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Die
Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung eines Außenbeplankungsteils
an einem Trägerteil einer Kraftwagenkarosserie nach dem
Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Um
Fahrzeuggewicht einzusparen, werden zunehmend Karosserieelemente
aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen verbaut. Bei der Verbindung eines
solchen Aluminiumelements mit einem Stahlbauteil ergibt sich nun
das Problem, dass die beiden Bauteile unterschiedliche thermische
Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Durch die unterschiedliche Längenausdehnung
der Bauteile kommt es daher insbesondere beim bei hohen Temperaturen
durchgeführten Trocknungsschritt des kathodischen Tauchlackierens
zu Spannungen in den Fügestellen zwischen den beiden Bauteilen,
welche die Fügestellen schwächen und zu Abzeichnungen
im Bereich der Außenhaut führen können.
Dieses Problem ist besonders schwerwiegend bei Verbindungen zweier Bauteile
mit einer langen Anbindungsstrecke, wie z. B. bei der Anbindung
einer Seitenwandbeplankung oder einer Dachhaut.
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In
der
DE 10 2004
050 933 A1 ist eine Verbindungsstruktur für Fahrzeugkarosserieelemente offenbart,
welche thermische Spannungen zwischen einem Aluminiumdachblech und
einem Stahldachholm vermindern soll. Hierzu ist ein in Längsrichtung des
Dachbleches verlaufender Wulst vorgesehen, welcher thermische Verformungen
aufnehmen kann.
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Die
EP 1 845 013 A2 offenbart
weiterhin eine Klebeverbindung zwischen einem Leichtmetalldachblech
und einem Stahlkarosserieteil, in der eine formelastische, längs
des Randbereichs des Dachbleches verlaufende Sicke sowie eine elastische
Verklebung zwischen den beiden Teilen thermisch bedingte Materialspannungen
aufnehmen sollen.
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Die
dem Stand der Technik entsprechenden Vorrichtungen zum Ausgleich
thermischer Spannungen beim Fügen zweier Bauteile mit unterschiedlichen
thermischen Ausdehnungskoeffizienten sind dabei mit dem Nachteil
behaftet, dass spezielle Strukturen zur Aufnahme thermischer Spannungen in
zumindest ein Bauteil eingebracht werden müssen, welche
den ästhetischen Gesamteindruck des Kraftwagens beeinträchtigen
können. Weiterhin beruhen die dem Stand der Technik entsprechenden Vorrichtungen
zumindest teilweise auf elastischen Klebeverbindungen. Die zur Verfügung
stehenden Fügetechniken sind dadurch wesentlich eingeschränkt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsanordnung
eines Außenbeplankungsteils an einem Trägerteil
einer Kraftwagenkarosserie bereitzustellen, die thermische Spannungen
aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten
ausgleichen kann, ohne dabei den ästhetischen Gesamteindruck
des Fahrzeuges zu beeinträchtigen und ohne die verwendbaren
Fügeverfahren einzuschränken.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Befestigungsanordnung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung
ist ein Außenbeplankungsteil unter Vermittlung eines Zwischenabstützelements
an einem Trägerteil der Kraftwagenkarosserie festgelegt,
wobei das Außenbeplankungsteil lediglich mit dem Zwischenabstützelement fest
verbunden ist. Unter einer festen Verbindung soll hierbei eine als
Stoff-, Form- oder Kraftschluss ausgebildete Verbindung unter Verwendung
eines zusätzlichen Verbindungselements verstanden werden,
welche reversibel oder irreversibel sein kann. Es besteht also keine
direkte Fügeverbindung zwischen dem Außenbeplankungsteil
und dem Trägerteil. Das Außenbeplankungsteil kann
zwar bereichsweise am Trägerteil anliegen, in diesen Bereichen
ist jedoch noch immer eine Relativbewegung der Teile gegeneinander
ermöglicht. Das Zwischenabstützelement fungiert
damit als Adapterteil, welches die Funktion des Wärmedehnungsausgleichs übernimmt.
Weder am Außenbeplankungsteil noch am Trägerteil
müssen weitere Strukturen angebracht werden, welche deren
mechanische Stabilität oder deren Erscheinungsbild beeinträchtigen
könnten.
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Um
einen möglichst guten Wärmedehnungsausgleich zu
ermöglichen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt,
das Zwischenabstützelement aus einem elastisch verformbaren
Material zu fertigen. Damit kann ohne zusätzliche Ausgleichsstrukturen
die Funktion des Zwischenabstützelementes gewährleistet
werden.
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Um
eine zusätzliche Verbesserung des Dehnungsausgleichs zu
erzielen, können in dem Zwischenabstützelement
weiterhin nachgebende, die Verformung des Zwischenabstützelements
begünstigende Stellen in Form von Löchern, Beschnitten,
Verprägungen, Sicken oder dergleichen eingebracht werden.
Damit wird auch eine bereichsweise Kontrolle der Nachgiebigkeit
des Zwischenabstützelementes ermöglicht.
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Ein
gezieltes Anbringen solcher nachgebenden Stellen ist auch im Bereich
des Außenbeplankungsteiles möglich. Damit kann
auch in Bereichen, die besonders von hohen Materialspannungen betroffen
sind, eine optimale Ableitung der auftretenden Kräfte gewährleistet
werden. Gezielt eingebrachte Beschnitte oder Löcher im
Zwischenabstützelement oder im Außenbeplankungsteil
tragen im Übrigen dazu bei, die entsprechenden Teile gewichtsoptimal auszulegen.
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Das
Einbringen von Schwächungen im Bereich des Trägerteiles
wird weiterhin vermieden, wodurch dieses seine optimale mechanische
Festigkeit beibehalten kann und auch im Falle hoher mechanischer
Belastungen, wie beispielsweise bei einem Unfall, die gewünschte
Kraftableitung gewährleistet wird.
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher
beschrieben werden, wobei
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1 einen
schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße
Befestigungsanordnung zeigt, und
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2 bis 4 Längsschnitte
durch eine erfindungsgemäße Befestigungsanordnung
entlang der Linie A-A in 1 für verschiedene Ausführungsformen
der Befestigungsanordnung darstellen.
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1 zeigt
einen Querschnitt durch ein als Längsträger 10 der
Fahrzeugkarosserie ausgebildetes Trägerteil. Der Längsträger 10 ist
dabei in Schalenbauweise ausgeführt und umfasst eine innere Schale 12 und
eine äußere Schale 14, welche einen inneren
Hohlraum 16 umschließen. In alternativen Ausführungen
können noch weitere Teile dem Längsträger
zugeordnet sein, wie beispielsweise Verstärkungsbleche.
Auch eine einteilige Ausführung des Längsträgers,
z. B. als Strangpressprofil, ist möglich. Über
ein Zwischenabstützelement 18 ist ein Außenbeplankungsteil 20 an
den Längsträger 10 angebunden. Das Zwischenabstützelement 18 ist
dabei im Wesentlichen L-förmig ausgeführt, und
mit seinen Endbereichen 22, 24 mit korrespondierenden
Fügeflächen 26, 28 des Längsträgers 10 verbunden.
Die Anbindung des Außenbeplankungsteils 20 an
das Zwischenabstützelement 18 erfolgt über
Befestigungselemente 30. Hierbei können besonders
vorteilhaft einseitige mechanische Fügetechnologien, wie
Bolzensetzverfahren oder die Verwendung selbstschneidender oder
selbstfurchender Schrauben eingesetzt werden.
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In
den 2 bis 4 sind weitere Ausgestaltungen
der Erfindung dargestellt, wobei die Figuren jeweils Längsschnitte
durch die Befestigungsanordnung entlang der in 1 gezeigten
Linie A-A darstellen.
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Neben
der Ausprägung des Zwischenabschnittselementes 18 aus
einem elastisch verformbaren Material können weiterhin
gezielt nachgebende Stellen in einen Bereich des Zwischenabstützelementes 18 oder
auch der Außenbeplankung 20 eingebracht werden.
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2 zeigt,
wie zu diesem Zweck nach außen gerichtete Verprägungen 32, 34 in
das Zwischenabstützelement bzw. das Außenbeplankungsteil 20 eingeführt
werden. Diese nachgebenden Stellen sind bevorzugt in einem Bereich
zwischen zwei Verbindungselementen 30 symmetrisch zu diesen Verbindungselementen 30 anzuordnen,
um eine optimale Kraftableitung bei thermischer Ausdehnung zu gewährleisten.
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3 zeigt
eine alternative Struktur, bei welcher eine nach außen
gerichtete Verprägung 34 im Außenbeplankungsteil 20 durch
eine nach innen hin gerichtete Verprägung 36 im
Zwischenabstützelement 18 ergänzt wird.
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Eine
weitere alternative Ausführungsform ist in 4 gezeigt,
hier wird eine nach außen gerichtete Verprägung 34 des
Außenbeplankungselements 20 durch einen Beschnitt 38 im
Zwischenabstützelement 18 ergänzt.
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Die
dargestellten Ausführungsformen von gezielt eingebrachten
nachgebenden, die Verformung des jeweiligen Teils begünstigenden
Stellen im Zwischenabstützelement 18 und im Außenbeplankungsteil 20 sollen
dabei keineswegs vollständig sein, der Fachmann wird ohne
weiteres weitere Kombinationen von Löchern, Beschnitten,
Verprägungen, Sicken oder ähnlichen Strukturen
ableiten können. Insbesondere ist es auch möglich,
lediglich im Bereich des Zwischenabstützelementes 18 solche nachgebenden
Stellen einzuführen, und die Struktur des Außenbeplankungsteiles 20 unverändert
zu lassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004050933
A1 [0003]
- - EP 1845013 A2 [0004]