DE102004046960A1

DE102004046960A1 - Anordung zur Verstärkung von hohlprofilartig ausgebildeten Strukturen

Info

Publication number: DE102004046960A1
Application number: DE200410046960
Authority: DE
Inventors: Hilmar Schulze; Karsten Sommer; Bernhard Lohmann; Reinhold Pietsch; Elvira Witte; Reinhard Flormann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2006-04-20

Abstract

Die Aufgabe, eine einfache und kostengünstige Anordnung zur Verstärkung von hohlprofilartig ausgebildeten Strukturen, insbesondere Karosseriestrukturen an Kraftfahrzeugen, zu schaffen, mit welcher störende Geräusche infolge fehlender oder unzureichender Haftung eines Verstärkungselementes (4) an der Innenkontur einer Hohlprofilstruktur (1) weitestgehend vermieden wird, wird im Wesentlichen dadurch gelöst, dass zwischen dem Verstärkungselement (4) und der Innenkontur (5) der Hohlprofilstruktur (1) eine die Haftung des Verstärkungselementes (1) an besagter Innenkontur (5) verstärkende Zwischenschicht (6) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verstärkung von hohlprofilartig ausgebildeten Strukturen, insbesondere Karosseriestrukturen an Kraftfahrzeugen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Seit geraumer Zeit ist es bekannt, hohlprofilartig ausgebildete Blech- oder Kunststoffstrukturen mit einem innenliegenden Schaumstoffkörper zu verstärken. Derartig verstärkte Hohlprofilstrukturen weisen bei geringem Gewicht erhöhte Steifigkeiten auf und sind im Hinblick auf herkömmliche Verstärkungsmaßnahmen kostengünstig und einfach zu bewerkstelligen. Ferner kann die Verstärkung in weiten Grenzen an einen bestimmten Belastungsfall angepasst werden.

Gemäß einer bisher unveröffentlichten Anmeldung der Anmelderin (Az.: 102 60 572.6) wird danach beispielsweise ein so genanntes Verstärkungselement, hier als Versteifungselement bezeichnet, für einen Hohlträger, insbesondere in einem Dachprofil einer Kraftfahrzeugkarosserie, vorgeschlagen, welches aus einem Trägerteil und einem daran angebrachten Schaumteil besteht, das seinerseits unter Wärmeeinwirkung oder Einwirkung eines Reaktionsagens zu einem Schaumstoffkörper ausschäumt.

In der Praxis hat sich nunmehr herausgestellt, dass zwischen dem Verstärkungselement respektive dem Schaumstoffkörper und der Innenkontur der Hohlprofilstruktur eine Relativbewegung zu verzeichnen ist, die sich ihrerseits durch störende Geräusche, beispielsweise Knackgeräusche, bemerkbar macht. Überwiegend sind besagte Geräusche auf eine fehlende oder unzureichende Haftung des Verstärkungselementes an der Innenkontur der Hohlprofilstruktur zurückzuführen.

Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.

Ausgehend von vorstehender Erkenntnis ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfache und kostengünstige Anordnung zur Verstärkung von hohlprofilartig ausgebildeten Strukturen, insbesondere Karosseriestrukturen an Kraftfahrzeugen, zu schaffen, mit welcher störende Geräusche der eingangs beschriebenen Art infolge fehlender oder unzureichender Haftung eines Verstärkungselementes an der Innenkontur einer Hohlprofilstruktur weitestgehend vermieden werden. Ferner soll in Verbesserung des Standes der Technik eine Erhöhung der Festigkeit der Struktur und demgemäß eine Übertragbarkeit höherer Kräfte erzielt werden. Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, Außenhautabzeichnungen infolge besagter Verstärkung weitestgehend zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zwischen dem Verstärkungselement und der Innenkontur der Hohlprofilstruktur eine die Haftung des Verstärkungselementes an besagter Innenkontur verstärkende Zwischenschicht angeordnet ist. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Zwischenschicht elastisch ausgebildet.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Zwischenschicht durch eine elastische Folie gebildet. Die Folie besteht zweckmäßigerweise aus Kunststoff oder einem natürlichen oder synthetischen Kautschuk. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Folie eine rutschfeste Folie mit hoher Haftreibung ist. Ferner kann es angezeigt sein, die Oberfläche der Folie mit einem Klebstoff zu beschichten.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung ist die Zwischenschicht durch einen elastischen Klebstoff gebildet.

Wie die Erfindung weiter vorsieht, besteht das Verstärkungselement im Wesentlichen aus einem Schaumstoffkörper aus Kunststoff- oder Metallschaum, der seinerseits wiederum durch einen selbstexpandierenden und aushärtenden Schaumstoff gebildet sein kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt beispielhaft die Schnittdarstellung einer als Verstärkung-Dachlastträger einer Kraftfahrzeugkarosserie ausgebildeten Hohlprofilstruktur 1 mit einem äußeren Seitenteil 2 und einem inneren Seitenteil 3.
Um der Hohlprofilstruktur 1 eine erhöhte Steifigkeit zu verleihen, ist in derselben zumindest ein Verstärkungselement 4 angebracht, welches sich an der Innenkontur 5 der Hohlprofilstruktur 1, d. h., sowohl am äußeren als auch am inneren Seitenteil 2, 3 abstützt. Vorzugsweise besteht das Verstärkungselement 4 aus einem Schaumstoffkörper 4a aus Kunststoff oder Metall, mit welchem bei geringem Gewicht die gewünschte hohe Steifigkeit der Hohlprofilstruktur 1 erzielbar ist.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der Schaumstoffkörper 4a durch eine, beispielsweise unter Wärmeeinwirkung und/oder unter Einwirkung eines Reaktionagens selbstexpandierenden und aushärtenden Schaumstoff gebildet.
Diese Maßnahme gewährleistet, dass vorteilhaft etwaige Toleranzen in der Hohlprofilstruktur 1 selbsttätig ausgeglichen werden.
Vorliegend ist zur besseren Handhabung und Montage besagter Schaumstoff auf einer Trägerplatte 4b befestigt, die ihrerseits im nichtexpandierten Zustand des Schaumstoffes innerhalb der Hohlprofilstruktur 1, an einem Seitenteil 2, 3, vorzugsweise am inneren Seitenteil 3 vermittels mechanischer Befestigungsmittel, wie Clipse 4c o. ä. oder auch stoffschlüssig durch Klebung fixierbar ist.
Durch die Erfindung sind jedoch auch Verstärkungselemente 4 aus einem Schaumstoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff, wie aus einem Leichtmetall (Gussteil), einem Verbundwerkstoff o. a. mit erfasst, die ihrerseits als bereits vorgefertigte Bauteile derart in der Hohlprofilstruktur 1 fixiert werden, dass diese sich an die Innenkontur 5 derselben anschmiegen.
Wie oben bereits dargetan, ist herkömmlich zwischen dem Verstärkungselement 4 und der Innenkontur 5 der Hohlprofilstruktur 1 eine Relativbewegung zu verzeichnen, die sich ihrerseits durch störende Geräusche, wie Knackgeräusche o. ä., bemerkbar macht und überwiegend auf eine fehlende oder unzureichende Haftung des Verstärkungselementes 4, beispielsweise in Form eines Schaumstoffkörpers 4a, an der Innenkontur 5 der Hohlprofilstruktur 1 zurückzuführen sind.
Um vorstehendem zu begegnen, ist nunmehr erfindungsgemäß zwischen dem Verstärkungselement 4 und der Innenkontur 5 der Hohlprofilstruktur 1 eine die Haftung des Verstärkungselementes 4 an besagter Innenkontur 5 verstärkende Zwischenschicht 6 angeordnet.
Die Zwischenschicht 6 ist vorzugsweise elastisch ausgebildet, wobei sich elastische Folien, die obendrein rutschfest sind und demgemäß eine hohe Haftreibung aufweisen, besonders bewährt haben.
Die elastische Folie kann aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise aus PUR (Polyurethan) oder auch aus einem natürlichen oder synthetischen Kautschuk bestehen.
Durch die Elastizität der Folie können nunmehr wirkungsvoll Relativbewegungen zwischen dem Verstärkungselement 4 und der Hohlprofilstruktur 1 derart ausgeglichen werden, dass plastische Verformungen des Verstärkungselementes 4 respektive des Schaumstoffkörpers 4a und damit einhergehend störende Geräusche, wie Knackgeräusche, vermieden werden.
Um die Anbindung des Verstärkungselementes 4 an die Innenkontur 5 der Hohlprofilstruktur 1 noch weiter zu verbessern, kann die Oberfläche der Folie auch mit einem geeigneten Klebstoff beschichtet sein.
Was die Verstärkung der Hohlprofilstruktur 1 vermittels eines selbstexpandierenden und aushärtenden Schaumstoffes infolge Wärmeeinwirkung anbelangt, wurde gefunden, dass durch die Wärmeeinwirkung, beispielsweise infolge einer sich an eine Tauchgrundlackierung anschließenden Trocknung, bei der die erforderliche Ausschäumtemperatur erreicht wird, die elastische Folie angeschmolzen wird und im Ergebnis Folie und Schaumstoffkörper 4a sowie Folie und Hohlprofilstruktur 1 eine derartige Verbindung eingehen, dass unter Beibehaltung bzw. Nutzung der Elastizität der Zwischenschicht 4 in Form besagter Folie in vorteilhafter Weise eine besonders hohe Haftung erzielbar ist.
Es wird davon ausgegangen, dass ein derartiger vorteilhafter Verbund auch mit Verstärkungselementen 4 aus anderen geeigneten Werkstoffen erzielbar ist.
Die Erfindung beschränkt sich des Weiteren nicht auf die beschriebene elastische Folie, sondern erfasst jedwede anderen bekannten Mittel, mit welchen im Sinne der Erfindung eine elastische Zwischenschicht 6 realisierbar ist.
So ist es z. B. denkbar, statt besagter Folie einen elastischen Klebstoff in Anwendung zu bringen, der seinerseits auf die Innenkontur 5 der Hohlprofilstruktur 1 aufgetragen wird und an welchen sich der Schaumstoffkörper 4a anschmiegt.
Schließlich ist als vorteilhaft herauszustellen, dass aufgrund der elastischen Ausbildung der Zwischenschicht 6 optisch nachteilige Abzeichnungen des Verstärkungselementes 4 auf der Außenhaut, gem. vorliegendem Ausführungsbeispiel auf dem äußeren Seitenteil 2 eines Dachlastträgers, weitestgehend ausgeschlossen werden können.

1: Hohlprofilstruktur
2: äußeres Seitenteil
3: inneres Seitenteil
4: Verstärkungselement
4a: Schaumstoffkörper
4b: Trägerplatte
4c: Clips
5: Innenkontur
6: Zwischenschicht

Claims

Anordnung zur Verstärkung von hohlprofilartig ausgebildeten Strukturen, insbesondere Karosseriestrukturen an Kraftfahrzeugen, mit zumindest einem sich an der Innenkontur (5) der Hohlprofilstruktur (1) abstützenden Verstärkungselement (4), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verstärkungselement (4) und der Innenkontur (5) der Hohlprofilstruktur (1) eine die Haftung des Verstärkungselementes (4) an besagter Innenkontur (5) verstärkende Zwischenschicht (6) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (6) elastisch ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (6) durch eine elastische Folie gebildet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aus Kunststoff oder einem natürlichen oder synthetischen Kautschuk besteht.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie eine rutschfeste Folie mit hoher Haftreibung ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Folie mit einem Klebstoff beschichtet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (6) durch einen elastischen Klebstoff gebildet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (4) im Wesentlichen aus einem Schaumstoffkörper (4a) aus Kunststoff- oder Metallschaum besteht.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoffkörper (4a) durch einen selbstexpandierenden und aushärtenden Schaumstoff gebildet ist.