem Teil einen Querschnitt mit einem Raum aufweist, der völlig von thermoplastischem Material umgeben ist.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Gegenstand ein Teil aus thermoplastischem Material, das ein mit dem konkaven Raum, der definiert ist durch das Profil des starren Elementes, vereintes Profil aufweist. Gemäß dieser Ausführungsform füllt das Teil aus thermoplastischem Material völlig oder größtenteils den konkaven Raum aus, und das Teil aus thermoplastischem Material und das starre Element stehen über den gesamten Querschnitt oder über einen großen Teil dieses Querschnitts miteinander in Kontakt.
Bei dieser ersten Ausführungsform umfassen die starren Elemente beispielsweise einen Teil in Form eines U, V oder Halbkreises, der gegebenenfalls flache Stellen aufweist.
Die starren Elemente können ebenfalls einen geschlossenen Querschnitt aufweisen. Unter geschlossenem Querschnitt muß man jede geometrische Form verstehen, bei der es möglich ist, einen Umfang zu definieren, wie beispielsweise ein Kreis, ein Rechteck mit geraden oder abgerundeten Winkeln, eine Ellipse, ein Oval....
Das starre Element kann beispielsweise rohrförmig sein. Der konkave Raum wird dann durch den Raum definiert, der sich im Inneren des Umfangs befindet.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Gegenstand mindestens zwei hohle Teile aus thermoplastischem Material und das Profil des starren Elementes wird durch mindestens eine Basis und zwei gegenüberliegende Wandungen definiert, die ihrerseits Winkel definieren, in denen jedes der Teile positioniert ist. Jedes Teil aus thermoplastischem Material stützt sich an der Basis und an einer der Wandungen ab, wobei die Wandung relativ zum Winkel liegt, in dem das Teil aus thermoplastischem Material positioniert ist. Bei dieser Ausführungsform umfaßt das starre Element vorteilhafterweise über mindestens einem Teil einen Querschnitt mit einem Profil in Form eines U oder I. Die beiden Teile besitzen beispielsweise die Form eines Rohres.
Der Gegenstand kann vorteilhafterweise Verstärkungsrippen aus thermoplastischem Material umfassen, die sich mindestens teilweise an den Teilen aus thermoplastischem Material abstützen, die in den Winkeln positioniert sind.
Die Rippen besitzen vorzugsweise eine Zickzack-Form oder X-Form oder bestehen aus parallelen Platten , die die in den Winkeln positionierten Teile verbinden. Sie werden vorzugsweise bei der Stufe der Formgebung des thermoplastischen Materials erzeugt, wobei die hohlen Teile und die Rippen nur ein einziges Element bilden.
Die Gegenstände gemäß der Erfindung können durch Zusammensetzen des starren Elementes und eines oder mehrerer Elemente aus thermoplastischem Material, die zuvor ausgeformt wurden, erhalten werden. Die Elemente können beispielsweise durch Einspannen, Verschweißen, Verkleben, Vernieten oder Verklemmen fest verbunden werden.
Die Gegenstände können vorteilhafterweise durch Formgießen der Teile aus thermoplastischem Material im Inneren des konkaven Raumes realisiert werden. Das thermoplastische Material kann dabei Teile umfassen, die sich über den konkaven Raum hinaus auch in die hohlen Teile erstrecken. Die Technik des Formgießens ist dem Fachmann gut bekannt. Für die Ausführung der Formung im Inneren des konkaven Raumes wird das starre Element beispielsweise in eine passende Gießform gebracht, und anschließend wird das flüssige thermoplastische Material eingespritzt.
Die Gegenstände gemäß der Erfindung können beispielsweise unter Anwendung eines Verfahrens zum Flüssigspritzen hergestellt werden. Unter Flüssigspritzen versteht man jedes Verfahren, das eine Stufe umfaßt, bei der ein Fluid, beispielsweise ein Gas oder Wasser, in eine Masse von geschmolzenem Polymer eingespritzt wird, um dort einen Hohlraum zu erzeugen. Alle Ausführungsformen, die man unter dieser Bezeichnung zusammenfaßt, können im Rahmen der Erfindung verwendet werden.
Unter diesen Verfahren kann die Technik der Gasinjektion, die sich in starker Entwicklung befindet, angewendet werden. Kurz gesagt besteht diese Technik darin, bei einer ersten Ausführungsform in eine Spritzform, die dem zu gießenden Teil entspricht, eine gewisse Materialmenge einzuspritzen, die jedoch nicht ausreicht, um die ganze Form auszufüllen. Anschließend bringt man in die auf diese Weise eingespritzte Masse an einem oder an mehreren Punkten eine Nadel ein, um die Zuführung eines Gases unter Druck zu ermöglichen. Das Gas wird dann in der eingespritzten, geschmolzenen Masse einen Hohlraum erzeugen, indem es das Polymer an die Wandungen der Spritzform drückt und dieses deren Form annimmt. Nach dem Abkühlen wird das Teil entformt. Bei einer zweiten Ausführungsform wird die Spritzform völlig mit der thermoplastisches Zusammensetzung ausgefüllt, das Gas wird unter Druck in die genannte Masse eingespritzt, um einen Teil des Materials aus der Form heraus zu drängen, um auf diese Weise einen Hohlraum zu bilden und einen Teil des Materials gegen die Wandungen der Form zu drücken, bis dieses fest geworden oder fest verbunden ist.
Diese Techniken werden insbesondere bei der Herstellung von Teilen mit dicken Wandungen angewendet oder um die Materialmenge der Masseteile zu verringern.
Als Beispiel für die Beschreibung des Verfahrens der Gasinjektion kann man den Artikel mit dem Titel "Gas Injection Molding: Current Practices" von S. SHAH nennen, veröffentlicht in der Zeitschrift ANTEC – 91 – Seiten 1494 bis 1506.
Die Anwendung dieser Technik und die Beispiele für die mit ihrer Hilfe hergestellten Teile sind dem Artikel mit dem Titel "Gas Injection Molding: Structural Application" von S. SHAH und D. HLAVATY angegeben, veröffentlicht in der gleichen Zeitschrift wie oben auf den Seiten 1479 bis 1493.
Eine Beschreibung der Verfahren der Gasinjektion, bekannt unter der Bezeichnung CINPRES, ist auch in dem Artikel "IM Alternatives Produce Performance Advantages" von John Theverge angegeben, veröffentlicht in der Zeitschrift "Plastics Engineering" Februar 1991 (Seiten 27–31).
Man kann ebenfalls den Artikel "Neue Möglichkeiten beim Spritzgießen durch das Gasinnendruckverfahren" von B. KLOTZ und E. BÜRKLE nennen, veröffentlicht in Kunststoffe 79 /1989) No. 11, Seiten 1102–1107.
Die Gegenstände gemäß der Erfindung können beispielsweise durch ein Verfahren hergestellt werden, das die folgenden Stufen umfaßt:

a) Anordnen in einer Spritzgußform von der ausgewählten Form eines vorzuformenden starren Elementes, deren Querschnitt mindestens einen Teil umfaßt, der einen konkaven Raum definiert;
b) Einspritzen von geschmolzenem thermoplastischen Material in die Spritzgußform;
c) Einspritzen eines Fluids, vorzugsweise eines Gases, durch eine Nadel in das geschmolzene thermoplastische Material, das in dem konkaven Raum des starren Elementes anwesend ist.

Ein anderes geeignetes Verfahren der Erfindung besteht darin, das starre Element in einem Gießwerkzeug des Elementes zu formen, das aus thermoplastischem Material besteht, wobei ein derartiges Verfahren beispielsweise die folgenden Stufen umfaßt:

a) Anordnen in einer Spritzgußform von der ausgewählten Form eines vorzuformenden starren Elementes,
b) Ausformen des starren Elementes durch Eindrücken oder durch Thermoverformung in die Spritzgußform, wobei die Vorform einen Querschnitt aufweist, der mindestens einen Teil umfaßt, der einen konkaven Raum definiert;
c) Einspritzen von geschmolzenem thermoplastischen Material in die Spritzgußform;
d) Einspritzen eines Fluids, vorzugsweise eines Gases, durch eine Nadel in das geschmolzene thermoplastische Material, das in dem konkaven Raum des starren Elementes anwesend ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden die Gegenstände gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zum Extrusionsblasen hergestellt.
Das starre Element und das Element, das aus einem thermoplastischen Material besteht, können durch jedes bekannte Mittel fest verbunden werden, beispielsweise Kleben, Nieten, Umspritzen. Ein besonders vorteilhaftes Mittel zum festen Verbinden ist das Einfließen von eingespritztem Material durch Perforationen, die in dem starren Element vorhanden sind. Ein anderes besonders vorteilhaftes Mittel ist das vollständige oder teilweise Umspritzen des starren Elementes durch das Element aus thermoplastischem Material.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das starre Element ein Metallteil. Es kann beispielsweise durch Tiefziehen einer Metallplatte oder Metallfolie erhalten werden. Besonders gut geeignet sind Stahlbleche, insbesondere nicht behandelte oder galvanisierte und/oder ausgestattet mit einer Grundierung und gegebenenfalls einem Haftmittel, sowie nicht behandelte oder anodi sierte Aluminiumbleche und/oder ausgestattet mit einer Grundierung und gegebenenfalls einem Haftmittel.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann man als starres Element Folien aus Kunststoff verwenden, die durch Warmpressen geformt wurden. Dies sind Zusammensetzungen aus Thermoplast, in die Vliese aus Fasern oder Glas oder Vliese aus synthetischen Fasern wie Schichtstoffe eingebracht werden können.
Für die Herstellung der Teile gemäß der Erfindung kann man jedes thermoplastische Material verwenden, das durch Spritzgießen und insbesondere durch die Verfahren der Injektion von Fluid ausgeformt werden kann. Als Beispiel kann man die teilweise kristallinen Kunststoffe nennen, wie Polyamid-6, Polyamid-6.6, Polybutylen-terephthalat, Polyphthalamid, Polyphenylen-sulfid, die semiaromatischen Polyamide oder Polypropylen.
Man kann ebenfalls alle Zusammensetzungen verwenden, die ausgehend von diesen Materialien hergestellt werden. Man kann vorteilhafterweise verstärkte Zusammensetzungen verwenden, beispielsweise verstärkt mit Füllstoffen aus der Gruppe, die Glasfasern, mineralische Fasern, beispielsweise Wollastonit, keramische Fasern, thermoresistente organische Fasern wie Fasern aus Polyphthalamid, mineralische Füllstoffe wie Kaolin, lamellenartige Silicate, gegebenenfalls modifiziert, wie Montmorillonit, Fluorglimmer umfaßt. Die Zusammensetzungen können alle Zusatzstoffe enthalten, wie sie üblicherweise bei den Zusammensetzungen auf der Basis von Polyamid verwendet werden, die man zur Herstellung von gegossenen Gegenständen einsetzt. So kann man als Beispiele für Zusatzstoffe die thermischen Stabilisatoren, die UV-Stabilisatoren, die Antioxidantien, die Gleitmittel, die Pigmente, Farbstoffe, Weichmacher oder Mittel zur Modifizierung der Kerbschlagzähigkeit nennen. Die Antioxidantien und Wärmestabilisatoren sind beispielsweise Alkalihalogenide, Kupferhalogenide, sterisch sperrige Phenolverbindungen, aromatische Amine. Die UV-Stabilisatoren sind im allgemeinen die Benzotriazole, die Benzophenone oder die HALS.
Man kann als besonders gut geeignete Anwendungen für derartige leichte Bauteile widerstandsfähige Elemente für Kraftfahrzeugtüren, Stoßstangen, Front- und Heckteile für Kraftfahrzeuge, Karosserieböden nennen. Man fordert im allgemeinen bei diesen Gegenständen eine verstärkte Festigkeit und Steifigkeit.
Der hohle Teil des aus dem thermoplastischen Material bestehenden Elementes kann vorteilhafterweise für den Transport von Fluiden, beispielsweise von Luft, Wasser, glykolhaltigem Wasser, Kraftstoffen und Ölen verwendet werden. Zu diesem Zweck kann das Teil aus thermoplastischem Material mit hohlem Querschnitt Mittel für den Eintritt und für den Austritt der Fluide zum oder vom Inneren des hohlen Teils umfassen. Die auf diese Weise hergestellten Teile können in einer Vorrichtung zum Transport von Fluiden verwendet werden. Die Gegenstände gemäß der Erfindung können auch bei der Fertigung von Wärmeaustauschern verwendet werden, beispielsweise bei der Realisierung von Kraftfahrzeugkühlern, wo das zu kühlende Fluid in dem hohlen Teil des Elementes aus thermoplastischem Material zirkuliert und der Austausch mit dem äußeren Medium erfolgt. Wenn der Gegenstand mehrere hohle Teile aus thermoplastischem Material umfaßt, so können diese verschiedenen Teile für den Transport von Fluiden mit unterschiedlicher Beschaffenheit verwendet werden.
Weitere Details oder Vorteile der Erfindung werden deutlicher im Hinblick auf das einzige, unten als Hinweis angegebene Beispiel hervortreten und durch die 1 bis 3 veranschaulicht, in denen bedeuten:
1 stellt eine dreidimensionale partielle Ansicht eines Gegenstandes nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung dar. Das Photo 1 stellt einen Gegenstand nach der ersten Ausführungsform der Erfindung dar.
2 stellt einen Querschnitt eines Gegenstandes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dar.
3 stellt eine dreidimensionale partielle Ansicht eines Gegenstandes nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung dar.
Die 1 stellt eine dreidimensionale partielle Ansicht eines Gegenstandes nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung dar. Der Gegenstand umfaßt ein starres Element 1 mit länglicher und geradliniger Form und ein Teil aus thermoplastischem Material 2. Das starre Element ist ein gezogenes Blech mit einem Querschnitt in Form eines U, dessen Enden jeweils einen flachen Teil 3 aufweisen. Der Bereich zwischen den Schenkeln des U definiert einen konkaven Raum, in dem das Teil aus thermoplastischem Material angeordnet ist. Die Form des Teils aus thermoplastischem Material setzt sich in der des starren Elementes fort. Das im Inneren des konkaven Raumes angeordnete Teil aus thermoplastischem Material weist einen Hohlraum 4 auf. Das Ganze besitzt eine ausgezeichnete Steifigkeit. Die Mittel zum festen Verbinden zwischen dem starren Element und dem Teil aus thermoplastischem Material sind in dieser Figur nicht dargestellt. Sie gehen aus dem Photo 1 hervor. Die Kurve 1 stellt die Kurven der Biegung für die verschiedenen Strukturen dar, realisiert unter den gleichen Bedingungen: eine Struktur gemäß der ersten Ausführungsform, eine Struktur gemäß dem Dokument EP 370342 und eine Struktur, die nur das metallische Profil umfaßt. Die Abszisse stellt die Veränderung in mm und die Ordinate die Kraft in N dar.
Der in 1 dargestellte Gegenstand kann beispielsweise hergestellt werden, indem man das starre Element 1 in eine Spritzgußform bringt, die so ausgewählt ist, daß ein Fluid in den Raum eingespritzt werden kann, der sich zwischen den Wandungen der Form und den inneren Wandungen des starren Elementes befindet, die die Form der Küvette definieren. Dann wird geschmolzenes Polyamid 66 in das Innere dieses Raumes eingespritzt, und anschließend wird gasförmiger Stickstoff mit Hilfe von Düsen, die sich in der Form an zwei Enden der Stelle befinden, wo das starre Element seinen Sitz hat, in das Innere der geschmolzenen Masse aus Poly amid eingeleitet. Nach der Verfestigung des Polyamids wird der hergestellte Gegenstand entformt. Das Teil 2 aus thermoplastischem Material weist einen Hohlraum 4 auf.
Die 2 stellt einen Querschnitt eines Gegenstandes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dar. Der Gegenstand umfaßt ein starres Element 10 in Form eines U mit einer Basis 11 und zwei gegenüberliegenden Wandungen 12a; 12b, die die zwei Schenkel des U bilden. Die Enden des U bilden die flachen Teile 13. Die Basis und die Wandungen bilden Winkel 14a; 14b. Der Gegenstand umfaßt zwei Teile aus thermoplastischem Material 15a; 15b, die jeweils mindestens teilweise in den Winkeln 14a; 14b positioniert sind. Jedes der zwei Teile aus thermoplastischem Material stützt sich an der Basis 16a; 16b und an der Wandung 17a; 17b relativ zum Winkel ab, in dem sie positioniert sind. Jedes der in den Winkeln positionierten Teile weist einen rohrförmigen Abschnitt mit einem Hohlraum 18a; 18b auf. Die Mittel zum festen Verbinden zwischen dem starren Element und dem Teil aus thermoplastischem Material sind in dieser Figur nicht dargestellt.
Die 3 stellt eine dreidimensionale partielle Ansicht eines Gegenstandes nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung dar, Das Profil des Gegenstandes nach dieser Ausführungsform ist ähnlich von dem in der 2 dargestellten. Der Gegenstand umfaßt außerdem Verstärkungsrippen 20 zwischen den zwei Teilen aus thermoplastischem Material, die zwischen den Winkeln positioniert sind. Das starre Element und die Teile aus thermoplastischem Material werden durch das Einfließen des thermoplastischen Materials durch eine in das starre Element gebohrte Öffnung 21 fest verbunden.

Claims

Gegenstand, umfassend ein aus einem starren Element (1) mit länglicher Form gebildetes Teil, von dem mindestens ein Teil einen Querschnitt mit einem Profil aufweist, das einen konkaven Raum definiert, und umfassend mindestens ein Teil aus thermoplastischem Material (2), das mit dem starren Element assoziiert und in den konkaven Raum des starren Elementes positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil aus thermoplastischem Material in Kontakt mit mindestens zwei Linien steht, die sich in der Längsrichtung fortsetzen, und dadurch, daß das Teil aus thermoplastischem Material einen Querschnitt aufweist, der mindestens einen Hohlraum (4) umfaßt.
Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil aus thermoplastischem Material (2), das in den konkaven Raum des starren Elementes (1) positioniert ist, ein mit dem konkaven Raum vereintes Profil aufweist.
Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des starren Elementes (1) geschlossen ist.
Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des starren Elementes (10) durch mindestens eine Basis (11) und zwei gegenüberliegende Wandungen (12a, 12b) definiert ist, die ihrerseits zwei Winkel (14a, 14b) mit der Basis definieren, und dadurch, daß er mindestens zwei Teile aus thermoplastischem Material (15a, 15b) mit hohlem Querschnitt (18a, 18b), positioniert in jedem Winkel, umfaßt, wobei sich jedes dieser Teile an mindestens einem Abschnitt der Basis (16a, 16b) und an minde stens einem Abschnitt der Wandung (17a, 17b) relativ zum Winkel, in dem sie positioniert sind, abstützt.
Gegenstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des starren Elementes (10) die Form eines U oder I besitzt.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß er Verstärkungsrippen (29) aus thermoplastischem Material umfaßt, die sich mindestens teilweise an den Teilen aus thermoplastischem Material abstützen, die in den durch die Wandungen und die Basis definierten Winkeln positioniert sind.
Gegenstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er einem Zusammensetzen von mindestens einem starren Element (1) und mindestens einem aus einem thermoplastischen Material (2) gegossenen Element entspricht.
Gegenstand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Zusammensetzen einem Einspannen, Verschweißen, Verkleben, Vernieten oder Verklemmen entspricht.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil aus thermoplastischem Material (2) im Inneren des konkaven Raumes gegossen wird.
Gegenstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil aus thermoplastischem Material (2) und das starre Element (1) durch das Einfließen von thermoplastischem Material durch in dem starren Element realisierte Perforationen fest verbunden werden.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil aus thermoplastischem Material (2) und das starre Element (1) durch vollständiges oder teilweises Umspritzen des starren Elementes fest verbunden werden.
Gegenstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Element (1) ein rohrförmiges oder profiliertes Metallteil ist.
Gegenstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material ein Polyamid ist.
Gegenstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil aus thermoplastischem Material (2) mit hohlem Querschnitt Mittel für den Eintritt und für den Austritt eines Fluids zum oder vom Inneren des hohlen Teils umfaßt.
Verwendung eines Gegenstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in einer Transfervorrichtung für Fluide.
Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluide unter Luft, Wasser, glykolhaltigem Wasser, Kraftstoffen und Ölen ausgewählt werden.
Verwendung eines Gegenstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Herstellung von Teilen für die Vorderseite von Kraftfahrzeugen.
Verwendung eines Gegenstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in einer Vorrichtung zum Wärmeaustausch.
Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes, umfassend mindestens ein starres Element (1), von dem ein Querschnitt minde stens einen Teil umfaßt, der einen konkaven Raum definiert, und umfassend mindestens ein Element, das aus gegossenem, thermoplastischen Material (2) besteht, wobei dieses Verfahren mindestens die folgenden Stufen umfaßt: a) Anordnen in einer Spritzgußform von der ausgewählten Form eines vorgeformten starren Elementes (1), von dem ein Querschnitt mindestens einen Teil umfaßt, der einen konkaven Raum definiert; b) Einspritzen von geschmolzenem thermoplastischen Material in die Spritzgußform; wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgende Stufe umfaßt: c) Einspritzen eines Fluids, vorzugsweise eines Gases, durch eine Nadel in das geschmolzene thermoplastische Material, das in dem konkaven Raum des starren Elementes (1) anwesend ist.
Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes, umfassend mindestens ein starres Element (1), von dem ein Querschnitt mindestens einen Teil umfaßt, der einen konkaven Raum definiert, und umfassend mindestens ein Element, das aus gegossenem, thermoplastischen Material (2) besteht, wobei dieses Verfahren mindestens die folgenden Stufen umfaßt: a) Anordnen in einer Spritzgußform von der ausgewählten Form eines vorzuformenden starren Elementes (1), b) Ausformen des starren Elementes durch Eindrücken oder durch Thermoverformung in die Spritzgußform, wobei die Vorform einen Querschnitt aufweist, der mindestens einen Teil umfaßt, der einen konkaven Raum definiert; c) Einspritzen von geschmolzenem thermoplastischen Material in die Spritzgußform; wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgende Stufe umfaßt: d) Einspritzen eines Fluids, vorzugsweise eines Gases, durch eine Nadel in das geschmolzene thermoplastische Material, das in dem konkaven Raum des starren Elementes (1) anwesend ist.