DE102012023826A1 - Stiffening component for stiffening component, particularly vehicle door or auto body component, such as auto body shell surface part of motor vehicle, has laminar stiffening body which defines stiffening plane - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Versteifungsbauteil zum Versteifen eines Bauteils, insbesondere einer Fahrzeugtür, eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Bauteil eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Versteifungsbauteil. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Versteifen eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs.The present invention relates to a stiffening component for stiffening a component, in particular a vehicle door, of a motor vehicle. The invention further relates to a component of a motor vehicle with such a stiffening component. The invention also relates to a method for stiffening a component of a motor vehicle.
Viele Komponenten/-bauteile von Kraftfahrzeugen, welche zum Beispiel auch zumindest Teilbereiche der Außenhaut des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Kraftfahrzeugkarosserie bilden, beispielsweise das Dach des Kraftfahrzeugs, Fahrzeugtüren, Seitenwände, Heckklappen, Rückwandtüren, Kotflügel und Motorhauben und dergleichen, sind in Leichtbauweise hergestellt, um das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs und damit auch dessen Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.Many components / components of motor vehicles, which also form, for example, at least partial areas of the outer skin of the motor vehicle or the motor vehicle body, for example the roof of the motor vehicle, vehicle doors, side walls, tailgates, rear doors, fenders and hoods and the like, are made in lightweight construction to the Total weight of the motor vehicle and thus to reduce its fuel consumption.
Leichtbauweise bei Außenhautbauteilen von beziehungsweise für Kraftfahrzeuge wird beispielsweise durch geringe Blech- beziehungsweise Materialdicken und Verwendung von Leichtbaumaterialien, zum Beispiel Aluminium oder Kunststoffmaterialien realisiert, was häufig zu einer geringeren Beulsteifigkeit des betreffenden Bauteils führt. Dies macht in der Regel zusätzliche Maßnahmen zur Versteifung erforderlich. Eine solche zusätzliche Versteifung kann beispielsweise durch Verwendung einer metallischen Strebe erzielt werden, welche an das eigentliche Bauteil angeschweißt oder mittels eines Klebemittels befestigt werden kann. Die Verwendung einer metallischen Strebe ist jedoch mit einem unerwünscht hohen Gewichtszuwachs des versteiften Bauteils verbunden. In auf herkömmliche Weise versteiften Fahrzeugtüren werden daher häufig aufklebbare Versteifungsmatten verwendet, welche zwar ein relativ geringes Eigengewicht aufweisen; solche Versteifungsmatten sind jedoch relativ teuer und erhöhen somit die Herstellungskosten der Fahrzeugtür.Lightweight construction in outer skin components of or for motor vehicles is realized for example by low sheet metal or material thicknesses and use of lightweight materials, such as aluminum or plastic materials, which often leads to a lower buckling stiffness of the relevant component. This usually requires additional stiffening measures. Such additional stiffening can be achieved for example by using a metallic strut, which can be welded to the actual component or attached by means of an adhesive. However, the use of a metallic strut is associated with an undesirably high weight gain of the stiffened component. In conventionally stiffened vehicle doors are therefore often used stickable stiffening mats, which indeed have a relatively low weight; However, such stiffening mats are relatively expensive and thus increase the cost of manufacturing the vehicle door.
Aus der
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für ein Versteifungsbauteil anzugeben, mittels welchem insbesondere ein Bauteil eines Kraftfahrzeugs auf einfache und kostengünstige Weise versteift werden kann.It is an object of the present invention to provide an improved embodiment for a stiffening component, by means of which in particular a component of a motor vehicle can be stiffened in a simple and cost-effective manner.
Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The above object is solved by the subject matter of the independent claims. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zum Versteifen eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs ein Versteifungsbauteil vorzusehen, welches zur Vormontage ein Vorfixierungselement aufweist. Mittels des Vorfixierungselements kann das Versteifungsbauteil unter Verwendung geeigneter Klebepads oder ähnlichem vorläufig an der Außenhaut des Bauteils befestigt werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann dabei gleichzeitig das Versteifungsbauteil mittels mindestens eines Anbindungsabschnitts, vorzugsweise mittels zweier Anbindungsabschnitte beweglich an einem Innenteil des zu versteifenden Bauteils und/oder an dem zu versteifenden Bauteil selbst befestigt werden. Der mindestens eine Anbindungsabschnitt kann beispielsweise in Form einer partiellen Materialverdünnung des Versteifungsbauteils, welche in der Art eines Scharniers wirkt, realisiert sein.The invention is based on the general idea to provide a stiffening component for stiffening a component of a motor vehicle, which has a pre-fixing element for pre-assembly. By means of the prefixing element, the stiffening component can be provisionally fastened to the outer skin of the component using suitable adhesive pads or the like. According to an advantageous development of the invention, the stiffening component can at the same time be fastened movably to an inner part of the component to be stiffened and / or to the component to be stiffened by means of at least one attachment section, preferably by means of two attachment sections. The at least one connection section can be realized, for example, in the form of a partial material dilution of the stiffening component, which acts in the manner of a hinge.
Die endgültige Befestigung des Versteifungsbauteils an der Außenhaut erfolgt erfindungsgemäß mittels eines durch Wärmeeinwirkung expandierbaren Befestigungselements, welches beispielsweise ein Schaumstruktur-Element in der Art eines aufschäumbaren Strukturschaums sein kann. Ein Erhitzen eines solchen Schaumstruktur-Elements führt zur Vergrößerung seines Volumens. Das an der Außenhaut vormontierte beziehungsweise vorangebrachte Versteifungsbauteil wird beim Expandieren des Befestigungselements von der Außenhaut zurückgedrängt beziehungsweise davon abgehoben, wodurch das Vorfixierungselement wieder von der Außenhaut gelöst wird, so dass es zu keinen unerwünschten Abzeichnungen des Versteifungsbauteils an der Außenhaut kommen kann.The final attachment of the stiffening member to the outer skin according to the invention by means of a heat-expandable fastener, which may be, for example, a foam structure element in the manner of a foamable structural foam. Heating of such a foam structure element leads to an increase in its volume. The stiffening component preassembled or advanced on the outer skin is pushed back or lifted off the outer skin during expansion of the fastening element, as a result of which the prefixing element is released from the outer skin, so that no unwanted marks of the stiffening component on the outer skin can occur.
Die Expansion des Befestigungselements von einem nicht-expandierten in einen expandierten Zustand mittels Wärmeeinwirkung kann beispielsweise im Rahmen einer kathodischen Elektrotauchlackierung (KTL) des zu versteifenden Bauteils zur Sicherstellung eines hinreichenden Korrosionsschutzes erfolgen. Bei der kathodischen Tauchlackierung wird der verwendete Elektrotauchlack üblicherweise in einem KTL-Ofen durch Erwärmen des Bauteils ausgehärtet. Ein solches Erwärmen des Bauteils hat dann aber auch automatisch auch die gewünschte Expansion des Befestigungselements und damit die Endfixierung des Versteifungsbauteils am Bauteil zur Folge.The expansion of the fastener from a non-expanded to an expanded state by means of heat, for example, in the context of a cathodic electrodeposition coating (KTL) of the component to be stiffened to ensure adequate corrosion protection. In cathodic dip painting, the electrodeposition coating used is usually cured in a cathodic dip-tile oven by heating the component. However, such heating of the component also automatically results in the desired expansion of the fastening element and thus the final fixing of the stiffening component on the component.
Das Versteifungsbauteil ist vorzugsweise so ausgebildet und an dem zu versteifenden Bauteil und/oder einem daran unmittelbar angrenzenden oder zumindest benachbarten Bauteil so befestigt, dass insbesondere die Beulsteifigkeit des Bauteils beziehungsweise zumindest eines Teils von dessen einen Außenhautbereich der Karosserie bildenden Bereichs erhöht ist.The stiffening component is preferably designed and attached to the component to be stiffened and / or an immediately adjacent or at least adjacent component such that in particular the Beulsteifigkeit of the component or at least a part of its outer skin region of the body forming region is increased.
Bei dem zu versteifenden Bauteil handelt es sich vorzugsweise um ein Karosserieteil, zum Beispiel um zumindest einen Teilbereich des Fahrzeugdachs, einer Fahrzeugtür, einer Karosserieseitenwand, einer Heckklappe oder Rückwandtür, eines Kotflügels oder einer Motorhaube oder dergleichen. The component to be stiffened is preferably a body part, for example around at least a portion of the vehicle roof, a vehicle door, a body side wall, a tailgate or rear door, a fender or a hood or the like.
Zur Realisierung einer Leichtbauweise ist das Versteifungsbauteil vorzugsweise als Kunststoffteil, insbesondere als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet.To realize a lightweight construction, the stiffening component is preferably designed as a plastic part, in particular as a plastic injection-molded part.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Befestigungselement derart thermisch expandierbar ausgebildet, dass es in einer Befestigungsrichtung eine Befestigungselement-Höhe aufweist, die in einem nicht-expandierten Zustand des Befestigungselements kleiner ist als eine sich ebenfalls im Wesentlichen in der Befestigungsrichtung erstreckende Höhe des Vorfixierungselements des Versteifungsbauteils. Im expandierten Zustand, in welche das Befestigungselement durch Wärmeeinwirkung überführt wird, ist die Höhe des Befestigungselements größer als die Höhe des Vorfixierungselements. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass sich das Vorfixierungselement beim endgültigen Befestigen des Versteifungsbauteils an der Außenhaut wieder von dieser löst, so dass es insbesondere nicht zu unerwünschten, von außen sichtbaren Abzeichnungen des Versteifungsbauteils an der Außenhaut kommt.In a preferred embodiment, the fastening element is designed to be thermally expandable such that it has a fastening element height in a fastening direction that is smaller in a non-expanded state of the fastening element than a height of the prefixing element of the reinforcing component which also extends substantially in the fastening direction. In the expanded state, in which the fastener is transferred by the action of heat, the height of the fastener is greater than the height of Vorfixierungselements. In this way it can be achieved that the prefixing element in the final attachment of the stiffening component on the outer skin again dissolves from this, so that it does not come in particular to unwanted, visible from the outside signs of the stiffening component on the outer skin.
In einer besonders einfach herzustellenden und somit kostengünstigen Ausführungsform kann das Vorfixierungselement ein Kunststoff-Spritzgussbauteil, insbesondere eine Kunststoff-Spritzgussstrebe oder -flächenelement, sein. Alternativ oder zusätzlich kann, wie bereits erläutert, an dem wenigstens einen Vorfixierungselement zumindest ein Klebepad oder ein anderes geeignetes Klebemittel zum Vorfixieren des Versteifungsbauteils an der Innenseite der Außenhaut angeordnet sein.In a particularly easy to manufacture and therefore inexpensive embodiment, the prefixing element may be a plastic injection-molded component, in particular a plastic injection-molded strut or surface element. Alternatively or additionally, as already explained, at least one adhesive pad or another suitable adhesive for prefixing the stiffening component to the inner side of the outer skin may be arranged on the at least one prefixing element.
Die Erfindung betrifft auch ein Bauteil für ein Kraftfahrzeug mit einem Innenbauteil, mit einer Außenhaut gemäß Anspruch 5, welches mit einem Versteifungsbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4 versehen ist.The invention also relates to a component for a motor vehicle with an inner component, with an outer skin according to
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Versteifen eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs. Zunächst wird das Versteifungsbauteil vorläufig mittels wenigstens eines Vorfixierungselements an einer Außenhaut des Bauteils angebracht. Nachfolgend wird das Versteifungsbauteil durch Expansion, insbesondere mittels Wärmeeinwirkung, wenigstens eines Befestigungselements an der Außenhaut angebracht, wobei durch die Expansion des wenigstens einen Befestigungselements die Befestigung des wenigstens einen Vorfixierungselements von der Außenhaut wieder gelöst wird.The invention also relates to a method for stiffening a component of a motor vehicle. First, the stiffening member is preliminarily attached by means of at least one Vorfixierungselements on an outer skin of the component. Subsequently, the stiffening component by expansion, in particular by means of heat, at least one fastener attached to the outer skin, wherein the attachment of the at least one Vorfixierungselements of the outer skin is released by the expansion of the at least one fastener.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Dabei zeigen, jeweils schematisch:In each case show schematically:
Das Versteifungsbauteil
In der
In der
Die Vorfixierungselemente
Das Versteifungsbauteil
Das Befestigungselement
Das Befestigungselement
Im Zusammenhang mit einer während der Herstellung der Fahrzeugtür
Die endgültige Befestigung des Versteifungsbauteils
Aufgrund der so initiierten thermischen Expansion, also der Volumenvergrößerung des Befestigungselements
Die Bewegung des Versteifungsbauteils
Im endgültigen Befestigungszustand ist – wie in der
Das Aktivieren des Befestigungselements
Die Erläuterungen des Ausführungsbeispiels in Bezug auf eine Fahrzeugtür können mutatis mutandis auch auf weitere Bauteile eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise Seitenwände, Heckklappen, Kotflügel und Motorhauben oder ähnlichem, die mittels des Versteifungsbauteils versteift werden sollen, angewandt werden.The explanations of the embodiment with respect to a vehicle door can be mutatis mutandis applied to other components of a motor vehicle, such as side walls, tailgates, fenders and hoods or the like, which are to be stiffened by means of the stiffening component.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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