DE102013000629A1 - Body structure for vehicle i.e. automobile, has spacer provided between lateral guide flange of first sheet metal part and edge flange of second sheet metal part to form sticking gap with pre-defined gap width - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Karosseriestruktur nach Anspruch 10.The invention relates to a body structure for a vehicle according to the preamble of claim 1 and a method for producing such a body structure according to
Bei im Automobilbereich verwendeten Leichtbaustrukturen ist der Einsatz von Klebverbindungen bekannt, bei denen zum Beispiel ein Aluminium-Blechteil mit einem Stahl-Blechteil verbunden wird. Zusätzlich zur Klebverbindung dieser beiden Blechteile kann ein Stahl-Nietelement im Aluminium-Blechteil eingetrieben sein, das durch Punktschweißen mit dem Stahl-Blechteil verbindbar ist.For lightweight structures used in the automotive industry, the use of adhesive bonds is known in which, for example, an aluminum sheet metal part is connected to a steel sheet metal part. In addition to the adhesive bond of these two sheet metal parts, a steel rivet element can be driven in the aluminum sheet metal part, which is connectable by spot welding to the steel sheet metal part.
Aus der
Bei einer gattungsgemäßen Karosseriestruktur für ein Fahrzeug sind ein erstes und ein zweites Blechteil miteinander verbunden, beispielhaft ein Längsträger-Hohlprofil mit einem Bodenblechteil. Die beiden Blechteile können unter Bildung einer, in einer Fügerichtung ineinander geschachtelten Anordnung über eine Klebschicht miteinander verbunden sein. Bei der in der Fügerichtung ineinander geschachtelten Blechteilanordnung kann das erste Blechteil eine, entgegen der Fügerichtung offene Aufnahmekontur aufweisen, in der das zweite Blechteil in der Fügerichtung über eine vorgegebene Fügetiefe eingeschoben werden kann. Die Aufnahmekontur des ersten Blechteiles kann zumindest einen seitlichen Führungsflansch aufweisen. Dieser bildet während des Fügevorganges quer zur Fügerichtung einen Bewegungsanschlag für das in die Aufnahmekontur des ersten Blechteiles einzuschiebende zweite Blechteil. Zudem kann in der Zusammenbaulage der seitliche Führungsflansch des ersten Blechteiles über die oben erwähnte Klebschicht mit einem formangepassten, korrespondierenden Randflansch des zweiten Blechteiles verbunden sein.In a generic body structure for a vehicle, a first and a second sheet metal part are connected to each other, for example, a longitudinal beam hollow section with a floor panel part. The two sheet-metal parts can be connected to one another via an adhesive layer to form a nested arrangement in a joining direction. When nested in the joining direction sheet metal part assembly, the first sheet metal part may have a, contrary to the joining direction open receiving contour in which the second sheet metal part can be inserted in the joining direction over a predetermined depth. The receiving contour of the first sheet metal part may have at least one lateral guide flange. This forms during the joining process transversely to the joining direction a movement stop for the inserted into the receiving contour of the first sheet metal part second sheet metal part. In addition, in the assembly position, the lateral guide flange of the first sheet metal part can be connected via the above-mentioned adhesive layer to a shape-matched, corresponding edge flange of the second sheet metal part.
Bei einer solchen Konstellation wird die zwischen den Rand- und Führungsflanschen der beiden Blechteile befindliche Klebschicht während des Fügevorgangs einer Scherbeanspruchung ausgesetzt. Eine solche Scherbeanspruchung der Klebschicht kann beim Fügevorgang zu einem zumindest teilweisen Klebstoffabstreifen von den einander zugewandten Kontaktflächen der Rand- und Führungsflansche führen.In such a constellation, the adhesive layer located between the edge and guide flanges of the two sheet-metal parts is subjected to a shear stress during the joining process. Such a shear stress of the adhesive layer can lead to an at least partial stripping of adhesive from the mutually facing contact surfaces of the edge and guide flanges during the joining process.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosseriestruktur sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Karosseriestruktur bereitzustellen, bei dem das Abstreifen von Klebstoff während des Fügevorgangs verhindert ist, wie es sich ergibt, wenn die beiden Fügeflansche der ersten und zweiten Karosserieblechteile unter Scherbeanspruchung der zwischengeordneten Klebschicht in die Fügeposition verschiebbar sind.The object of the invention is to provide a body structure and a method for producing such a body structure, in which the stripping of adhesive during the joining operation is prevented, as is the case when the two joining flanges of the first and second body panels under shear stress of the intermediate adhesive layer are displaced into the joining position.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of claim 1 or claim 10. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.
Die Erfindung geht von dem Sachverhalt aus, dass bei einer ineinander geschachtelten Blechteilanordnung mit ersten und zweiten Blechteilen die Fügeflansche beim Fügevorgang gegebenenfalls ohne freien Klebstoffspalt zueinander in Anlage gebracht werden. Dadurch besteht die Gefahr, dass die dazwischen angeordnete Klebschicht während des Fügevorgangs verdrängt bzw. abgestreift wird. Vor diesem Hintergrund ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 zur Vermeidung von Klebstoffabstreifen zwischen den einander zugewandten Kontaktflächen der beiden Fügeflansche des ersten und zweiten Blechteiles zumindest ein Abstandhalter vorgesehen, mit dem während der Fügebewegung ein vordefinierter Klebspalt aufrecht erhalten ist. Auf diese Weise ist zumindest während des Fügevorgangs der beiden Fügeflansche bis in die Fügeposition ein ausreichend breiter Klebspalt gewährleistet.The invention is based on the fact that in a nested sheet metal part assembly with first and second sheet metal parts, the Fügeflansche are brought into the joining process, optionally without free adhesive gap to each other in the plant. There is the risk that the adhesive layer arranged therebetween will be displaced or stripped off during the joining process. Against this background, according to the characterizing part of claim 1 to avoid Klebabstreifen between the facing contact surfaces of the two joining flanges of the first and second sheet metal part at least one spacer provided with the pre-defined adhesive gap is maintained during the joining movement. In this way, a sufficiently wide adhesive gap is ensured at least during the joining operation of the two joining flanges up to the joining position.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Abstandhalter an dem Randflansch des zweiten Blechteils oder an den Führungsflansch des ersten Blechteils angeformt sein und während des Fügevorgangs bzw. in der Fügeposition in Anlage mit der Kontaktfläche des gegenüberliegenden Flansches sein. Der Abstandhalter kann beispielhaft als eine Sicke um ein vorgegebenes Übermaß von der Kontaktfläche des Randflansches des zweiten Blechteiles vorragen.According to one embodiment, the spacer may be integrally formed on the edge flange of the second sheet metal part or on the guide flange of the first sheet metal part and be in contact with the contact surface of the opposite flange during the joining operation or in the joining position. By way of example, the spacer may protrude as a bead by a predetermined excess from the contact surface of the edge flange of the second sheet metal part.
Der Führungsflansch des ersten Blechteiles kann demgegenüber eine mit dem Abstandhalter korrespondierende Vertiefung aufweisen. Beispielhaft kann die Vertiefung ein Materialrücksprung im Führungsflansch des ersten Blechteiles sein. In der Fügeposition kann der Abstandhalter in die Vertiefung des Führungsflansches des ersten Blechteiles eingerastet sein.In contrast, the guide flange of the first sheet metal part can have a depression corresponding to the spacer. By way of example, the recess may be a material recess in the guide flange of the first sheet metal part. In the joining position, the spacer may be engaged in the recess of the guide flange of the first sheet metal part.
Besonders bevorzugt ist es, wenn während des Fügevorgangs der Abstandhalter oder zumindest einer der Führungs- oder Randflansche unter Aufbau einer elastischen Rückstellkraft elastisch verformt wird. Bei Erreichen der Fügeposition kann dann der Abstandhalter zumindest unter teilweisem Abbau der elastischen Rückstellkraft federnd in die Vertiefung des Führungsflansches des ersten Blechteiles eingerastet werden.It is particularly preferred if, during the joining process, the spacer or at least one of the guide or edge flanges is elastically deformed while building up an elastic restoring force. Upon reaching the joining position of the spacer can then at least under partial degradation of the elastic restoring force resiliently engaged in the recess of the guide flange of the first sheet metal part.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Abstandhalter während des Fügevorgangs den Klebspalt mit einer ersten, vergrößerten Spaltbreite bereitstellt. Demgegenüber kann der Abstandhalter in der Fügeposition, das heißt nach abgeschlossenem Fügevorgang, den Klebspalt mit einer reduzierten zweiten Spaltbreite bereitstellen. Auf diese Weise ist zumindest während des Fügevorgangs ein ausreichend großer Klebespalt gewährleistet, um ein Klebstoffabstreifen von den Kontaktflächen der Flansche zu vermeiden. It is particularly preferred if the spacer provides the adhesive gap with a first, enlarged gap width during the joining process. In contrast, the spacer in the joining position, that is, after completion of the joining process, provide the adhesive gap with a reduced second gap width. In this way, at least during the joining process, a sufficiently large adhesive gap is ensured in order to avoid an adhesive strip from the contact surfaces of the flanges.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der Abstandhalter als eine, vom Randflansch des zweiten Blechteils abgestellte elastisch nachgiebige Blechlasche sein. Die Blechlasche kann mit einer, entgegen der Fügerichtung ausgeweiteten Anschlagflanke ausgebildet sein. Auf diese Weise kann während des Fügevorgangs der Führungsflansch des ersten Blechteils zunächst in Anlage mit der Anschlagflanke der Blechlasche des Randflansches des zweiten Blechteiles kommen. Dadurch wird zunächst die Blechlasche unter Aufbau einer elastisch nachgiebigen Rückstellkraft elastisch verformt. Die Blechlasche kann dann nach abgeschlossenem Fügevorgang, das heißt bei Erreichen der Fügeposition in eine korrespondierende Rastausnehmung im Führungsflansch des ersten Karosserieblechteils federnd einrasten.According to a particularly preferred embodiment, the spacer can be as a parked from the edge flange of the second sheet metal part elastically yielding sheet metal tab. The sheet metal tab can be formed with a, opposite to the joining direction expanded stop edge. In this way, during the joining process, the guide flange of the first sheet metal part initially come into contact with the stop flank of the sheet metal tab of the edge flange of the second sheet metal part. As a result, first the sheet metal tab is elastically deformed while building up an elastically yielding restoring force. The sheet metal tab can then snap into place after completion of the joining process, that is upon reaching the joining position in a corresponding recess in the guide flange of the first body sheet metal part.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das erste Blechteil ein Stahl-Blechteil sein, während das zweite Blechteil ein Aluminium-Blechteil ist, wie es beispielhaft im Automobilbereich bei Leichtbaustrukturen häufig der Fall ist. Zur Verbindung dieser beiden Blechteile kann ein Stahl-Nietelement in das Aluminium-Blechteil eingetrieben sein, das durch Punktschweißen mit dem Stahl-Blechteil verbindbar ist.According to a further embodiment, the first sheet-metal part may be a steel sheet-metal part, while the second sheet-metal part is an aluminum sheet-metal part, as is frequently the case in the automotive sector for lightweight structures, for example. To connect these two sheet metal parts, a steel rivet element can be driven into the aluminum sheet metal part, which can be connected by spot welding to the steel sheet metal part.
Zur Bildung eines Abstandhalters kann das Stahl-Nietelement mit einem vorgegebenen Überstand von der Kontaktfläche des Aluminium-Blechteiles vorragen. Auf diese Weise kann unter Aufrechterhaltung eines Klebspaltes vorgegebener Spaltbreite zunächst in dem Fügevorgang die beiden Fügeflansche miteinander stoffschlüssig verklebt werden. Anschließend kann das im Aluminium-Blechteil eingetriebene Stahl-Nietelement mit dem Stahl-Blechteil zusätzlich verschweißt werden.To form a spacer, the steel rivet element may protrude with a predetermined projection from the contact surface of the aluminum sheet metal part. In this way, while maintaining an adhesive gap of predetermined gap width, the two joining flanges can first be adhesively bonded together in the joining process. Subsequently, the driven in the aluminum sheet metal part steel rivet can be additionally welded to the steel sheet metal part.
Alternativ zu den oben genannten Ausführungsvarianten kann der Klebstoff zur Ausbildung eines Abstandhalters Feststoff-Partikel, etwa Glaskugeln aufweisen. Diese sind so bemessen, dass sie in der Fügeposition einen vorgegebenen Klebstoffspalt bereitstellen.As an alternative to the abovementioned embodiments, the adhesive for forming a spacer may comprise solid particles, for example glass spheres. These are dimensioned so that they provide a given adhesive gap in the joining position.
In einer speziellen Ausführungsform kann das erste Blechteil eine Fahrzeug-Bodengruppe sein, die zwei in der Fahrzeuglängsrichtung langestreckte sowie voneinander beabstandete Karosserie-Längsträger aufweist, die mit Bezug auf eine Fahrzeugmittelebene spiegelbildlich ausgeführt sind. Jeder der beiden Längsträger ist als ein U-förmiges, nach oben offenes Hohlprofilteil mit hochgezogenen Seitenwänden ausgeführt. Die jeweils in der Fahrzeugquerrichtung betrachtet äußeren Seitenwände der Längsträgers sind mit den vorbeschriebenen Führungsflanschen in der Fahrzeughochrichtung nach oben verlängert. Die jeweils in der Fahrzeugquerrichtung betrachtet inneren Seitenwände der Längsträgers sind mit weiteren, horizontal ausgerichteten Anschlagflanschen versehen. Sowohl die Führungsflansche als auch die Anschlagflansche bilden eine Aufnahmekontur, in die ein Bodenblechteil als das zweite Blechteil einsetzbar ist.In a specific embodiment, the first sheet-metal part may be a vehicle floor group which has two longitudinal body members that are elongated in the vehicle longitudinal direction and spaced from each other, which are mirror-inverted with respect to a vehicle center plane. Each of the two longitudinal members is designed as a U-shaped, upwardly open hollow profile part with raised side walls. The outer side walls of the longitudinal member, which are each viewed in the vehicle transverse direction, are extended upward with the above-described guide flanges in the vehicle vertical direction. The inner side walls of the longitudinal member, which are each viewed in the vehicle transverse direction, are provided with further, horizontally aligned stop flanges. Both the guide flanges and the stop flanges form a receiving contour, in which a bottom plate part can be used as the second sheet metal part.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The advantageous embodiments and / or further developments of the invention explained above and / or reproduced in the dependent claims can be used individually or else in any desired combination with one another, for example in the case of clear dependencies or incompatible alternatives.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its advantageous embodiments and further developments and advantages thereof are explained in more detail below with reference to drawings.
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In der
Weiterhin weist das Bodenblechteil
Weiterhin sind die Führungsflansche
In der
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Aus den
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Die
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