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Die Erfindung betrifft eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Karosserie.
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Aus der
DE 20 2004 015 329 U1 ist eine gattungsgemäße Karosserie bekannt, bei der ein als tragendes Strukturbauteil ausgebildetes Karosseriebauteil eine Mehrzahl von Ausbauchungen aufweist. Auf das Karosseriebauteil ist eine Oberschale mit ebenfalls einer Mehrzahl von Ausbauchungen aufgesetzt, so dass zwischen dem Karosseriebauteil und der Oberschale eine Mehrzahl von Hohlräumen entsteht, die der Aufnahme von Kraftstoff dienen. Dabei überlappen sich die Konturen benachbarter Ausbauchungen derart, dass die Hohlräume miteinander in Verbindung stehen und somit ein zusammenhängendes Kraftstoffreservoir gebildet wird.
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Bei der bekannten Karosserie wird das gesamte Karosseriebauteil zur Bildung eines Kraftstoffreservoirs herangezogen. Dieses Konzept bedingt einen vergleichsweise großen Bauraum an dem Karosseriebauteil, der bei modernen Kraftfahrzeugen in der Regel nicht zur Verfügung steht.
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Aufgabe der Erfindung ist, einen Behälter für die Aufnahme eines Fluids bereitzustellen, der einen vorhandenen Freiraum in der Umgebung eines Karosseriebauteils zur Bildung eines Behälters in vorteilhafter Weise ausnutzt.
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Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Behälters aufgezeigt werden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Karosserie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder des Anspruchs 2 und/oder des Anspruchs 3 gelöst. Anspruch 9 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Karosserie.
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Kerngedanke der Erfindung nach Anspruch 1 ist, auf das Karosseriebauteil an einer spezifischen Position mit einem Freiraum oberhalb oder unterhalb des Karosseriebauteils eine hutförmige zweite Schale aufzusetzen. Somit wird an einer individuellen Stelle der Karosserie des Kraftfahrzeugs, an der ein ausreichender Freiraum für die hutförmige zweite Schale vorhanden ist, ein Behälter gebildet, der in Material sparender Weise unterseitig von dem sowieso vorhandenen Karosseriebauteil und oberseitig von einer auf das Karosseriebauteil abgestimmten zweiten Schale gebildet wird. Durch die Verklebung wird mit geringem Aufwand eine fluiddichte Verbindung des Karosseriebauteils mit der zweiten Schale erzeugt.
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Die Erfindung nach Anspruch 1 kommt in besonders vorteilhafter Weise für solche Abschnitte des Karosseriebauteils in Frage, die nach einer Seite keinen Freiraum aufweisen, der zur Bildung eines Behälters genutzt werden kann. Solche Abschnitte des Karosseriebauteils sind beispielsweise ebenflächig oder im Wesentlichen ebenflächig oder eindimensional gekrümmt. Das Karosseriebauteil kann jedoch an der Position, an der die zweite Schale aufgesetzt ist, einen beliebigen Flächenverlauf haben. Dementsprechend ist die abdichtende hutförmige zweite Schale auf diesen Flächenverlauf abzustimmen.
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Kerngedanke der Erfindung nach Anspruch 2 ist, auf das Karosseriebauteil an einer spezifischen Position, an der das Karosseriebauteil bereits eine Ausbauchung aufweist, eine auf die Geometrie des Karosseriebauteils abgestimmte hutförmige zweite Schale aufzusetzen, die eine der Ausbauchung des Karosseriebauteils entgegengesetzt gewölbte Ausbauchung aufweist, mit einem umlaufenden Flansch entlang des Randes der Ausbauchung der zweiten Schale. Somit wird an einer individuellen Stelle der Karosserie des Kraftfahrzeugs, an der bereits eine Ausbauchung vorhanden ist und an der zusätzlich ein ausreichender Freiraum auch für die hutförmige zweite Schale gegeben ist, ein Behälter gebildet, der in Material sparender Weise unterseitig von dem sowieso vorhandenen Karosseriebauteil und oberseitig von einer auf das Karosseriebauteil abgestimmten zweiten Schale gebildet wird. Durch die Verklebung wird mit geringem Aufwand eine fluiddichte Verbindung des Karosseriebauteils mit der zweiten Schale erzeugt.
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Bei der Erfindung nach Anspruch 2 kann durch die „doppelte“ Ausbauchung ein Behälter mit einem größeren Volumen des eingeschlossenen Hohlraums gebildet werden als dies bei der Erfindung nach Anspruch 1 möglich ist. Voraussetzung ist jedoch das Vorhandensein eines ausreichenden Freiraums zu beiden Seiten des Karosseriebauteils.
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Kerngedanke der Erfindung nach Anspruch 3 ist, auf das Karosseriebauteil an einer spezifischen Position, an der das Karosseriebauteil bereits eine Ausbauchung aufweist, eine auf die Geometrie des Karosseriebauteils abgestimmte zweite Schale aufzusetzen, die die Ausbauchung des Karosseriebauteils umlaufend außenseitig überragt und somit einen Flansch bildet, der zur Verklebung mit dem Karosseriebauteil geeignet ist. Somit wird an einer individuellen Stelle der Karosserie des Kraftfahrzeugs, an der eine Ausbauchung vorhanden ist, durch das Verschließen der Ausbauchung mit der zweiten Schale in Material sparender Weise ein Behälter gebildet. Durch die Verklebung wird mit geringem Aufwand eine fluiddichte Verbindung des Karosseriebauteils mit der zweiten Schale erzeugt.
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Bei der Erfindung nach Anspruch 3 kann an einer Stelle, an der das Karosseriebauteil eine Ausbauchung aufweist, an der jedoch kein ausreichender Freiraum für eine „nach außen gewölbte“ zweite Schale vorhanden ist, durch eine zweite Schale, die im Wesentlichen der Fläche folgt, die die Öffnung der Ausbauchung des Karosseriebauteils überspannt, dennoch ein Behälter gebildet werden. Die zweite Schale ist beispielsweise ebenflächig oder im Wesentlichen ebenflächig oder eindimensional gekrümmt.
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Somit werden gemäß der Erfindung drei unterschiedliche Konstellationen zur Bildung eines Behälters vorgeschlagen, die in Abhängigkeit von den Platzverhältnissen an der Karosserie angewendet werden können.
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Bei dem die erste Schale bildenden Karosseriebauteil handelt es sich beispielsweise um einen Bestandteil einer selbsttragenden Struktur einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel um ein Bodenblech, eine Stirnwand, einen Gepäckraumboden, ein Außenhautbauteil, eine Klappe, eine Tür etc.
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Das Karosseriebauteil ist bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff gefertigt, insbesondere aus einem Stahlblech. Selbstverständlich kann das Karosseriebauteil alternativ aus einem Leichtmetall, einem Kunststoffmaterial, gegebenenfalls mit Faserverstärkung etc. bestehen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist an den aufeinander zuweisenden Verbindungsbereichen von Karosseriebauteil und zweiter Schale jeweils mindestens ein Element einer Positionierungseinrichtung vorgesehen. Insbesondere dient die Positionierungseinrichtung dazu, während der Verklebung der beiden Schalen während der Aushärtezeit des Klebers die Einhaltung der Sollposition der beiden Bauteile sicherzustellen.
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Bevorzugt weisen die Elemente der Positionierungseinrichtung korrespondierende Formen auf, so dass sich beim Zusammenführen von Karosseriebauteil und zweiter Schale selbsttägig die Sollposition der beiden Bauteile zueinander einstellt. Beispielsweise sind die Elemente in Gestalt einer Erhebung und einer hierzu korrespondierenden Vertiefung ausgebildet. Für die Funktion der Positioniereinrichtung ist dabei unerheblich, ob die Erhebung am Karosseriebauteil oder an der zweiten Schale vorgesehen ist.
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Bevorzugt sind wenigstens zwei Positionierungseinrichtungen vorgesehen, damit eine eindeutige Lagezuordnung der zweiten Schale zum Karosseriebauteil möglich ist. Die wenigstens zwei Positionierungseinrichtungen sind bevorzugt asymmetrisch entlang des Umfangs der wenigstens einen Ausbauchung angeordnet, damit das Aufsetzen der zweiten Schale auf das Karosseriebauteil nur in einer einzigen festgelegten Lagezuordnung möglich ist. Dies ist im Fall der Erfindung gemäß Anspruch 2 beispielsweise bei einer achsensymmetrischen Kontur der Ausbauchungen, jedoch asymmetrischer Form der beiden Ausbauchungen erforderlich, um eine eindeutige Lagezuordnung zu gewährleisten.
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Eine besonders einfache Lageausrichtung wird erreicht, wenn Erhebung und Vertiefung jeweils nach Art eines Kugelabschnitts ausgeführt sind, beispielsweise halbkugelähnlich. Durch die gerundeten Formen von Erhebung und Vertiefung gleitet die zweite Schale auch bei einem leicht versetzten Aufsetzen auf das Karosseriebauteil an der Rundung entlang und „findet somit selbst den Weg“.
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Die Elemente der Positionierungseinrichtung sind beispielsweise einstückig mit dem Karosseriebauteil und/oder der zweiten Schale ausgeführt, zum Beispiel bei metallischen Werkstoffen durch Verprägung beim Tiefziehen oder bei Kunststoffen bei der Formgebung des Kunststoffbauteils selbst.
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Alternativ kann die Erhebung durch Anbringen eines zusätzlichen Bauteils erzeugt werden, beispielsweise durch Anschweißen eines Halbkugelabschnitts auf dem Karosseriebauteil. Ebenso kann das zweite Element der Positioniereinrichtung beispielsweise als Aussparung ausgeführt sein und durch einen Stanzvorgang hergestellt sein.
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Die Elemente der Positioniereinrichtung können auch ähnlich einer „Druckknopf“-Verbindung ausgebildet sein und einerseits eine Kugel (oder ein kugelähnliches Element) und andererseits eine aufweitbare Kugelpfanne aufweisen. Die Kugel (bzw. das kugelähnliche Element) kann beispielsweise durch Punktverschweißung mit dem Karosseriebauteil oder der zweiten Schale verbunden sein.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die zweite Schale aus einem vom Karosseriebauteil unterschiedlichen Material. Während das Karosseriebauteil, dem beispielsweise als Strukturbauteil eine tragende Aufgabe zukommt, aus einem metallischen Werkstoff besteht, kann die zweite Schale zum Beispiel von einem Kunststoffmaterial gebildet sein, mit Vorteilen hinsichtlich der Herstellbarkeit, der Herstellkosten und/oder des Gewichts. Durch die Verklebung können unterschiedlichste Materialien sicher und fluiddicht miteinander verbunden werden.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Schale mit wenigstens einem Zusatzbauteil versehen. Dies ist in vorteilhafter Weise möglich, da die zweite Schale als Anbauteil ausgebildet ist und wesentlich freier gestaltet werden kann als das Karosseriebauteil. Außerdem kann das wenigstens eine Zusatzbauteil vor der Verbindung der zweiten Schale mit dem Karosseriebauteil an die zweite Schale gefügt werden. Hierdurch kann ein Vormontagemodul gebildet werden, wodurch ein unter Umständen kompliziertes Montieren des Zusatzbauteils am Kraftfahrzeug entfallen kann. Bei dem Zusatzbauteil handelt es sich beispielsweise um eine Einfüllöffnung für das Fluid (zum Beispiel einen Einfüllstutzen), eine Entnahmeöffnung für das Fluid, eine Füllstandsmessvorrichtung zur Erfassung des Pegels des Fluids im Behälter etc.
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An der Außenseite des Karosseriebauteils und/oder der zweiten Schale kann in einfacher Weise wenigstens eine Einrichtung zur Ableitung von Wärme vorgesehen sein, um ein im Behälter befindliches Fluid zu kühlen. Die Einrichtung zur Ableitung von Wärme kann beispielsweise nach Art von Kühlrippen ausgeführt sein. Bevorzugt ist die Einrichtung zur Ableitung von Wärme an der zweiten Schale vorgesehen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 9 ist vorgesehen, die erste Schale des Behälters als Teil der Rohkarosserie oder zusammen mit der Rohkarosserie des Kraftfahrzeugs herzustellen. Die Rohkarosserie wird dann gesamthaft lackiert, bevorzugt im KTL-Verfahren (kathodische Tauchlackierung). Auf das lackierte Karosseriebauteil wird nachfolgend entlang des Randbereiches der Ausbauchung Klebstoff aufgetragen (gegebenenfalls nach dem Auftrag einer Grundierung, auch Primer genannt, als Haftvermittler). Anschließend wird die zweite Schale auf das Karosseriebauteil aufgesetzt. Nach dem Aushärten des Klebstoffs ist der Behälter fertig gefügt.
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Alternativ und gleichwirkend kann der Klebstoff auf den Flansch der zweiten Schale aufgetragen und die zweite Schale anschließend auf das Karosseriebauteil aufgesetzt werden.
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Von besonderem Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass der Behälter erst nach dem Lackieren der Rohkarosserie hergestellt wird. Damit wird der Behälter nicht mit den hohen Temperaturen beaufschlagt, die im Trocknungsprozess des KTL-Verfahrens auftreten.
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Die Verbindungsfläche zwischen dem Karosseriebauteil und der zweiten Schale kann ebenflächig oder einfach oder mehrfach im Raum gekrümmt sein.
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Die beiden Schalen können beliebige Lagen im Raum einnehmen. Beispielsweise kann das Karosseriebauteil als „Unterschale“ und die zweite Schale als „Oberschale“ ausgeführt sein. Die Begriffe „oben/unten“, „oberseitig/unterseitig“ etc. sind somit nicht einschränkend. Die beiden Schalen können in Bezug auf die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs auch die Lagen „rechts/links“, „vorne/hinten“ oder jede beliebige Zwischenlage einnehmen.
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Der Begriff „Fluid“ umfasst grundsätzlich jede Art eines flüssigen oder gasförmigen Mediums. Beispielsweise kann es sich bei dem Fluid um einen Kraftstoff, Harnstoff (für katalytische Abgasreinigung), eine Kühlflüssigkeit (sowohl im Hoch- als auch im Niedertemperaturbereich), ein Kältemittel, ein Schmiermittel, Bremsflüssigkeit, Waschwasser, Druckluft (einschließlich Unterdruck) etc. handeln.
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Darüber hinaus kann es sich bei dem „Fluid“ auch um einen festen Stoff handeln, wie beispielsweise einen Aktivkohlefilter. Bei einem „Fluid“ in Form eines festen Stoffes ist bevorzugt eine Serviceöffnung vorzusehen, durch die ein Zugang zum Inneren des Hohlraums ermöglicht wird. Damit kann beispielsweise der oben genannte Aktivkohlefilter ausgetauscht werden. Die Serviceöffnung wird zum Beispiel von einer Öffnung im Karosseriebauteil oder in der zweiten Schale gebildet, die durch einen Deckel oder eine Klappe dichtend verschließbar ist. Die Serviceöffnung befindet sich bevorzugt an der zweiten Schale, also an dem auf das Karosseriebauteil aufgesetzten Bauteil. Die Serviceöffnung kann an der zweiten Schale in einfacher Weise als vormontierte Einrichtung ausgebildet sein.
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Bei dem Behälter kann es sich sowohl um einen Vorratsbehälter als auch um einen Ausgleichsbehälter handeln.
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Die Erfindung kommt bevorzugt bei einem Kraftfahrzeug zum Einsatz, kann jedoch in gleicher Weise auch bei einem Fahrzeug ohne Antriebsaggregat realisiert sein.
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Mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt, jeweils in der Draufsicht und in perspektivischer Darstellung:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Karosseriebauteils,
- 2 das Karosseriebauteil gemäß 1, mit aufgetragener Klebstoffraupe,
- 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Karosseriebauteils, mit aufgetragener Klebstoffraupe, und
- 4 das Karosseriebauteil gemäß 3 mit aufgesetzter zweiter Schale.
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1 zeigt einen Ausschnitt eines Karosseriebauteils 2, der eine Ausbauchung 4 aufweist. Das Karosseriebauteil 2 hat beispielsweise eine gekrümmte Form.
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In 2 ist das Karosseriebauteil 2 entlang des Umfangs der Ausbauchung 4 mit einer Klebstoffraupe K versehen.
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3 zeigt ein Karosseriebauteil 2, das entlang des Umfangs der Ausbauchung 4 erste Elemente 6 einer Positionierungseinrichtung aufweist. Die Elemente 6 sind als halbkugelähnliche Erhebungen ausgeführt. Eines der drei Elemente 6 ist dabei am linken Randbereich der Ausbauchung 4 angeordnet. Die beiden anderen Elemente 6 der Positionierungseinrichtung sind im Bereich des rechten Randes der Ausbauchung 4 angeordnet, oberhalb und unterhalb, auf „gleicher Höhe“.
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4 zeigt einen in seiner Gesamtheit mit B bezeichneten Behälter, der von dem Karosseriebauteil 2 (erste Schale) und einer auf das Karosseriebauteil 2 aufgesetzten zweiten Schale 10 gebildet wird. Die zweite Schale 10 ist als hutförmiges Bauteil ausgebildet, mit einer Ausbauchung 12 und einem sich an die Ausbauchung 12 anschließenden Flansch 14. Der Flansch 14 weist an drei Stellen Verbreiterungen 16 auf, die mit zweiten Elementen 18 der Positionierungseinrichtung versehen sind. Die Elemente 18 sind als halbkugelähnliche Vertiefungen ausgeführt und korrespondieren in Geometrie und Größe mit den ersten Elementen 6 des Karosseriebauteils 2.
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Der zwischen den beiden Ausbauchungen 4 und 12 entstehende Hohlraum bildet den Behälter B zur Aufnahme eines Fluids. Das Fluid kann durch eine an der zweiten Schale 10 vorgesehene Einfüllöffnung in Form eines Einfüllstutzens 20 eingebracht werden. Das Fluid kann dem Behälter B durch eine nicht dargestellte Entnahmeöffnung entnommen werden. Die Entnahmeöffnung kann entweder am Karosseriebauteil 2 oder an der zweiten Schale 10 vorgesehen sein.
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Die Herstellung des Behälters B erfolgt in folgenden Schritten: Auf das Karosseriebauteil 2 wird entlang des Umfangs der Ausbauchung 4 eine Klebstoffraupe K aufgetragen. Anschließend wird die zweite Schale 10 in einer vorgegebenen Lagezuordnung auf das Karosseriebauteil 2 aufgesetzt. Die Lagezuordnung kann, wie aus den 3 und 4 hervorgeht, durch eine Positionierungseinrichtung sichergestellt werden. Karosseriebauteil 2 und zweite Schale 10 werden so lange zueinander fixiert, bis der Klebstoff so weit ausgehärtet ist, dass die Verbindung für den weiteren Durchlauf im Fertigungsverfahren belastbar ist. Die endgültige Festigkeit der Klebeverbindung, die während des Betriebs des Kraftfahrzeugs erforderlich ist, wird in der Regel erst zu einem späteren Zeitpunkt erreicht.
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Durch das Fügen von Karosseriebauteil 2 und zweiter Schale 10 entsteht zwischen den beiden Ausbauchungen 4 und 12 ein Hohlraum, der als Behälter B genutzt werden kann.
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Das Karosseriebauteil 2 ist üblicherweise ein Bestandteil der tragenden Struktur des Kraftfahrzeugs, die als Rohkarosserie gesamthaft lackiert wird, bevorzugt durch kathodische Tauchlackierung. Nach diesem Lackiervorgang, bei dessen Trocknungsprozess hohe Temperaturen auftreten, wird die Klebstoffraupe K auf das Karosseriebauteil 2 aufgetragen und nachfolgend die zweite Schale 10 aufgesetzt.
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Damit ist weder die zweite Schale 10 noch der Klebstoff den hohen Temperaturen bei einer kathodischen Tauchlackierung ausgesetzt. Somit besteht eine große Freiheit in der Auswahl des Materials der zweiten Schale 10, da diese den hohen Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit für eine so genannte „Online-Tauchlackierung“ nicht genügen muss. Beispielsweise kann die zweite Schale 10 aus einem Kunststoff bestehen.
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Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen: Bei einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs ist auf ein Karosseriebauteil 2 eine hutförmige zweite Schale 10 aufgesetzt. Die zweite Schale 10 weist eine Ausbauchung 12 auf. Karosseriebauteil 2 und zweite Schale 10 sind durch Verklebung entlang eines die Ausbauchung 12 der zweiten Schale 10 umgebenden Flansches 14 fluiddicht miteinander verbunden. Der auf diese Weise entstehende Hohlraum bildet einen Behälter B zur Aufnahme eines Fluids.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Karosseriebauteil
- 4
- Ausbauchung
- 6
- erstes Element der Positionierungseinrichtung
- 10
- zweite Schale
- 12
- Ausbauchung
- 14
- Flansch
- 16
- Verbreiterung
- 18
- zweites Element der Positionierungseinrichtung
- 20
- Einfüllstutzen
- B
- Behälter
- K
- Klebstoff
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202004015329 U1 [0002]
