DE102018214891A1 - Vehicle body with body shell and vehicle floor as well as a safety structure component - Google Patents
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Abstract
Eine Kfz-Karosserie (10) umfasst eine oberflächenbeschichtete Rohkarosse (12) mit einem Bodentragabschnitt (16) sowie einen gesondert von der Rohkarosse (12) ausgebildeten und mit dem Bodentragabschnitt (16) fest verbundenen Fahrzeugboden (14), wobei der Fahrzeugboden (14) ein flächiges, mehrfach gekrümmtes, faserverstärkten Kunststoff umfassendes Bodenstrukturbauteil (24) sowie wenigstens einen mit dem Bodenstrukturbauteil (24) verbundenen Bodenträger (22) mit einem vom Strukturmaterial des Bodenstrukturbauteils (24) verschiedenen Trägermaterial umfasst, wobei von dem Bodentragabschnitt (16) ein Auflagevorsprung (28) in Richtung zum Fahrzeuginnenraum hin vorsteht, auf dem der Bodenträger (22) abgestützt ist und mit dem der Bodenträger (22) fest durch Verklebung verbunden ist, wobei die Kfz-Karosserie (10) wenigstens ein gesondert sowohl von der Rohkarosse (12) als auch vom Fahrzeugboden (14) ausgebildetes, wenigstens zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Schenkel (26a, 26b; 34a, 34b, 34c; 38a, 38b, 38c) umfassendes Sicherungsstrukturbauteil (26; 34; 38) umfasst, welches zur Sicherung des Fahrzeugbodens (14) an der Rohkarosse (12) durch Verklebung mit der Rohkarosse (12) oder/und mit dem Bodenträger (22) verbunden ist, wobei der Fahrzeugboden (14) abseits des Sicherungsstrukturbauteils (26; 34; 38) zusätzlich mit der Rohkarosse (12) durch eine Klebenaht (50) verklebt ist.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an einem Bauteil aus Rohkarosse (12) und Fahrzeugboden (14) eine dem Verlauf der Klebenaht (50) folgende nutförmige Vertiefung (52) ausgebildet ist, in welcher sich Klebematerial befindet, das mit dem jeweils anderen Bauteil aus Rohkarosse (12) und Fahrzeugboden (14) verbunden ist.A motor vehicle body (10) comprises a surface-coated body shell (12) with a floor support section (16) and a vehicle floor (14) which is separate from the body shell (12) and is firmly connected to the floor support section (16), the vehicle floor (14) comprises a flat, multi-curved, fiber-reinforced plastic comprising floor structure component (24) and at least one floor support (22) connected to the floor structure component (24) with a support material different from the structural material of the floor structure component (24), a support projection (16) of the floor support section (16) 28) protrudes towards the vehicle interior, on which the floor support (22) is supported and to which the floor support (22) is firmly connected by gluing, the motor vehicle body (10) being at least one separate from the body shell (12) as well as at least two legs (26a, 26b; 34a, 34b, 34c; 38a, 38b, 38c) comprising securing structure component (26; 34; 38) which is connected to secure the vehicle floor (14) to the body shell (12) by gluing to the body shell (12) and / or to the floor support (22) The vehicle floor (14) is additionally glued to the body shell (12) by an adhesive seam (50) apart from the securing structure component (26; 34; 38). According to the invention, provision is made for a body body (12) and vehicle floor (14 ) a groove-shaped depression (52) following the course of the adhesive seam (50) is formed, in which there is adhesive material which is connected to the respective other component of body shell (12) and vehicle floor (14).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kfz-Karosserie, umfassend eine oberflächenbeschichtete Rohkarosse mit einem Bodentragabschnitt sowie umfassend einen gesondert von der Rohkarosse ausgebildeten und mit dem Bodentragabschnitt fest verbundenen Fahrzeugboden, wobei der Fahrzeugboden ein flächiges, mehrfach gekrümmtes, faserverstärkten Kunststoff umfassendes Bodenstrukturbauteil sowie wenigstens einen mit dem Bodenstrukturbauteil verbundenen Bodenträger mit einem vom Strukturmaterial des Bodenstrukturbauteils verschiedenen Trägermaterial umfasst, wobei von dem Bodentragabschnitt ein Auflagevorsprung in Richtung zum Fahrzeuginnenraum hin vorsteht, auf dem der Bodenträger abgestützt ist und mit dem der Bodenträger fest durch Verklebung verbunden ist, wobei die Kfz-Karosserie wenigstens ein gesondert sowohl von der Rohkarosse als auch vom Fahrzeugboden ausgebildetes, wenigstens zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Schenkel umfassendes Sicherungsstrukturbauteil umfasst, welches zur Sicherung des Fahrzeugbodens an der Rohkarosse durch Verklebung mit der Rohkarosse oder/und mit dem Bodenträger verbunden ist, wobei der Fahrzeugboden abseits des Sicherungsstrukturbauteils zusätzlich mit der Rohkarosse durch eine Klebenaht verklebt ist.The present invention relates to a motor vehicle body, comprising a surface-coated body shell with a floor support section and comprising a vehicle floor which is formed separately from the body shell and is firmly connected to the floor support section, the vehicle floor comprising a flat, multi-curved, fiber-reinforced plastic and at least one floor structure component comprising the Floor structure component connected floor support with a different from the structural material of the floor structure component, wherein a support projection protrudes from the floor support section towards the vehicle interior, on which the floor support is supported and with which the floor support is firmly connected by gluing, the vehicle body at least one separately includes both securing body component formed by the body shell and the vehicle floor and comprising at least two legs arranged at an angle to one another, w elches for securing the vehicle floor to the body shell is connected by gluing to the body shell and / or to the floor support, the vehicle floor being additionally glued to the body shell by an adhesive seam apart from the securing structure component.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur klebenden Verbindung einer Kfz-Rohkarosse mit einem Fahrzeugboden.The present invention also relates to a method for the adhesive connection of a motor vehicle body shell to a vehicle floor.
Die Oberflächenbeschichtung der Rohkarosse ist in der Regel durch elektrophoretische Abscheidung gebildet, wie sie durch eine kathodische oder anodische Tauchlackierung im Automobilbau bekannt ist. Diese Oberflächenbeschichtung darf nach ihrer Herstellung nicht mehr verletzt werden.The surface coating of the body-in-white is usually formed by electrophoretic deposition, as is known from cathodic or anodic dip painting in automotive engineering. This surface coating may no longer be damaged after it has been manufactured.
Ein Fahrzeugboden mit einem faserverstärkten Kunststoff umfassenden Bodenstrukturbauteil übersteht materialbedingt eine kathodische oder anodische Tauchlackierung nicht unbeschadet. Der Fahrzeugboden, welcher mit faserverstärktem Kunststoff, insbesondere thermoplastischem Kunststoff, mit geringem Gewicht und gleichzeitig hoher Steifigkeit und hoher Umweltbeständigkeit hergestellt sein kann, kann daher erst mit der übrigen Rohkarosse verbunden werden, nachdem diese tauchlackiert wurde. Dabei können nachvollziehbarerweise nur solche Verbindungsverfahren zur Verbindung des Fahrzeugbodens mit der Rohkarosse verwendet werden, welche die an der Rohkarosse bereits hergestellte Oberflächenbeschichtung nicht lokal angreifen bzw. zerstören. Dies leistet eine klebetechnische Verbindung von Fahrzeugboden und Rohkarosse.A vehicle floor with a floor structure component comprising fiber-reinforced plastic does not survive a cathodic or anodic dip coating without damage, depending on the material. The vehicle floor, which can be made with fiber-reinforced plastic, in particular thermoplastic, with low weight and at the same time high rigidity and high environmental resistance, can therefore only be connected to the remaining body shell after it has been dip-coated. It is understandable that only those connection methods can be used for connecting the vehicle floor to the body shell that do not locally attack or destroy the surface coating already produced on the body shell. This provides an adhesive connection between the vehicle floor and the body shell.
Zusätzlich ist der Fahrzeugboden über den Bodenträger körperlich an dem Auflagevorsprung des Bodentragabschnitts der Rohkarosse abgestützt. Um dem Bodenträger auch für diese Abstützung die notwendige Stabilität zu verleihen, umfasst der Bodenträger ein vom Strukturmaterial des flächigen Bodenstrukturbauteils verschiedenes Trägermaterial. Der Bodenträger ist zu diesem Zweck auch konstruktiv abweichend vom flächigen Bodenstrukturbauteil ausgestaltet, etwa als Profilmaterial.In addition, the vehicle floor is physically supported on the support projection of the floor support section of the body shell via the floor support. In order to also give the floor support the necessary stability for this support, the floor support comprises a support material that is different from the structural material of the flat floor structure component. For this purpose, the floor support is also structurally different from the flat floor structure component, for example as a profile material.
Bei der Verbindung von Fahrzeugboden und Rohkarosse durch Verkleben ist darauf zu achten, dass auf den Fahrzeugboden während eines Fahrzeugbetriebs einwirkende Belastungen längs vorgegebener Lastpfade in den Fahrzeugboden bzw. in die Fahrzeugkarosserie eingeleitet werden können. Ein solcher Lastpfad ist durch den Bodenträger vorgegeben, mit welchem das Bodenstrukturbauteil adhäsiv verbunden ist.When the vehicle floor and body shell are connected by gluing, care must be taken to ensure that loads acting on the vehicle floor during vehicle operation can be introduced into the vehicle floor or the vehicle body along predetermined load paths. Such a load path is predetermined by the floor support with which the floor structure component is adhesively connected.
Durch Verwendung eines oder mehrerer der eingangs genannten Sicherungsstrukturbauteile in der Kfz-Karosserie kann ein durch wenigstens einen Bodenträger vorgegebener Lastpfad zur Einleitung von Belastungen in den Fahrzeugboden gewährleistet und die Festigkeit der Verbindung des Fahrzeugbodens mit der Rohkarosse erhöht werden. Um die bei Anordnung des Sicherungsstrukturbauteils an der Rohkarosse oder/und am Bodenträger bereits vorhandene Oberflächenbeschichtung nicht zu verletzen, ist das Sicherungsstrukturbauteil mit dem jeweiligen Bauteil aus Rohkarosse oder/und Bodenträger verklebt.By using one or more of the securing structure components mentioned at the outset in the motor vehicle body, a load path predetermined by at least one floor support for introducing loads into the vehicle floor can be ensured and the strength of the connection of the vehicle floor to the body shell can be increased. In order not to damage the surface coating already present when the securing structure component is arranged on the body shell or / and on the floor support, the security structure component is glued to the respective component made of body shell and / or floor support.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Festigkeit der Verbindung von Rohkarosse und Fahrzeugboden weiter zu erhöhen.It is an object of the present invention to further increase the strength of the connection between the body shell and the vehicle floor.
Diese Aufgabe wird gemäß einem Vorrichtungsaspekt der vorliegenden Erfindung durch eine Kfz-Karosserie der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher an einem Bauteil aus Rohkarosse und Fahrzeugboden eine dem Verlauf der Klebenaht folgende nutförmige Vertiefung ausgebildet ist, in welcher sich Klebematerial befindet, das mit dem jeweils anderen Bauteil aus Rohkarosse und Fahrzeugboden verbunden ist.This object is achieved according to an aspect of the device of the present invention by a motor vehicle body of the type mentioned at the outset, in which a groove-shaped depression following the course of the adhesive seam is formed on a component made from the body-in-white and the vehicle floor, in which there is adhesive material which is associated with the respective other component from the body shell and vehicle floor is connected.
Bevorzugt füllt das Klebematerial, bei Betrachtung eines Schnittes in einer zur Bahn des Nutverlaufs orthogonalen Schnittebene, die Nutquerschnitt zu wenigstens 50 % der Querschnittsfläche, vorzugsweise vollständig aus.When considering a cut in a sectional plane orthogonal to the path of the groove, the adhesive material preferably fills the groove cross section to at least 50% of the cross-sectional area, preferably completely.
Durch die Nut kann die vom Klebematerial benetzte Fläche, also Klebefläche, erhöht werden, was die adhäsive Wirkung der Klebenaht erhöht.Through the groove, the surface wetted by the adhesive material, that is to say the adhesive surface, can be increased, which increases the adhesive effect of the adhesive seam.
Bevorzugt benetzt also das Klebematerial wenigstens eine Nutflanke, vorzugsweise beide Nutflanken, besonders bevorzugt auch den Nutgrund, sodass das Klebematerial mit den genannten Nutwänden: Flanke und Grund, Adhäsionskräfte übertragen kann.The adhesive material thus preferably wets at least one groove flank, preferably both groove flanks, particularly preferably also the groove bottom, so that the adhesive material with the mentioned groove walls: flank and base, can transmit adhesive forces.
Vorzugsweise ist die Klebenaht, und mit ihr die nutförmige Vertiefung umlaufend ausgebildet, um eine möglichst große Klebenahtlänge und durch die Ausbildung der nutförmigen Vertiefung eine möglichst große Klebefläche zu erhalten. Die Klebenaht kann in mehreren unterbrochenen Abschnitten umlaufen. Beispielsweise kann sie im Bereich des wenigstens einen Bodenträgers unterbrochen sein. Bevorzugt ist die umlaufende Klebenaht jedoch geschlossen umlaufende ausgebildet, um durch die Klebenaht nicht nur eine erhöhte Verbindungsfestigkeit zu erzielen, sondern auch eine vollständig umlaufende Dichtungsformation, welche einen Eintritt von Flüssigkeit zwischen Fahrzeugboden und Rohkarosse von radial außen über die Klebenaht hinweg in einen radial innerhalb der Klebenaht gelegenen Bereich verhindert. The adhesive seam, and with it the groove-shaped depression, is preferably formed all the way round in order to obtain the largest possible adhesive seam length and the largest possible adhesive area through the formation of the groove-shaped depression. The adhesive seam can run in several interrupted sections. For example, it can be interrupted in the area of the at least one floor support. However, the circumferential adhesive seam is preferably designed to be closed circumferential, in order not only to achieve increased bond strength through the adhesive seam, but also a completely circumferential seal formation, which prevents liquid from entering between the vehicle floor and body shell from the outside radially over the adhesive seam into a radially inside the Prevented adhesive area.
Grundsätzlich kann die nutförmige Vertiefung entweder im Fahrzeugboden oder in der Rohkarosse ausgebildet sein. Bevorzugt ist die nutförmige Vertiefung in der Rohkarosse ausgebildet, da diese in der Regel aus Metall oder einem anderen, verglichen mit dem Fahrzeugboden, hochfesten Werkstoff hergestellt ist, sodass aus diesem Werkstoff hergestellte Nutwände den durch die Klebenaht an sie übertragenen Adhäsionskräften widerstehen können. Außerdem ist es in Vorbereitung der Verklebung einfacher, das die spätere Klebenaht bildende Klebematerial am Fahrzeugboden anzuordnen. Bevorzugt ist das Klebematerial ein thermoplastischer Kunststoff. Da auch der Fahrzeugboden thermoplastischen Kunststoffe enthält, kann das Klebematerial als Klebe-Ausgangsformation einfach und sicher am Fahrzeugboden angeordnet sein, nämlich an dessen im fertig montierten Zustand zu Rohkarosse hinweisenden Seite. Als Klebe-Ausgangsformation steht das Klebematerial bevorzugt von der sie tragenden Seite des Fahrzeugbodens ab, sodass sie in Vorbereitung der Verklebung als Klebe-Ausgangsformation in die bevorzugt an der Rotkarosse vorgesehene nutförmige Vertiefung eingeführt werden kann.In principle, the groove-shaped depression can be formed either in the vehicle floor or in the body shell. The groove-shaped recess is preferably formed in the body-in-white, since this is usually made of metal or another high-strength material compared to the vehicle floor, so that groove walls made from this material can withstand the adhesive forces transmitted to it by the adhesive seam. In addition, in preparation for the adhesive bonding, it is easier to arrange the adhesive material that will later form the adhesive seam on the vehicle floor. The adhesive material is preferably a thermoplastic. Since the vehicle floor also contains thermoplastic materials, the adhesive material can be easily and securely arranged on the vehicle floor as the starting adhesive formation, namely on its side pointing towards the body shell in the fully assembled state. As the starting adhesive formation, the adhesive material preferably protrudes from the side of the vehicle floor that supports it, so that it can be inserted into the groove-shaped depression preferably provided on the red body in preparation for the adhesive bonding as the starting adhesive formation.
Wenngleich es bevorzugt ist, dass das Klebematerial wenigstens eine der Nutwände adhäsiv benetzt, ist dies dann nicht zwingend notwendig, wenn die lichte Weite der nutförmigen Vertiefung sich ausgehend von einem einer Nutöffnung fernliegenden Nutgrund in Richtung zur Nutöffnung hin verringert. Dann kann nach einem Aufschmelzen des Klebematerials das Klebematerial die Nutöffnung hintergreifend in der nutförmigen Vertiefung angeordnet sein und so auch ohne Übertragung von Adhäsionskräften ein erneutes Abheben des Fahrzeugbodens von der Rohkarosse aufgrund eines Formschlusses des Klebematerials bzw. der Klebenaht mit der sich zu Nutöffnung hin kontinuierlich oder/und stufenweise verjüngenden nutförmigen Vertiefung verhindert. Insofern kann die Klebenaht selbst dann den Fahrzeugboden an der Rohkarosse festhalten, wenn die Klebenaht - etwa aufgrund unerwartet eingetretener Umstände - nicht klebt.Although it is preferred that the adhesive material wet at least one of the groove walls, this is not absolutely necessary if the clear width of the groove-shaped recess decreases in the direction of the groove opening from a groove base remote from a groove opening. Then, after the adhesive material has melted, the adhesive material can be arranged behind the groove opening in the groove-shaped recess, and thus, without transfer of adhesive forces, the vehicle floor can be lifted again from the body shell due to a positive fit of the adhesive material or the adhesive seam with the groove opening continuously or / and gradually tapering groove-shaped depression prevented. In this respect, the adhesive seam can hold the vehicle floor to the body shell even if the adhesive seam does not stick, for example due to unexpected circumstances.
Zur Erhöhung der benetzbaren Oberfläche kann wenigstens eine Wand der nutförmigen Vertiefung, bevorzugt der herstellungstechnisch leicht erreichbare Nutgrund, eine von einer ebenen Gestalt abweichende Gestalt aufweisen. Beispielsweise kann der Nutgrund gerändelt oder längs des Nutverlaufs gezahnt ausgeführt sein. Durch die so erhöhte Oberfläche kann dann, wenn das Klebematerial die entsprechend strukturierte Nutwand adhäsiv benetzt, die erzielte Adhäsionswirkung erhöht werden.In order to increase the wettable surface, at least one wall of the groove-shaped depression, preferably the groove base that is easily accessible in terms of production technology, can have a shape that deviates from a flat shape. For example, the base of the groove can be knurled or toothed along the course of the groove. As a result of the surface area increased in this way, if the adhesive material adhesively wets the correspondingly structured groove wall, the adhesive effect achieved can be increased.
Um sicherzustellen, dass die in der Arbeitsvorbereitung der Verklebung zwischen Rohkarosse und Fahrzeugboden angeordnete Klebe-Ausgangsformation zu einer Klebenaht umgeformt bzw. aktiviert werden kann, kann der Fahrzeugboden von der der Rohkarosse abgewandten Seite aus längs des Verlaufs der Klebenaht für einen Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung durchlässig sein, welcher im Wellenlängenbereich von, jeweils einschließlich, Infrarot-Licht bis Ultraviolett-Licht gelegen ist. Dann ist es nämlich möglich, durch den durchlässigen Bereich des Fahrzeugbodens die Klebe-Ausgangsposition mit einem Laser schnell aufzuschmelzen und wieder abkühlen zu lassen. Durch das Aufschmelzen kann die nutförmige Vertiefung vollständig mit Klebematerial ausgefüllt werden. Gegebenenfalls muss hierzu die Klebe-Ausgangsformation in Nut-Tiefenrichtung, also gemessen von der Nutöffnung bis zum Nutgrund, eine größere Abmessung aufweisen als die Nut selbst, um auch die oben genannte sich von Nutgrund zur Nutöffnung hin verjüngende nutförmige Vertiefung vollständig mit Klebematerial ausfüllen zu können.In order to ensure that the initial adhesive formation arranged in the preparation for the bonding between the body shell and the vehicle floor can be shaped or activated to form an adhesive seam, the vehicle floor can be transparent to a wavelength range of electromagnetic radiation from the side facing away from the body shell along the course of the adhesive seam , which is in the wavelength range from, each including, infrared light to ultraviolet light. Then it is possible to quickly melt the starting position with a laser through the permeable area of the vehicle floor and let it cool down again. As a result of the melting, the groove-shaped depression can be completely filled with adhesive material. If necessary, the initial adhesive formation in the groove depth direction, i.e. measured from the groove opening to the groove base, must have a larger dimension than the groove itself, so that the above-mentioned groove-shaped depression tapering from the groove base to the groove opening can also be completely filled with adhesive material .
Gemäß einem Verfahrensaspekt der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe auch gelöst durch ein Verfahren zur klebenden Verbindung einer Kfz-Rohkarosse mit einem Fahrzeugboden, umfassend die folgenden Schritte:
- - Bereitstellen eines Fahrzeugbodens mit einer davon abstehenden Bahn aus thermoplastischem Kunststoff auf der im fertig montierten Zustand der Rohkarosse zugewandten Seite,
- - Annähern des Fahrzeugbodens an die Rohkarosse und dabei
- - Einführen wenigstens eines Abschnitts der abstehenden Kunststoffbahn in eine nutförmige Vertiefung in der Rohkarosse,
- - Aufschmelzen der Kunststoffbahn in einen fließfähigen Zustand,
- - Abkühlen und Erstarren lassen des thermoplastischen Kunststoffs der aufgeschmolzenen Kunststoffbahn.
- Provision of a vehicle floor with a web of thermoplastic material protruding therefrom on the side facing the bodyshell when fully assembled,
- - Approach the vehicle floor to the body shell and thereby
- Inserting at least a portion of the protruding plastic sheet into a groove-shaped recess in the body shell,
- - Melting the plastic sheet into a flowable state,
- - Allow the thermoplastic plastic of the melted plastic sheet to cool and solidify.
Zur Erläuterung des Verfahrens wird auf die obige Beschreibung der Kfz-Karosserie verwiesen, die bereits das Herstellungsverfahren der Kfz-Karosserie erläutert.To explain the method, reference is made to the above description of the motor vehicle body, which already explains the manufacturing process of the motor vehicle body.
Grundsätzlich kann das Aufschmelzen der Kunststoffbahn durch beliebigen Energieeintrag erfolgen, beispielsweise auch durch Heißluft oder an der Rohkarosse induktiv. Wegen des örtlich hochpräzisen schnellen Energieeintrags ist jedoch das Aufschmelzen der Kunststoffbahn durch Laser-Bestrahlung bevorzugt.In principle, the plastic sheet can be melted by any energy input, for example also by hot air or inductively on the body shell. Because of the locally high-precision, rapid energy input, however, the melting of the plastic web by laser irradiation is preferred.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren genannte Kunststoffbahn ist die oben genannte Klebe-Ausgangsformation, welche an einer Ausgangskomponente, vorzugsweise am Fahrzeugboden, existiert, bis sie durch Energieeintrag zu der Klebebahn umgeformt wird.The plastic web mentioned in connection with the method is the above-mentioned adhesive starting formation, which exists on an output component, preferably on the vehicle floor, until it is transformed into the adhesive web by the introduction of energy.
Nachfolgend werden bevorzugte Weiterbildungen der mechanischen Verbindungselemente beschrieben, die an der Verbindung zwischen Fahrzeugboden und Rohkarosse beteiligt sind:Preferred developments of the mechanical connecting elements which are involved in the connection between the vehicle floor and the body shell are described below:
Der Bodenträger, der bevorzugt ein metallisches Hohlprofil umfasst oder ist, ist bevorzugt ebenfalls oberflächenbeschichtet.The floor support, which preferably comprises or is a metallic hollow profile, is preferably also surface-coated.
Zur Befestigung eines Fahrzeugbodens an einer Rohkarosse kann vorteilhaft mehr als nur ein Sicherungsstrukturbauteil verwendet werden, um die Verbindungssicherheit oder/und Verbindungsfestigkeit zwischen Fahrzeugboden und Rohkarosse zu erhöhen. Es kann bevorzugt auch mehr als ein Sicherungsstrukturbauteil an ein und derselben Verbindungsstelle des Fahrzeugbodens mit der Rohkarosse verwendet werden, um die Verbindungsfestigkeit oder/und Verbindungssicherheit an dieser Verbindungsstelle zu erhöhen.For fastening a vehicle floor to a body-in-white, more than just one securing structure component can advantageously be used in order to increase the connection security and / or connection strength between the vehicle floor and body-in-white. It is also preferable to use more than one securing structure component at one and the same connection point of the vehicle floor with the body shell in order to increase the connection strength and / or connection security at this connection point.
Das Sicherungsstrukturbauteil kann, je nach Anwendungsfall, genau zwei Schenkel oder auch mehr als zwei Schenkel aufweisen, wobei dann jeweils zwei unmittelbar benachbarte Schenkel miteinander einen Winkel einschließen.Depending on the application, the securing structure component can have exactly two legs or more than two legs, with two immediately adjacent legs then enclosing an angle with one another.
Die beiden Schenkel, welche miteinander einen Winkel einschließen, müssen keine ebenen Schenkel sein, welche durch einen scharfen Knick voneinander abgegrenzt sind, wenngleich dies bevorzugt ist. Miteinander einen Winkel einschließende Schenkel können auch durch einen gekrümmten Verbindungsbereich zwischen den Schenkeln miteinander verbunden sein. Bevorzugt ist das Sicherungsstrukturbauteil ein einstückiges, monolithisches Bauteil. Es kann aus Kunststoff oder/und aus Metall, insbesondere einem Metallblech hergestellt sein. Ein aus Metallblech hergestelltes Sicherungsstrukturbauteil kann zu seiner Aussteifung wenigstens einen Abschnitt aus gefaltetem Metallblech aufweisen.The two legs, which enclose an angle with one another, need not be flat legs, which are delimited from one another by a sharp bend, although this is preferred. Legs enclosing an angle with one another can also be connected to one another by a curved connecting region between the legs. The securing structure component is preferably a one-piece, monolithic component. It can be made of plastic and / or metal, in particular a metal sheet. A securing structure component made of sheet metal can have at least one section made of folded sheet metal for its stiffening.
Nachfolgend werden bevorzugte Anwendungsbeispiele des oben genannten Sicherungsstrukturbauteils im Detail dargestellt:Preferred application examples of the fuse structure component mentioned above are shown in detail below:
Beispielsweise kann gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Sicherungsstrukturbauteil den Auflagevorsprung bilden. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass der Auflagevorsprung an der Rohkarosse erst zu einem späten Zeitpunkt im Herstellungsverfahren eines Kraftfahrzeugs angeordnet werden kann. Somit liegt der Ort der Anordnung des Auflagevorsprungs zunächst nicht fest und kann nach Maßgabe der Ausgestaltung des mit der Rohkarosse zu verbindenden Fahrzeugbodens an der Rohkarosse gewählt werden. Konstruktiv wird dies dadurch erreicht, dass ein Schenkel des Sicherungsstrukturbauteils als Verbindungsschenkel mit dem Bodentragabschnitt verklebt ist und dass ein weiterer Schenkel als Tragschenkel den Auflagevorsprung des Bodentragabschnitts bildet. Beispielsweise kann das Sicherungsstrukturbauteil in diesem Fall eine L-förmige Konfiguration aufweisen, bei welcher genau zwei Schenkel ausreichen.For example, according to a first embodiment of the present invention, the securing structure component can form the support projection. The advantage of this embodiment is that the support projection on the body shell can only be arranged at a late point in the manufacturing process of a motor vehicle. Thus, the location of the arrangement of the support projection is initially not fixed and can be selected in accordance with the design of the vehicle floor to be connected to the body shell on the body shell. In terms of design, this is achieved in that one leg of the securing structure component is glued to the base support section as a connecting leg and that another leg as the support leg forms the support projection of the base support section. In this case, for example, the securing structure component can have an L-shaped configuration in which exactly two legs are sufficient.
Grundsätzlich kann der Verbindungsschenkel auf der zum Fahrzeugboden hinweisenden Seite des Bodentragabschnitts der Rohkarosse mit dieser verklebt werden. Dann kann es jedoch sein das das Bodenstrukturbauteil oder/und der Bodenträger um den am Bodentragabschnitt angeklebten Verbindungsschenkel herum ausgeschnitten werden müssen. Dies kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden werden, dass der Tragschenkel eine Öffnung im Bodentragabschnitt durchsetzt. Der Bodentragabschnitt umfasst dabei bevorzugt einen Abschnitt eines Seitenschwellers oder/und einen Abschnitt einer Vertikalsäule, welche zur Verbindung des bodennahen Endbereichs der Rohkarosse mit einem Fahrzeugbach oder/und zur späteren Anlenkung von Fahrzeugtüren dient. Der Verbindungsschenkel kann dann mit der vom Fahrzeuginnenraum des mit der Kfz-Karosserie gebildeten Fahrzeugs wegweisenden Außenseite der Rohkarosse bzw. des Bodentragabschnitts verklebt sein.Basically, the connecting leg can be glued to the side of the floor support section of the body shell facing the vehicle floor. Then, however, it may be that the floor structure component and / or the floor support has to be cut out around the connecting leg glued to the floor support section. According to an advantageous development of the present invention, this can be avoided by the support leg passing through an opening in the base support section. The floor support section preferably comprises a section of a side sill and / or a section of a vertical column, which serves to connect the end region of the body shell near the floor to a vehicle stream and / or for later articulation of vehicle doors. The connecting leg can then be glued to the outside of the body-in-white or the floor support section that points away from the vehicle interior of the vehicle formed with the motor vehicle body.
Da Schweller längs der Gierachse eines Kraftfahrzeugs häufig einen gekrümmten Verlauf haben, kann auch der Verbindungsschenkel eine gekrümmte Gestalt aufwiesen, um eine möglichst großflächige Verbindung mit einem Schwellerabschnitt eingehen zu können.Since sills along the yaw axis of a motor vehicle often have a curved course, the connecting leg can also have a curved shape in order to be as close as possible to be able to enter into a large-area connection with a sill section.
Zur Erzielung möglichst hoher Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht ist es bevorzugt, dass der Bodenträger ein Hohlprofil, wie etwa ein U-Profil oder ein Profil mit geschlossenem Querschnitt umfasst. Zur Erzielung einer wirkungsvollen körperlichen Abstützung des Bodenträgers am Tragschenkel und zur Erzielung einer effektiven Verklebung zwischen Tragschenkel und Bodenträger ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der Tragschenkel in das Hohlprofil einragt und einen Abschnitt des Hohlprofils in Einragrichtung überlappt und in dem so gebildeten Überlappungsbereich mit dem Bodenträger verbunden ist. Zusätzlich zu einer Verklebung kann der Bodenträger durch ein weiteres Befestigungsmittel, wie etwa eine Schraube, einen Niet oder einen Clip am Tragschenkel gesichert sein. Hierzu kann der Tragschenkel eine Einlage aufweisen, welche am Tragschenkel gesichert ist und welche eine Befestigungsformation, wie etwa ein Gewinde oder eine Hintergriffsformation für einen Niet oder einen Clip, umfasst. Bevorzugt ist eine solche Einlage in eine entsprechende Ausnehmung am Tragschenkel eingelegt, die bereits vor der Oberflächenbeschichtung am Tragschenkel ausgebildet wurde. Bevorzugt ist diese Ausnehmung nicht rotationssymmetrisch, so dass ein auf die Einlage einwirkendes Drehmoment an der die Einlage umgebenden Ausnehmung abgestützt werden kann.In order to achieve the highest possible rigidity with a low weight at the same time, it is preferred that the floor support comprises a hollow profile, such as a U-profile or a profile with a closed cross-section. In order to achieve effective physical support of the floor support on the support leg and to achieve effective bonding between the support leg and floor support, it is provided according to a preferred development of the present invention that the support leg projects into the hollow profile and overlaps a section of the hollow profile in the direction of insertion and in the thus formed Overlap area is connected to the floor support. In addition to gluing, the floor support can be secured to the support leg by a further fastening means, such as a screw, a rivet or a clip. For this purpose, the support leg can have an insert which is secured to the support leg and which comprises a fastening formation, such as a thread or a rear grip formation for a rivet or a clip. Such an insert is preferably inserted into a corresponding recess on the support leg, which was already formed on the support leg before the surface coating. This recess is preferably not rotationally symmetrical, so that a torque acting on the insert can be supported on the recess surrounding the insert.
Zusätzlich oder alternativ zu der oben genannten Anwendung des Sicherungsstrukturbauteils zur Bildung des Auflagevorsprungs kann ein bzw. das Sicherungsstrukturbauteil derart mit der Rohkarosse verklebt sein, dass es einen Sicherungsabschnitt des Fahrzeugbodens auf der dem Auflagevorsprung abgewandten Seite des Fahrzeugbodens übergreift. Durch Übergreifen des Sicherungsabschnitts kann das Sicherungsstrukturbauteil eine körperliche Abhebesicherung des Fahrzeugbodens gegen ein Abheben vom Auflagevorsprung bilden. Der Sicherungsabschnitt des Fahrzeugbodens kann vom Bodenstrukturbauteil oder/und vom Bodenträger gebildet sein. Wegen der höheren lokalen Bauteilfestigkeit ist er bevorzugt vom Bodenträger gebildet.In addition or as an alternative to the above-mentioned application of the securing structure component for forming the support projection, one or the securing structure component can be glued to the body shell such that it engages over a securing section of the vehicle floor on the side of the vehicle floor facing away from the support projection. By overlapping the securing section, the securing structural component can form a physical lift-off protection for the vehicle floor against lifting off from the support projection. The securing section of the vehicle floor can be formed by the floor structure component and / or by the floor support. Because of the higher local component strength, it is preferably formed by the floor support.
Konstruktiv kann das Sicherungsstrukturbauteil dadurch als körperliche Abhebesicherung eingesetzt werden, dass ein Schenkel des Sicherungsstrukturbauteils als Festlegeschenkel mit dem Bodentragabschnitt verklebt ist und dass ein weiterer Schenkel als Halteschenkel den Sicherungsabschnitt des Fahrzeugbodens übergreift.In terms of construction, the securing structure component can be used as a physical lift-off protection in that one leg of the securing structure component is glued to the floor support section as a fixing leg and that another leg overlaps the securing section of the vehicle floor as a holding leg.
Bevorzugt ist der Festlegeschenkel mit einer Vertikalsäule verklebt. Die Vertikalsäulen in einer Rohkarosse haben häufig orthogonal zu ihrer Säulenlängsachse einen grob U-förmigen Querschnitt mit zwei durch eine zentrale U-Basis verbundenen U-Schenkeln, die von der U-Basis gleichgerichtet auskragen. Bevorzugt ist der Festlegeschenkel mit einem der U-Schenkel verklebt. Besonders bevorzugt ist die Vertikalsäule eine B-Säule, sodass der im Bereich der B-Säule gesicherte Bodenträger auch als Sitzträger zur Befestigung von Fahrzeugsitzen im Fahrzeuginnenraum des aus der Kfz-Karosserie gebildeten Fahrzeugs dienen kann.The fixing leg is preferably glued to a vertical column. The vertical columns in a body-in-white often have a roughly U-shaped cross-section orthogonal to their longitudinal axis with two U-legs connected by a central U-base, which project in the same direction from the U-base. The fixing leg is preferably glued to one of the U-legs. The vertical column is particularly preferably a B-pillar, so that the floor support secured in the area of the B-pillar can also serve as a seat support for fastening vehicle seats in the vehicle interior of the vehicle formed from the vehicle body.
Zur besonders festen Verbindung des Sicherungsstrukturbauteils mit dem Bodentragabschnitt, insbesondere mit einer Vertikalsäule, der Rohkarosse kann das Sicherungsstrukturbauteil vorzugsweise drei Schenkel aufweisen, von welchen jeweils zwei unmittelbar benachbarte Schenkel miteinander einen Winkel einschließen. Dann ist bevorzugt der Halteschenkel an seinen beiden entgegengesetzten Längsenden jeweils mit einem Festlegeschenkel verbunden, von welchen jeder mit dem Bodentragabschnitt, insbesondere mit einer Vertikalsäule, besonders bevorzugt mit einer B-Säule, verklebt ist. Der Halteschenkel befindet sich dann zwischen den beiden Festlegeschenkeln.For the particularly firm connection of the securing structure component to the base support section, in particular to a vertical column, the body shell, the securing structure component can preferably have three legs, each of which two immediately adjacent legs enclose an angle with one another. Then the holding leg is preferably connected at its two opposite longitudinal ends to a fixing leg, each of which is glued to the base support section, in particular to a vertical column, particularly preferably to a B-column. The holding leg is then between the two fixing legs.
Wie bereits oben dargelegt wurde, weist die Vertikalsäule bevorzugt einen offenen Querschnitt, wie etwa das zuvor genannte bevorzugte U-Profil auf. Das Sicherungsstrukturbauteil ist daher bevorzugt mit einer Vertikalsäule mit offenem Querschnitt verbunden, und zwar besonders bevorzugt derart, dass der Halteschenkel im Bereich der Anordnung des Sicherungsstrukturbauteils zusammen mit der Vertikalsäule einen geschlossen umlaufenden Querschnitt bildet. Somit kann nicht nur eine körperliche Abhebesicherung sondern auch eine lokale Versteifung der Vertikalsäule erreicht werden.As already explained above, the vertical column preferably has an open cross section, such as the preferred U-profile mentioned above. The securing structure component is therefore preferably connected to a vertical column with an open cross section, and particularly preferably in such a way that the holding leg forms a closed, circumferential cross section in the region of the arrangement of the securing structure component together with the vertical column. In this way, not only physical lifting protection but also local stiffening of the vertical column can be achieved.
Gemäß einer weiteren zusätzlichen oder alternativen Anwendungsmöglichkeit kann ein bzw. das Sicherungsstrukturbauteil derart mit dem Bodenträger verklebt sein, dass es einen Aufdopplungsabschnitt des Bodenträgers übergreift. Somit kann lokal die Wandstärke des Bodenträgers erhöht und seine Festlegung an der Rohkarosse dadurch erleichtert werden.According to a further additional or alternative possible application, one or the securing structure component can be glued to the floor support in such a way that it overlaps a doubling section of the floor support. In this way, the wall thickness of the floor support can be increased locally and its attachment to the body shell can be made easier.
Der Bodenträger kann ein Quer- oder ein Längsträger sein, also ein Träger, welcher in dem aus der Kfz-Karosserie gebildeten Fahrzeug im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (Querträger) oder in Fahrzeuglängsrichtung (Längsträger) verläuft. In der Regel wird der Fahrzeugboden mehrere Bodenträger aufweisen, von welchen einige Längsträger und einige andere Querträger sind. Jeder dieser Bodenträger kann an seinem Längsendbereich durch eines oder mehrere der oben genannten Sicherungsstrukturbauteile in der oben beschriebenen Art und Weise an der Rohkarosse gesichert sein.The floor support can be a cross member or a longitudinal member, that is to say a support which, in the vehicle formed from the motor vehicle body, runs essentially in the transverse direction of the vehicle (cross member) or in the longitudinal direction of the vehicle (longitudinal member). As a rule, the vehicle floor will have several floor beams, some of which are longitudinal beams and some other cross beams. Each of these floor supports can be secured to the body shell at its longitudinal end region by one or more of the securing structure components mentioned above in the manner described above.
Der Bodenträger ist bevorzugt aus Metall, insbesondere Metallblech, hergestellt. Das Bodenstrukturbauteil kann eine LWRT-Lage umfassen oder sein, also eine Lage aus porösem, teilkompaktiertem durch thermoplastischen Kunststoff gebundenem Fasergewirrmaterial. Bevorzugt umfasst das Bodenstrukturbauteil auch eine Metalllage, wie etwa eine Aluminiumlage, etwa im Dickenbereich von 0, 6 bis 1,5 mm. Besonders bevorzugt umfasst oder ist das Bodenstrukturbauteil eine Sandwich-Verbundstruktur mit einer zwischen zwei Metalllagen angeordneten LWRT-Lage. The shelf support is preferably made of metal, in particular sheet metal. The floor structure component can comprise or be an LWRT layer, that is to say a layer made of porous, partially compacted fiber tangle material bound by thermoplastic. The floor structure component preferably also comprises a metal layer, such as an aluminum layer, for example in the thickness range from 0.6 to 1.5 mm. The floor structure component particularly preferably comprises or is a sandwich composite structure with an LWRT layer arranged between two metal layers.
Wie oben bereits geschildert kann der Auflagevorsprung, zusätzlich oder alternativ jedoch auch das Sicherungsstrukturbauteil ein Einsatzbauteil, vorzugsweise zur Schonung der Oberflächenbeschichtung aus Kunststoff, aufweisen, welches eine Befestigungsformation zur Befestigung eines Befestigungsbauteils, wie etwa Schraube, Clip, Niet und dergleichen, aufweist. Dies gilt vor allem für das Sicherungsstrukturbauteil, das einen Aufdopplungsabschnitt des Bodenträgers übergreift. Das Einsatzbauteil, kann jedoch auch an den anderen beschriebenen Ausführungsformen eines Sicherungsstrukturbauteils realisiert sein.As already described above, the support projection, additionally or alternatively also the securing structure component, can have an insert component, preferably for protecting the plastic surface coating, which has a fastening formation for fastening a fastening component, such as a screw, clip, rivet and the like. This applies above all to the securing structure component, which overlaps a doubling section of the floor support. The insert component, however, can also be implemented in the other described embodiments of a securing structure component.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:
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1 eine grobschematische teilgeschnittene Ansicht eines Abschnitts einer erfindungsgemäßen Kfz-Karosserie, welche einen mit einem Bodentragabschnitt einer Rohkarosse verbundenen Fahrzeugboden bei Betrachtung einer zur Querrichtung (Nickachse) des aus der Kfz-Karosserie gebildeten Fahrzeugs orthogonalen SchnittebeneI-I in den2 und3 zeigt, -
2 eine grobschematische teilgeschnittene Ansicht der Kfz-Karosserie der 1 und3 bei Betrachtung einer zur Hochrichtung (Gierachse) des aus der Kfz-Karosserie gebildeten Fahrzeugs orthogonalen SchnittebeneII-II inden 1 und3 , -
3 eine grobschematische teilgeschnittene Ansicht der Kfz-Karosserie der 1 und2 bei Betrachtung einer zur Längsrichtung (Rollachse) des aus der Kfz-Karosserie gebildeten Fahrzeugs orthogonalen SchnittebeneIII- III 1 und2 , -
4 eine grobschematische Draufsicht auf die Kfz-Karosserie mit Rohkarosse und Fahrzeugboden unter Angabe einer umlaufenden Klebenaht zur Verklebung von Rohkarosse und Fahrzeugboden und -
5 eine grobschematische Schnittansicht durch die Klebenaht von4 .
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1 a rough schematic partially sectioned view of a portion of a motor vehicle body according to the invention, which has a vehicle floor connected to a floor support section of a body shell when viewing a transverse plane (pitch axis) of the vehicle body formed from the motor vehicle bodyII in the2 and3 shows, -
2 a rough schematic partially sectioned view of thevehicle body 1 and3 when considering a cutting plane orthogonal to the vertical direction (yaw axis) of the vehicle formed from the motor vehicle bodyII-II in the1 and3 . -
3 a rough schematic partially sectioned view of thevehicle body 1 and2 when considering a cutting plane orthogonal to the longitudinal direction (roll axis) of the vehicle formed from the motor vehicle bodyIII- III 1 and2 . -
4 a rough schematic plan view of the vehicle body with body shell and vehicle floor, specifying a circumferential adhesive seam for gluing body shell and vehicle floor and -
5 a rough schematic sectional view through the adhesive seam of4 ,
In den
Ein kartesisches Koordinatensystem, umfassend eine Rollachse Ro, eine Nickachse Ni und eine Gierachse Gi des aus der Kfz-Karosserie
Von der Rohkarosse
Wie in
Das Vierkant-Hohlprofil ist jedoch nur beispielhaft gewählt. Der Bodenträger
Ein erstes Sicherungsstrukturbauteil
Der andere Schenkel
Der Tragschenkel
Zur weiteren Erhöhung der Verbindungsfestigkeit und -sicherheit der Verbindung des Bodenträgers
Anders als das erste Sicherungsstrukturbauteil
Das zweite Sicherungsstrukturbauteil
Dort, wo der Halteschenkel
An der in den
Das dritte Sicherungsstrukturbauteil
Um beispielsweise eine Schraube in den Tragschenkel
Das Einsatzbauteil
In
In
In
Die Klebenaht
Im Gegensatz zur Detaildarstellung der
Die nutförmige Vertiefung
Ursprünglich war das Klebematerial der Klebenaht
Das Bodenstrukturbauteil
Ein Abschnitt
Durch abfahren des Verlaufs der Klebe-Ausgangsformation
Nachdem das Material der Klebenaht
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