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Die Erfindung betrifft ein Halteband zur Befestigung eines Montageteils an einem Fahrzeug, eine Befestigung eines Montageteils an einem Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines Haltebandes. Bei dem Montageteil kann es sich vorzugsweise um einen Behälter handeln.
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In Kraftfahrzeugen sind Behälter vorgesehen, die an der Karosserie bzw. am Fahrwerk zu befestigen sind. Hierbei kann es sich z.B. um Kraftstofftanks, Waschwasserbehältnisse, Drucklufttanks o.ä. handeln. Für die Befestigung von Kraftstofftanks ist es bekannt metallische Haltebänder zu verwenden. Diese werden über den Behälter geführt und mit ihren Endabschnitten an dem Fahrzeug befestigt, z.B. verschraubt, wodurch der Behälter am Fahrzeug fixiert wird.
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Die höchsten Belastungen der Bänder treten an den Befestigungspunkten und den folgenden 10 - 15 % des Bandes hin zur Bandmitte auf, daher sind diese Bereiche für die Festigkeitsauslegung bestimmend. Daraus folgt, dass über 70 - 80 % der Bandlänge überdimensioniert ist, sofern der Querschnitt dem Querschnitt der Bandenden entspricht. Dies wirkt sich gewichts- und kostenseitig nachteilig aus.
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Zur Erzielung einer Gewichtsersparnis ist es z.B. aus der Druckschrift
WO 9818645 A1 bekannt, ein derartiges Halteband nur im Bereich der Endabschnitte durch Umbiegen des Haltebandes aufzudoppeln. Um eine Korrosion im gedoppelten Bereich zu vermeiden, schlägt die Druckschrift vor, das Halteband vor dem Umbiegen mit einer Korrosionsschutzschicht zu versehen. Durch den nachfolgenden Umformschritt besteht jedoch die Gefahr, dass die Korrosionsschutzschicht - insbesondere im Bereich der größten Verformung - beschädigt wird oder abplatzt, wodurch der erzielte Korrosionsschutz nur unzureichend ist.
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Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung nicht korrodierender Werkstoffe, welche keine Beschichtung benötigen. Hier käme z.B. Edelstahl in Frage, was jedoch deutlich teurer ist als Stahl und zusätzliche Maßnahmen zur galvanischen Trennung von der Stahlkarosse des Fahrzeugs erfordert.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung eine Befestigungslösung anzugeben, die bei verbesserter Korrosionsbeständigkeit kostengünstig herstellbar ist.
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Gelöst wird die Aufgabe durch ein Halteband nach Patentanspruch 1, eine Befestigung nach Anspruch 6 und ein Verfahren zur Herstellung eines Haltebandes nach Anspruch 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Es wird ein Halteband zur Befestigung eines Montageteils wie z.B. eines Behälters an einem Fahrzeug angegeben. Das Halteband weist einen ersten und einen zweiten Befestigungsabschnitt zur Befestigung an einem Fahrzeug auf sowie einen zwischen den Befestigungsabschnitten angeordneten mittleren Abschnitt. Der mittlere Abschnitt wird im montierten Zustand über das zu befestigende Montageteil bzw. Behälter geführt. Die beiden endseitig vorgesehenen Befestigungsabschnitte dienen zur Befestigung des Haltebandes am Fahrzeug. Hierzu sind die Befestigungsabschnitte entsprechend ausgebildet. Beispielsweise können sie mit Durchgangslöchern versehen sein zur Verschraubung des Haltebandes am Fahrzeug oder es können Befestigungsmittel, wie z.B. Gewinde, Rastelemente oder ähnliches im Befestigungsabschnitt ausgebildet sein. Das Bandende kann auch einen Haken ausbilden. Damit kann das Bandende eingehängt werden, z.B. über einen Bolzen, in einen Karosserieausschnitt etc.
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Erfindungsgemäß weist das Halteband im Bereich wenigstens eines Befestigungsabschnitts mindestens zwei Metalllagen auf, wobei ein zwischen den Metalllagen gebildeter Zwischenraum mit einem haftenden Füllmaterial gefüllt ist.
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Werden zwei Metalllagen aneinander angeordnet, so verbleibt üblicherweise ein schmaler Spalt zwischen diesen. In den Spalt kann Feuchtigkeit eindringen, welche aufgrund der Kapillarwirkung nicht oder nur unzureichend entfernt werden kann. Erfindungsgemäß wird nun eine derartige Spaltbildung verhindert, indem der Zwischenraum zwischen den Metalllagen mit einem Füllmaterial gefüllt wird, das an den Oberflächen der Metalllagen haftet. Mit anderen Worten gesagt, wird eine durchgehende Schicht von Füllmaterial erzeugt, welche die einander zugewandten Oberflächen der Metalllagen miteinander verbindet. Hierdurch wird verhindert, dass Feuchtigkeit zwischen die Metalllagen gelangen kann. Eine Korrosion im Zwischenbereich der Metalllagen kann so dauerhaft unterbunden werden.
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Das Füllmaterial kann vorzugsweise eine Dichtmasse und/oder ein Klebstoff sein. Wichtig ist, dass das Füllmaterial an der Oberfläche der Metalllagen haftet und so eine Unterwanderung mit Feuchtigkeit verhindert. Hier eignen sich insbesondere Karosseriedichtmittel und -klebstoffe, wie z.B. polyurethanbasierte oder epoxidbasierte Klebstoffe, silikonbasierte Dichtmittel oder ein Füllstoff auf PVC-Basis. Insbesondere durch die Verwendung eines elastisch aushärtenden Klebstoffs als Füllmaterial kann eine höhere Dauerfestigkeit des Haltebandes erzielt werden.
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Das Halteband weist vorzugsweise einen langgestreckten Hauptkörper auf, dessen Länge um ein vielfaches größer ist als seine Breite und Höhe. Der Hauptkörper ist vorzugsweise aus einem Metall ausgebildet. Der Hauptkörper kann z.B. aus einem Blechband gebildet sein. Der Hauptkörper kann in seinem Querschnitt eine Profilierung aufweisen, wodurch eine Versteifung erzielt wird. Der Hauptkörper kann z.B. einen gebogenen, der Kontur des zu befestigenden Behälters nachempfundenen Verlauf aufweisen.
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Es kann nur ein Befestigungsabschnitt zwei- oder mehrlagig ausgebildet sein oder beide Befestigungsabschnitte. Zur Erzeugung des Befestigungsabschnitts oder der Befestigungsabschnitte mit mindestens zwei Metalllagen kann der Hauptkörper endseitig umgebogen werden. Hierbei wird z.B. ein längsseitiger Endabschnitt des Hauptkörpers im Wesentlichen um 180 Grad zurückgebogen, wodurch die Enden quasi gedoppelt werden. Eine derartige Herstellung ist einfach, da nur ein Bauteil gehandhabt werden muss. Durch mehrmaliges Umbiegen kann z.B. auch eine dreilagige Anordnung erzielt werden, wobei die Zwischenräume jeweils mit dem Füllmaterial zu füllen wären.
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Alternativ kann die mindestens zweilagige Ausgestaltung des Befestigungsabschnitts auch dadurch erreicht werden, dass der Hauptkörper im Bereich des Befestigungsabschnitts durch mindestens einen separaten Bandabschnitt verstärkt wird. Der separate Bandabschnitt wird auf den Hauptkörper aufgesetzt, wobei er durch das dazwischen angeordnete Füllmaterial an diesem haftet. Hierbei bietet die Verwendung eines separaten Bandabschnitts den Vorteil, dass auch unterschiedliche Materialstärken verwendet werden können, z.B. kann der separate Bandabschnitt eine größere Dicke aufweisen als der Hauptkörper oder es kann ein anderes Metall verwendet werden als das Metall des Hauptkörpers. Zudem sind durch das Wegfallen des Biegeradius bessere und vor allem gleichmäßigere Spaltmaße realisierbar, was die Spaltfüllbarkeit vereinfacht.
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Die mindestens zwei Metalllagen im Befestigungsabschnitt können - ergänzend zu der Fixierung durch das Füllmaterial - auch noch zusätzlich aneinander fixiert werden, z.B. durch zusätzliche Verschraubung, Vernietung o.ä.
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Durch die Verwendung eines Füllmaterials in den mindestens zweilagigen Befestigungsabschnitten wird es möglich, das Halteband aus einem preiswerten Material, wie z.B. aus einem korrosionsanfälligen Stahl auszubilden. Als nichtrostender („rostfreier“) Stahl wird üblicherweise ein Stahl mit einem Anteil von mehr als 10,5 % Chrom bezeichnet, der im austenitischen oder ferritischen Mischkristall gelöst sein muss. Dementsprechend sollen Stähle, welche diesen Chrom-Anteil nicht erreichen, im Rahmen dieser Anmeldung als korrosionsanfällige Stähle angesehen werden. Der korrosionsanfällige Stahl kann ohne eine Antikorrosionsbeschichtung zum Halteband endgeformt werden. Alternativ kann der korrosionsanfällige Stahl bereits mit einer Basis-Antikorrosionsschicht, z.B. Zink, versehen sein, wenn er zum Halteband verarbeite wird.
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Es wird dank der Erfindung nun möglich, derartige, sehr preiswerte Stähle einzusetzen und dennoch ein leichtes Halteband herzustellen, das eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist, die den Anforderungen im Premiumsegment des Fahrzeugbaus genügt.
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Das Halteband ist im Bereich wenigstens eines Befestigungsabschnitts durch die mindestens zweilagige Ausgestaltung verstärkt. Der Befestigungsabschnitt umfasst dabei zumindest den Bereich, in dem das Halteband an dem Fahrzeug befestigt wird. Das Halteband kann jedoch auch in einem größeren Bereich durch die mindestens zweilagige Ausgestaltung verstärkt sein, z.B. kann sich die mindestens zweite Metallage über die äußeren 10 Prozent oder die äußeren 15 Prozent des Haltebandes von jedem Ende aus erstrecken. Der verbleibende Mittelabschnitt kann dann z.B. 80 oder 70 Prozent der Haltebandlänge betragen. Der Mittelabschnitt ist vorzugsweise einlagig ausgebildet.
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Das Halteband kann eingesetzt werden um verschiedenste Behälter in oder an einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, zu befestigen. Bei dem Behälter kann es sich vorzugsweise um einen Kraftstoffbehälter, wie z.B. Benzin-, Diesel-, Gas- oder Wasserstofftank, handeln; der Behälter kann jedoch ebenso ein Waschwasserbehälter oder Behälter zur Abgasnachbehandlung, z.B. ein Harnstoffbehälter, sein. Denkbar wäre es auch, das Halteband zur Befestigung anderer Montageteile an einem Fahrzeug zu verwenden, wie z.B. eines Hochvoltspeichers.
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Bei einer derartigen Befestigung wird das Halteband über den zu befestigenden Behälter oder das Montageteil geführt und mit seinen Befestigungsabschnitten an dem Fahrzeug befestigt, wodurch der Behälter/das Montageteil am Fahrzeug gehalten bzw. fixiert wird. Zusätzlich kann das Halteband die Funktion eines Spannbandes übernehmen und den Behälter oder das Montageteil in Richtung auf das Fahrzeug verspannen.
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Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Haltebands angegeben. Zunächst wird der langgestreckte Hauptkörper bereitgestellt. In wenigstens einem Endbereich des Hauptkörpers werden mindestens zwei Metalllagen zusammengeführt. Dies kann - wie voranstehend beschrieben - durch Umbiegen des freien Endes des Hauptkörpers erfolgen oder durch Anordnen mindestens eines separaten Bandabschnitts an dem Endbereich des Hauptkörpers. Der Zwischenraum zwischen den Metalllagen wird mit einem haftenden Füllmaterial gefüllt. Hierzu wird das Füllmaterial vor dem Ausbilden der zweilagigen Anordnung auf dem Hauptkörper und/oder dem separaten Bandabschnitt aufgetragen. Durch das Umbiegen des Hauptkörpers bzw. das Anordnen des separaten Bandabschnitts am Hauptkörper wird das Füllmaterial zwischen den beiden Metalllagen verpresst. Weitere Fertigungsschritte, wie z.B. die Formgebung des Hauptkörpers zur Anpassung an die Behälterform oder ein Ausbilden von Durchgangsöffnungen in den Befestigungsabschnitten können erfolgen bevor oder nachdem die zweilagigen Befestigungsabschnitte ausgebildet worden sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Halteband ist es vorteilhaft, dass es aus korrosionsanfälligem und damit preiswertem Stahl hergestellt werden kann. Um eine Korrosion derartiger Stähle zu vermeiden, werden sie üblicherweise mit einer Antikorrosionsbeschichtung, wie z.B. einer KTL-Beschichtung (Kathodentauchlack) oder einer Pulverbeschichtung versehen. Die typische Prozessfolge von Beschichtungsvorgängen ist 1.) Waschen des Bauteils, 2.) Beschichten des Bauteils und 3.) Trocknen / Einbrennen der Beschichtung am Bauteil.
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Das haftende Füllmaterial verhindert, dass ein Spalt zwischen den Metalllagen besteht, in dem sich Waschflüssigkeit ansammeln kann. Diese Flüssigkeitsansammlung würde aufgrund des Kapillareffekts auch in den nachfolgenden Beschichtungsschritten nicht vollständig entfernt werden und würde somit eine Beschichtung in diesem Bereich behindern und eine zukünftige Korrosionsquelle darstellen. Der gefährdete Bereich zwischen den Metalllagen ist erfindungsgemäß durch das Füllmaterial bereits besetzt und damit vor Korrosion geschützt. Die Antikorrosionsschicht kann bis an das Füllmaterial heran ausgebildet werden, so dass das fertige Halteband vollständig gegen Korrosion geschützt ist. Die Antikorrosionsschicht wird vorzugsweise am endgeformten Halteband ausgebildet, was den weiteren Vorteil hat, dass keine Gefahr mehr besteht, die Beschichtung durch Umformvorgänge zu beschädigen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff „kann“ verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigt:
- 1 eine Befestigung eines Kraftstoffbehälters an einem Kraftfahrzeug mit einem beispielhaften Halteband und
- 2 eine Detailansicht eines Befestigungsabschnitts eines weiteren beispielhaften Haltebandes.
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1 zeigt eine Befestigung 1 eines Montageteils, 2, wie z.B. eines Kraftstoffbehälters, an einem Fahrzeug 3, wie z.B. einem Kraftfahrzeug. Hierzu wird ein Halteband 10 verwendet. Das Halteband 10 überspannt mit einem mittleren Abschnitt 11 den Behälter 2 und ist mit seinen endseitigen Befestigungsabschnitten 12, 13 z.B. an der Karosserie befestigt. Beispielhaft dargestellt sind Verschraubungen, es sind jedoch auch andere Befestigungslösungen denkbar.
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Die Befestigungsabschnitte 12, 13 weisen zwei Metalllagen auf, zwischen denen ein Füllmaterial 20 angeordnet ist. Das Füllmaterial 20 füllt den Zwischenraum zwischen den Metalllagen vollständig auf und haftet an den einander zugewandten Oberflächen der Metalllagen. Das Füllmaterial 20 hat vorzugsweise eine Dichtwirkung. Hierdurch wird verhindert, dass Feuchtigkeit zwischen die Metalllagen gelangen kann. Ist das Füllmaterial 20 zudem als Klebstoff ausgebildet, so wird zudem die Dauerfestigkeit des Haltebandes 10 erhöht.
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Gemäß der Ausgestaltung in 1 weist das Halteband 10 einen langgestreckten, metallischen Hauptkörper 14 auf, der an seinen längsseitigen Enden um 180 Grad umgebogen ist, um die zweilagige Ausgestaltung der Befestigungsabschnitte 12, 13 zu erzielen. Das Füllmaterial 20 kann vor oder während des Umbiegens aufgetragen werden.
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2 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Haltebandes 10A. Das Halteband 10A unterscheidet sich von dem Halteband 10 lediglich durch die Ausgestaltung der Befestigungsabschnitte. Dargestellt ist nur der linke Befestigungsabschnitt 12A. Der zweite Befestigungsabschnitt kann in gleicher Weise gestaltet sein oder auch als einlagiger Befestigungsabschnitt. Gemäß der alternativen Ausgestaltung kann ein zweilagiger Befestigungsabschnitt 12A auch dadurch erzeugt werden, dass ein metallischer Hauptkörper 14A verwendet wird, an dem - wie in 2 gezeigt - im Bereich der Befestigungsabschnitte jeweils ein separater metallischer Bandabschnitt 15 angeordnet wird. Auch bei dieser Ausgestaltung wird der Zwischenraum zwischen Hauptkörper 14A und separatem Bandabschnitt 15 mit dem Füllmaterial 20 aufgefüllt. Das Füllmaterial kann hierzu entweder auf dem Hauptkörper 14A, auf dem separaten Bandabschnitt 15 oder auf beiden aufgetragen werden. Ist in dem Befestigungsabschnitt 12A - wie dargestellt - ein Durchgangsloch 16 vorgesehen, so kann das Füllmaterial 20 in diesem Bereich ausgespart oder ebenfalls angeordnet sein. Der separate Bandabschnitt 15 kann insbesondere eine andere Dicke als der Hauptkörper 14A aufweisen.
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In den Befestigungsabschnitten 12, 13, 12A können auch mehr als zwei Metalllagen vorgesehen sein, zwischen denen dann jeweils ein Füllmaterial 20 angeordnet ist.
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Die gezeigten Spannbänder 10, 10A können vorzugsweise aus einem korrosionsanfälligen Metall ausgebildet sein und mit einer nicht dargestellten Antikorrosionsschicht versehen sein. Die Antikorrosionsschicht wird vorteilhafter Weise erst am bereits endgeformten Halteband 10, 10A ausgebildet, insbesondere nachdem die zwei- oder mehrlagigen Befestigungsabschnitte 12, 13 12A ausgebildet sind.
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Der Querschnitt des Hauptkörpers 1, 10A und des separaten Bandabschnitts 15 sind nicht auf eine bestimmte Form beschränkt und können neben einem rechteckigen Querschnitt z.B. auch eine profilierte Form aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befestigung
- 2
- Behälter
- 3
- Fahrzeug
- 10, 10A
- Halteband
- 11
- mittlerer Abschnitt
- 12, 12A, 13
- Befestigungsabschnitt
- 14, 14A
- Hauptkörper
- 15
- separater Bandabschnitt
- 16
- Durchgangsloch
- 20
- Füllmaterial
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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