DE102006003667A1

DE102006003667A1 - Karosserie eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102006003667A1
Application number: DE200610003667
Authority: DE
Inventors: Peter Stöckl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-08-09

Abstract

Aus der DE 19815407 ist bereits ein Fügeelement zum Verbinden von Blechteilen bekannt. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Karosserie eines Fahrzeuges zu schaffen, bei der die Bildung von Korrosion durch die Anordnung eines Befestigungselementes, insbesondere in einem Karosseriehohlraum, vermieden ist. Dies wird dadurch erreicht, dass an der vorgesehenen Befestigungsstelle (37) ein einschichtiger oder ein mindestens zweischichtiger Aufbau (5, 11) vorgesehen ist, dass der Aufbau (5, 11) vor einem Stanz- und Nietvorgang ungelocht ist und dass die beim Stanzvorgang entstehenden Ränder (34, 35) einer Durchgangsöffnung (32) des Aufbaus (5, 11) zusammen mit einer beim Nietvorgang erzeugten, umlaufenden Nietbördel (33) eines ringförmigen Abschnittes (26) des Stanz- und Nietabschnittes (15) des Befestigungselementes (13) eine hochfeste und wasserdichte Verbindung des Befestigungselementes (13) an der Karosseriewand (5) ergeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosserie eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 198 15 407 ist bereits eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden von dünnwandigen Blechteilen bekannt, die durch einen Bolzenabschnitt eines Befestigungselementes voneinander beabstandet und durch diesen Bolzenabschnitt stabilisiert sind. Das bekannte Befestigungselement weist einen Stanz- und Nietabschnitt auf.

Beim Herstellungsvorgang der Befestigung des Befestigungselementes an dem Blech-Bauteil wird der Stanz- und Nietabschnitt des Befestigungselementes durch die Blechwand hindurchgedrückt. Auf den hindurchgedrückten Stanz- und Nietabschnitt drückt eine Matrize, die den Stanz- und Nietabschnitt umbördelt, so dass ein umlaufender Nietbördel an der durchstoßenen Blechwand aufliegt.

An den Stanz- und Nietabschnitt des bekannten Befestigungselementes schließt sich ein Flansch an, der nicht durch die Blechwand hindurchgestoßen wird, sondern an der Außenfläche der Blechwand anliegt. An dem Befestigungselement kann ein Abschnitt mit einem Innengewinde vorgesehen sein, in den ein Befestigungselement zur Halterung eines weiteren Bauteils verschraubbar ist. Ferner kann an dem Befestigungselement ein Bolzenabschnitt mit einem Außengewinde vorgesehen sein, an dem ebenfalls ein Bauteil befestigbar ist.

Ferner ist es bekannt, an einer Karosserie eines Fahrzeuges ein Halterungsbauteil anzuordnen, um ein Bauteil zu befestigen. Das Halterungsbauteil ist notwendig, um die Kraft, die das an der Karosserie befestigte Anbauteil in die dünne Blechwand der Karosserie ausübt, einzuleiten. Die Blechwand weist beispielsweise eine Dicke t von t = 0,5 bis 2 mm auf. Ein dünnwandiges Blech kann in der Regel nur geringe Kräfte aufnehmen. Die durch das Halterungsbauteil und die Blechwand hindurchgehende Durchgangsöffnung kann durch das Befestigungselement nicht wasserdicht verschlossen werden. Durch das Eindringen von Wasser in Hohlräume der Karosserie kann es jedoch zu Korrosion der Teile kommen, die durch das eindringende Wasser benetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Karosserie eines Fahrzeuges zu schaffen, bei der die Bildung von Korrosion durch die Anordnung eines Befestigungselementes vermieden ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Befestigung eines Befestigungselementes an einer Karosseriewand, das durch die ungelochte Karosseriewand und das gegebenenfalls vorhandene jeweilige zusätzliche und ungelochte Blechteil hindurchgedrückt oder gestanzt wird, und durch einen sich anschließenden Nietvorgang, bei dem das Befestigungselement mit einer Umbördelung versehen wird, wird eine hochfeste und wasserdichte Verbindung erreicht. Schließt sich an die Karosseriewand ein abgeschlossener Hohlraum an, kann durch die wasserdichte Verbindung kein Wasser oder keine Feuchtigkeit an die dem Hohlraum zugewandten Innenfläche der Karosserie eindringen, so dass die Bildung von Korrosion vermieden ist. Die erfindungsgemäße Befestigung eines Befestigungselementes an einer Karosseriewand und an einem Blechteil, d.h. einem zweischichtigem Aufbau, ist beispielsweise bis zu einem Druck von ca. 0,1 bar wasserdicht.

Durch die Verwendung mindestens eines zusätzlichen Blechteiles wird die in die Karosseriewand einleitbare Kraft erhöht.

Die erfindungsgemäße Befestigung eines Befestigungselements ist vorteilhafterweise auch an einer dünnwandigen Blechwand möglich, die mit einem weiteren Wandabschnitt der Karosserie einen Hohlraum bildet.

Der erfindungsgemäße mehrschichtige Aufbau besteht aus einem Innenblech und mindestens einem zusätzlichen Blechteil, so dass sich ein einfacher Aufbau an der Befestigungsstelle ergibt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das jeweilige zusätzliche Blechteil zur Erhöhung der einleitbaren Kraft in die Karosseriewand an einer Innenfläche der Karosseriewand mit mindestens einer definierten Überdeckungsfläche angeordnet, so dass sich zumindest an der vorgesehenen Befestigungsstelle ein mindestens zweischichtiger Aufbau ergibt.

An dem Befestigungselement ist ein Abschnitt ausgebildet, an dem die Befestigung eines zusätzlichen Bauteils vorteilhafterweise über Formschluß und/oder über Reibschluß erfolgt.

An einem ringförmigen Abschnitt des Stanz- und Nietabschnittes des Befestigungselementes ist ein konischer Abschnitt ausgebildet, der den Übergang zwischen dem ringförmigen Abschnitt und dem Flansch abrundet, so dass der Stanzvorgang erleichtert wird.

Durch die Ausbildung von Verdrehsicherungen an einer Außenfläche des konischen Abschnittes in Form von Vorsprüngen und/oder Vertiefungen oder dergleichen wird in einfacher Weise eine sichere Befestigung erreicht.

Die erfindungsgemäße Befestigung eines Befestigungselements kann an einer dünnwandigen Blechwand erfolgen, deren Wandstärke t in Abhängigkeit von der Werkstofffestigkeit vorteilhafterweise bei t₅ = ca. 1 mm ± 0,5 mm liegt, Ferner kann zur Verstärkung vorteilhafterweise jeweils ein zusätzliches Blechteil verwendet werden, dessen Wandstärke t₁₁ in Abhängigkeit von der Festigkeit des verwendeten Werkstoffes zwischen t₁₁ = 0,9 mm bis 2,5 mm liegt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der ringförmige Abschnitt des Stanz- und Nietabschnittes des Befestigungselementes in seiner Form und seinen Abmessungen so ausgelegt, dass sich beim Umbördelvorgang zumindest der durch das jeweilige zusätzliche Blechteil gebildete Rand der Durchgangsöffnung bis unterhalb eines umlaufenden Nietbördels am Stanz- und Nietabschnitt des Befestigungselementes über eine ausreichend große Fläche anliegt. Der Nietbördel bildet sich durch den Bördelvorgang. Durch die großflächige Anlage der Ränder an dem umlaufenden Nietbördel ergibt sich die Wasserdichtigkeit der Verbindung des Befestigungselementes an dem Wandabschnitt der Karosserie.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung eines Karosserieabschnittes eines Kraftfahrzeuges vor der Befestigung eines zusätzlichen Bleches für die Krafteinleitung an einer von der Außenumgebung abgewandten Innenfläche der Karosserie und
2 eine schematische Schnittdarstellung entsprechend der 1, bei der die Befestigung des zusätzlichen Blechteiles über ein Befestigungselement in einem Stanz- und Nietvorgang erfolgt ist.
Die 1 zeigt eine Schnittansicht eines Karosserieabschnittes 2 eines Fahrzeuges 1, insbesondere eines Kraftfahrzeuges. Im vorliegenden Fall ist der Karosserieabschnitt 2 eine Heckverkleidung 3, die ein Außenblech 4 und ein Innenblech 5 aufweist. Statt einem Außenblech 4 kann auch ein Kunststoffbauteil verwendet werden, wenn das Außenblech 4 nur eine optische Funktion hat.
Zwischen dem Außenblech 4 und dem Innenblech 5 ist ein Hohlraum 6 ausgebildet. Das Außenblech 4 und das Innenblech 5 sind über Randabschnitte 7 und 8 miteinander verbunden. Das Innenblech 5 weist einen abgestuften Abschnitt 9 auf, an dessen zum Hohlraum 6 zugewandten Innenfläche 10 ein in gleicher Form abgestuftes zusätzliches Blechteil 11 angeordnet ist.
Das Innenblech 5 weist in der gezeigten Ausführungsform eine Wandstärke t₅ auf, die bei t₅ = ca. 0,7 mm ± 0,2 mm liegt. Das zusätzliche Blechteil 11 weist eine Wandstärke t₁₁ auf, die bei t₁₁ = ca. 0,9 mm bis 2,5 mm liegt.
Unterhalb einer Außenfläche 12 des Innenbleches 5 ist ein Befestigungselement 13 dargestellt. An seinem dem Innenblech 5 zugewandten Ende 14 ist das Befestigungselement 13 mit einem Stanz- und Nietabschnitt 15 versehen. An den Stanz- und Nietabschnitt 15 schließt sich ein Flansch 16 an, dessen Außendurchmesser d₁₆ größer ist als ein Außendurchmesser d₁₅ des Stanz- und Nietabschnittes 15.
Zwischen dem Stanz- und Nietabschnitt 15 und dem Flansch 16 ist ein konisch verlaufender Abschnitt 17 ausgebildet, der den Übergang zwischen dem Stanz- und Nietabschnitt 15 und dem Flansch 16 abrundet. An einer Außenfläche 18 des konischen Abschnittes 17 sind Vorsprünge 19 und/oder nicht abgebildete Vertiefungen vorgesehen, die eine Verdrehsicherung im befestigten Zustand des Stanz- und Nietabschnittes 15 an dem Innenblech 5 bewirken.
An den Flansch 17 schließt sich ein Bolzenabschnitt 20 mit einem Außengewinde 21 an. In einer nicht dargestellten anderen Ausführungsform ist der Flansch 16 länger ausgebildet und weist ein Innengewinde zur Anordnung einer Schraube auf. Gegenüber einer zum Hohlraum 6 gewandten Außenfläche 22 des zusätzlichen Blechteils 11 ist eine Matrize 23 schematisch dargestellt. An einer Stirnseite 24 der Matrize 23 ist eine ringförmige Vertiefung 25 vorgesehen, die zur Umbördelung eines sich in Längsrichtung erstreckenden, ringförmigen Abschnittes 26 des Stanz- und Nietabschnittes 15 dient.
In der in der 1 gezeigten Ausführungsform liegt zumindest eine Außenfläche 27 eines waagrecht ausgebildeten Abschnittes 28 des zusätzlichen Blechteiles 11 an der Innenfläche 10 eines waagrechten Abschnittes 29 des Innenbleches 5 an. Die übereinander liegenden waagrechten Abschnitte 28 und 29 sind mindestens so groß wie ein Außendurchmesser d₂₃ der Matrize 23. An einer Stirnseite 30 des ringförmigen Abschnittes 26 des Stanz- und Nietabschnittes 15 ist eine konische Abschrägung 31 ausgebildet, die das Durchstoßen der beiden übereinander liegenden Abschnitte 29, 28 des Innenbleches 5 und des zusätzlichen Blechteils 11 erleichtert.
Die 2 zeigt das Befestigungselement 13 in einem Zustand, nach dem der ringförmige Abschnitt 26 des Stanz- und Nietabschnittes 15 des Befestigungselementes 13 durch die Abschnitte 29 und 28 des Innenbleches 5 und des zusätzlichen Blechteils 11 hindurchgedrückt wurde.
Durch den Stanzvorgang bildet sich eine Durchgangsöffnung 32. Durch den Umbördelvorgang der Stirnseite 30 des ringförmigen Abschnittes 26 des Stanz- und Nietabschnittes 15 bildet sich ein umlaufender Nietbördel 33. Gleichzeitig wird mit der Umbördelung des ringförmigen Abschnittes 26 des Stanz- und Nietabschnittes 15 ein jeweiliger Rand 34 und 35 des Innenbleches 5 und des zusätzlichen Blechteiles 11, der jeweils die Durchgangsöffnung 32 bildet, zwischen dem umlaufenden Nietbördel 33 und dem konischen Abschnitt 17 des Befestigungselementes 13 so fest zusammengedrückt, dass die Durchgangsöffnung 32 wasserdicht ist.
Die beiden Abschnitte 29 und 28 des Innenbleches 5 und des zusätzlichen Blechteils 11 weisen beim Stanzvorgang keine Lochung auf. Dadurch liegen die Ränder 34 und 35 des Innenbleches 5 und des Stanz- und Nietabschnittes 15 über eine entsprechend große Fläche an einer Außenfläche 36 des ringförmigen Abschnittes 26 des Stanz- und Nietabschnittes 15 an. Ferner bewirkt der Stanzvorgang ohne Vorlochung und der anschließende Nietvorgang mit Umbördelung eine hochfeste Verbindung.

Claims

Karosserie eines Fahrzeuges mit mindestens einer dünnwandigen Blechwand, wobei an einer vorgesehenen Befestigungsstelle dieser Blechwand ein Befestigungselement angeordnet ist, durch das ein Bauteil befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der vorgesehenen Befestigungsstelle (37) ein einschichtiger oder ein mindestens zweischichtiger Aufbau (5, 11) vorgesehen ist, dass der Aufbau (5, 11) vor einem Stanz- und Nietvorgang ungelocht ist und dass die beim Stanzvorgang entstehenden Ränder (34, 35) einer Durchgangsöffnung (32) des Aufbaus (5, 11) zusammen mit einer beim Nietvorgang erzeugten, umlaufenden Nietbördel (33) eines ringförmigen Abschnittes (26) des Stanz- und Nietabschnittes (15) des Befestigungselementes (13) eine hochfeste und wasserdichte Verbindung des Befestigungselementes (13) an der Karosseriewand (5) ergeben.
Karosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dünnwandige Blechwand (5) mit einem weiteren Wandabschnitt (4) der Karosserie (2) einen Hohlraum (6) bildet.
Karosserie nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrschichtige Aufbau (5, 11) aus einem Innenblech (5) und mindestens einem zusätzlichen Blechteil (11) besteht.
Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige zusätzliche Blechteil (11) zur Erhöhung der einleitbaren Kraft in die Karosseriewand (5) an einer Innenfläche (10) der Karosseriewand (5) mit mindestens einer definierten Überdeckungsfläche angeordnet ist, so dass sich zumindest an der vorgesehenen Befestigungsstelle ein mindestens zweischichtiger Aufbau ergibt.
Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Befestigungselement (13) ein Abschnitt (20) ausgebildet ist, an dem die Befestigung eines zusätzlichen Bauteils über Formschluß und/oder über Reibschluß erfolgt.
Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem ringförmigen Abschnitt (26) des Stanz- und Nietabschnittes (15) des Befestigungselementes (13) ein konischer Abschnitt (17) ausgebildet ist, der den Übergang zwischen dem ringförmigen Abschnitt (26) und dem Flansch (16) abrundet.
Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenfläche (18) des konischen Abschnittes (17) Verdrehsicherungen (19) in Form von Vorsprüngen und/oder Vertiefungen ausgebildet sind.
Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke t₅ der dünnwandigen Blechwand (5) in Abhängigkeit von der Werkstofffestigkeit bei t₅ = 1 mm ± 0,5 mm liegt,
Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Blechteil (11) eine Wandstärke t₁₁ aufweist, wobei die Wandstärke t₁₁ zwischen t₁₁ = ca. 0,9 mm bis 2,5 mm in Abhängigkeit von der Festigkeit des verwendeten Werkstoffes liegt.
Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Abschnitt (26) des Stanz- und Nietabschnittes (15) des Befestigungselementes (13) in seiner Form und seinen Abmessungen so ausgelegt ist, dass sich beim Umbördelvorgang zumindest der durch das jeweilige zusätzliche Blechteil (11) gebildete Rand (35) der Durchgangsöffnung (32) bis unterhalb einer umlaufenden Nietbördel (33) über eine ausreichend große Fläche anliegt, wobei sich der Nietbördel (33) durch den Bördelvorgang bildet, so dass die Wasserdichtigkeit der Verbindung des Befestigungselementes (13) an dem Wandabschnitt (5) der Karosserie (2) gewährleistet ist.