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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verstärkung eines Fahrzeugstrukturteils.
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Aus dem Stand der Technik ist es hinlänglich bekannt, dass Fahrzeugstrukturteile mit Hohlbereichen gezielt in bestimmten Bereichen verstärkt werden. Dazu wird ein Strukturschaumelement in den Hohlbereich eingelassen und anschließend quillt ein Schaumteil des Strukturschaumelements auf und verdichtet den ursprünglich hohlen Bereich innerhalb des Fahrzeugstrukturteils.
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Allerdings tritt regelmäßig bei diesem Verdichten der Schaum aus Aussparungen des Fahrzeugstrukturteils aus und verunreinigt dadurch in nachteilhafter Weise eine sichtbare Außenseite des Fahrzeugstrukturteils. Dadurch sind in der Regel nachträgliche Maßnahmen erforderlich, wodurch Zusatzkosten verursacht werden oder ein optischer Gesamteindruck des verstärkten Fahrzeugstrukturteils negativ beeinträchtigt wird, wenn der Bereich des Fahrzeugstrukturteils nicht aufwendig von außen mit einer Zierleiste verkleidet werden soll.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Verstärkung eines Fahrzeugstrukturteils bereitzustellen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zur Verstärkung eines Fahrzeugstrukturteils mittels eines Strukturschaumelements, insbesondere in einem Teilbereich des Fahrzeugstrukturteils, der für einen Dachlastträger vorgesehen ist, wobei das Fahrzeugstrukturteil als ein einen Hohlbereich aufweisender Grundkörper bereitgestellt wird, wobei das Strukturschaumelement in den Hohlbereich eingelassen und mit einer vom Struktur-schaumelement trennbaren Fixiervorrichtung innerhalb des Fahrzeugstrukturteils fixiert wird, wobei mit der Fixiervorrichtung eine Aussparung im Fahrzeugstrukturteil gefüllt wird.
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Gegenüber dem Stand der Technik lässt sich mittels der Fixiervorrichtung in vorteilhafter Weise eine Doppelfunktion erfüllen. Auf der einen Seite stellt die Fixiervorrichtung sicher, dass das Strukturschaumelement innerhalb des Fahrzeugstrukturteils nicht verrutscht, wodurch eine gezielte bereichsweise Verstärkung mittels des Strukturschaumelements möglich ist. Auf der anderen Seite füllt die Fixiervorrichtung die Aussparung und verhindert auf diese Weise einen Austritt des Schaums beim Verdichten, insbesondere wenn ein Schaumteil beim Aufquellen sein Volumen vergrößert bzw. sich verdichtet.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass es sich bei dem Fahrzeugstrukturteil um einen Fahrzeugrahmen handelt. Weiterhin ist es insbesondere vorgesehen, dass die lösbare bzw. trennbare Verbindung zwischen Strukturschaumelement und Fixiervorrichtung derart ausgestaltet ist, dass die Fixiervorrichtung für mehrere Strukturschaumelemente, vorzugsweise an verschiedenen Fahrzeugstrukturteilen, genutzt werden kann. Dadurch lässt sich die Fixiervorrichtung in vorteilhafter Weise wiederverwerten, beispielsweise bei der Verstärkung anderer Fahrzeugstrukturteile.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein Schaumteil des Strukturschaumelements aufgeschäumt wird. Insbesondere versteht der Fachmann unter einem Aufschäumen ein Aufquellen des Schaumteils, mit dem eine Volumenvergrößerung verbunden ist bzw. die zu einer Verdichtung innerhalb des Fahrzeugstrukturteils führt. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise ein ursprünglich hohler Bereich im Fahrzeugstrukturteil füllen, so dass dieser belastbarer wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zum Fixieren die Fixiervorrichtung durch die Aussparung durchgreifend angeordnet wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zeitlich nach dem Aufschäumen des Schaumteils die Fixiervorrichtung vom Strukturschaumelement getrennt wird und aus der Aussparung genommen wird. Vorzugsweise lässt sich die Fixiervorrichtung dann mehrfach nutzen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Aussparung zeitlich nach der Herausnahme der Fixiervorrichtung aus der Aussparung mit einem Sichtstopfen gefüllt wird. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise ein möglichst formharmonischer Gesamteindruck erwecken, in dem der Sichtstopfen die andernfalls freiliegende Aussparung verdeckt.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System umfassend ein Strukturschaumelement zur Anordnung innerhalb eines Hohlraums in einem Fahrzeugstrukturteil und eine Fixiervorrichtung zum Fixieren des Strukturschaumelements an dem Fahrzeugstrukturteil, insbesondere zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die Fixiervorrichtung vom Strukturschaumelement trennbar ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das System das Fahrzeugstrukturteil aufweist, wobei das Fahrzeugstrukturteil eine Aussparung aufweist, durch die die Fixiervorrichtung in einem Fixierzustand durchgreift und die Aussparung füllt, insbesondere vollständig füllt.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugstrukturteil hergestellt mit einem erfindungsgemäßen Verfahren.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
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Die 1 zeigt ein System zum Durchführen eines Verfahrens zur Verstärkung eines Fahrzeugstrukturteils mittels eines Strukturschaumelements gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die 2 zeigt das System aus 1 in einem Hohlbereich des Fahrzeugstrukturteils.
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Die 3a, 3b und 3c zeigen verschiedene Fahrzeugstrukturteile. In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
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In 1 ist ein System zum Durchführen eines Verfahrens zur Verstärkung eines Fahrzeugstrukturteils 1, beispielsweise eines Fahrzeugrahmens, mittels eines Strukturschaumelements 3 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Insbesondere ist es vorgesehen, mit diesem Verfahren einen Teilbereich des Fahrzeugstrukturteils 1 zu verstärken, in dem ein Dachlastträger, beispielsweise ein Gepäckträger, vorgesehen ist. Dabei wird die Verstärkung vorzugsweise dadurch bewirkt, dass ein Struktur-schaumelement 3 innerhalb eines Hohlbereichs des Fahrzeugstrukturteils 1 angeordnet wird und anschließend ein Schaumteil des Strukturschaumelements 3 derart aufgeschäumt wird, dass das Schaumteil den Hohlbereich zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig im Bereich des Strukturschaumelements 3 füllt. Statt des andernfalls schaumfreien Fahrzeugstrukturteils 1 lässt sich so ein Fahrzeugstrukturteil 1 bereitstellen, das zumindest teilweise massiv ist und dadurch gegenüber einem vollständig hohlen Fahrzeugstrukturteil 1 belastbarer ausgestaltet ist. Zur Herstellung dieser Schaumfüllung des Fahrzeugstrukturteils 1 ist es vorgesehen, dass das Strukturschaumelement 3 innerhalb des Hohlbereichs angeordnet wird, wie es in 2 dargestellt ist.
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Vorzugsweise ist das Strukturschaumelement 3 derart ausgestaltet, dass es sich zumindest zu einer Seite hin passgenau in den Hohlbereich des Fahrzeugstrukturteils 1 anordnen lässt, beispielsweise indem die Außenkontur des Strukturschaumelements 3 an einen Verlauf einer Innenseite des Fahrzeugstrukturteils 1 zumindest teilweise angepasst ist. Aus den 1 und 2 ist zudem ersichtlich, dass es in der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, dass der Bereich, in den der Dachlastträger eingreifen soll, d. h. ein Eingriffsbereich 4, sowohl in dem Fahrzeugstrukturteil 1 als auch in dem Strukturschaumelement 3 für den Dachlastträger freigelassen ist. Beispielsweise ist das Strukturschaumelement 3 maulförmig geöffnet bzw. weist einen u-förmigen Querschnitt auf. Weiterhin ist es vorstellbar, dass das Strukturschaumelement 3 eine Aufnahme ausweist, die dazu vorgesehen ist, dass eine Fixiervorrichtung 2 eingreift. Vorstellbar ist dabei, dass die Fixiervorrichtung 2 durch ein Rast- oder Klemmelement in dem Strukturschaumelement 3 lösbar gehalten wird. Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Fixiervorrichtung 2 in einem Fixierzustand durch eine Aussparung im Fahrzeugstrukturteil passgenau durchgreift und auf diese Weise das Strukturschaumelement 3 an dem Fahrzeugstrukturteil 1 fixiert. Durch die Fixierung wird ein Verrutschen im Fahrzeugstrukturteil 1 in vorteilhafter Weise unterbunden. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Fixiervorrichtung 2 die fahrzeugstrukturteilseitige Aussparung vollständig füllt. Dadurch kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass beim Aufschäumen des Schaumteils dieses zum Teil aus der Aussparung heraustritt bzw. die Aussparung füllt. Infolgedessen kann dadurch auf eine aufwendige Verkleidung, die ungewollt herausgetretene Masse versteckt, oder auf ein Entfernen dieser andernfalls heraustretenden Masse, die den optischen Gesamteindruck negativ beinträchtigen würde, verzichtet werden. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Fixiervorrichtung 2 ein Griffelement aufweist. Ein solches Griffelement erlaubt eine leichte Handhabe, beispielsweise wenn die Fixiervorrichtung 2 nach dem Aufschäumen wieder von dem Strukturschaumelement 3 getrennt bzw. gelöst wird und aus der Aussparung herausgezogen wird. Vorzugsweise umfasst das Griffelement einen rechteckigen Abschnitt, der einen großflächigen Bereich zur Verfügung stellt, der eine bequeme manuelle Kraftübertragung erlaubt. Es ist aber auch vorstellbar, dass das Griffelement kompatibel zu einem Greifelement eines Roboters oder eines Werkzeugs ausgestaltet ist, mit dem sich die Fixiervorrichtung aus der Aussparung herausziehen lässt. Vorzugsweise lässt sich die Fixiervorrichtung 2 mehrfach verwenden.
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In den 3a bis 3c sind verschiedene Fahrzeugstrukturteile dargestellt. Die Darstellung in der 3a zeigt einen Fahrzeugträger. Zur Wasserabdichtung wurde hier eine Blindniet 6 in eine Aussparung eingesetzt und dort belassen. Anschließend wird die Blindniet 6 durch eine zusätzliche Zierleiste verdeckt. Andernfalls würde die Blindniet 6 sichtbar bleiben, was den optischen Gesamteindruck beeinträchtigen kann und teuer ist. In der 3b wird die Fixiervorrichtung 2 in Gestalt eines Pins in Strukturschaumelement 3 eingesetzt, wodurch das Strukturschaumelement 3 fixiert wird. Durch das Aufquellen bzw. Aufschäumen eines Schaumteils des Strukturschaumelements 3 wird ein Bereich innerhalb des Fahrzeugstrukturteils 1 abgedichtet, wobei die Fixiervorrichtung 2 verhindert, dass der Schaum nach außen quillt und eine Außenhaut des Fahrzeugstrukturteils 1 verunreinigt. Anschließend lässt sich die Fixiervorrichtung 2 wieder entfernen. Im Anschluss an das Verdichten mit dem Strukturschaumelement wird die Fixiervorrichtung wieder entfernt, so dass die Aussparung im Fahrzeugstrukturteil freiliegt, wie es in 3c illustriert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugstrukturteil
- 2
- Fixiervorrichtung
- 3
- Strukturschaumelement
- 4
- Eingriffsbereich
- 6
- Blindniet
- 7
- Aussparung
