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Die Erfindung betrifft einen Bauteilverbund für eine Karosserie eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Bauteilverbunds gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
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Ein derartiger Bauteilverbund ist beispielsweise bereits aus der
DE 10 2020 205 576 A1 bekannt, bei welcher eine Karosserie für einen Personenkraftwagen aus einer Vielzahl von Bauteilen, vorliegend in Form von Blechumformteilen, zusammengesetzt ist. Gerade im Bereich der Bodenstruktur der Karosserie sind dabei jeweils beispielsweise zwei Blechbauteile vorgesehen, welche einen jeweiligen, sich an einen Flächenbereich des Blechbauteils anschließenden Flansch aufweisen, welche im Bereich einer Flanschverbindung miteinander verbunden sind.
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An derartigen Überlappungsstellen beziehungsweise Flanschverbindungen jeweiliger Karosserieteile tritt dabei immer eine Unstetigkeit auf, das heißt, es kommt üblicherweise zu einem Höhensprung zwischen den Blechen. Gerade wenn beispielsweise derartige Bleche als Anlagefläche beziehungsweise als Dichtungsflansch genutzt werden sollen, beispielsweise um die Fahrgastzelle der Karosserie eines elektrisch angetriebenen Kraftwagens gegen ein Batteriegehäuse eines Energiespeichers für den elektrischen Antrieb des Personenkraftwagens abzudichten, sind derartige Höhensprünge am Dichtungsspalt zwischen dem Dichtungsflansch auf Seiten der Karosserie und dem korrespondierenden Flansch auf Seiten des Batteriegehäuses ungünstig. Dieser Höhensprung kann beispielsweise zu einem lokalen Ablösen oder Nichtanliegen einer Dichtung zwischen dem rohbauseitigen Dichtungsflansch und dem batteriegehäuseseitigen Dichtungsflansch führen, wobei dann unerwünschte Kapillareffekte entstehen können, über welche beispielsweise Wasser oder dergleichen Feuchtigkeit durch die Dichtungsanordnung hindurchgelangen kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Bauteilverbund sowie ein Verfahren der genannten Art zu schaffen, mittels welchen eine verbesserte Verbindung jeweiliger Bauteile, insbesondere Karosseriebauteile, geschaffen werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Bauteilverbund mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Bauteilverbunds mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der erfindungsgemäße Bauteilverbund für eine Karosserie eines Kraftwagens umfasst wenigstens zwei Bauteile, insbesondere Karosseriebauteile, welche einen jeweiligen, sich an einen Flächenbereich des zugehörigen Bauteils anschließenden Flansch aufweisen, welche im Bereich einer Flanschverbindung miteinander überlappend verbunden sind.
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Um dabei einen Bauteilverbund zu schaffen, bei welchem auf einfache Weise beispielsweise eine ebene Dicht- und Anlagefläche ohne Höhensprung geschaffen werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch die Flanschverbindung eine gegenüber den an die Flansche angrenzenden Flächenbereichen der jeweiligen Bauteile abgesenkte Mulde ausgebildet ist, welche mit einem Füllstoff, insbesondere einem Kunststoff, bis auf Höhe der an die Flansche angrenzenden Bereiche der Bauteile ausgefüllt ist, wobei die beiden Flächenbereiche sowie der Füllstoff eine zumindest im Wesentlichen ebene Dichtseite bilden.
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Demzufolge wird erfindungsgemäß die Flanschverbindung so ausgebildet, dass durch diese eine Mulde geschaffen ist, welche durch einen Füllstoff derart ausgefüllt wird, dass der Füllstoff mit den jeweiligen, an die Flansche angrenzenden Flächenbereichen eine vorzugsweise zumindest im Wesentlichen ebene Fläche beziehungsweise Dichtseite ausbildet, sodass auf der entsprechenden Seite der Bauteile eine vorzugsweise zumindest im Wesentlichen durchgängige Fläche des Bauteilverbunds gebildet ist, welche beispielsweise als Dichtflansch zur Befestigung eines Batteriegehäuses eines Energiespeichers zum Versorgen eines elektrischen Antriebs des Kraftwagens mit elektrischer Energie genutzt werden kann.
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Demzufolge wird erfindungsgemäß wenigstens ein Rohbauflansch, insbesondere jedoch beide Rohbauflansche, der beiden Bauteile im Bereich der Überlappungsstelle beziehungsweise der Flanschverbindung entsprechend abgesenkt gegenüber der außerhalb des Flanschbereichs liegenden Dichtebene gestaltet, welche durch die an die Flansche angrenzenden Flächenbereiche der Bauteile gebildet werden. Die hierdurch entstehende Mulde wird entsprechend im Herstellungsprozess des Bauteilverbunds beziehungsweise der Karosserie oder im nachfolgenden Lackierprozess mit dem entsprechenden Füllstoff, beispielsweise einem pastös aufgetragenen Material wie einem Klebstoff oder einem PVC-Kunststoff, verfüllt und anschließend durch ein manuelles oder automatisiertes Verstreichen geglättet. Durch das Trocknen beziehungsweise Aushärten des Füllstoffs verbleibt somit eine geglättete Oberfläche, die Dichtfläche, welche beispielsweise als Flansch zur ebenen Dichtungsanlage ohne Höhensprung der Bauteile genutzt werden kann.
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Die wenigstens zwei Bauteile sind beispielsweise und insbesondere als Blechbauteile ausgebildet, welche beispielsweise durch Fügen, insbesondere Schweißen, und weiter im Besonderen durch Punktschweißen miteinander verbunden sind. Es sich jedoch auch jegliche andere Verbindungstechnologien zwischen den beiden Bauteilen denkbar. Zudem kann wenigstens eines der beiden Bauteile auch als Strangpressprofil, Gussbauteile oder dergleichen ausgebildet sein. Auch andere Werkstoffe der Bauteile sind denkbar.
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Weiterhin hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die beiden Flansche der jeweiligen Bauteile gegenüber dem jeweils angrenzenden Flächenbereich der jeweiligen Bauteile abgesenkt ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstig abgesenkte Überlappungsstelle der beiden Bauteile, welche auf einfache Weise durch den Füllstoff ausgefüllt werden kann.
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Alternativ hierzu reicht es jedoch auch, wenn lediglich einer der beiden Flansche des entsprechenden Bauteils gegenüber dem angrenzenden Flächenbereich abgesenkt ausgebildet ist, wobei der andere der beiden Flansche auf einer Höhe mit dem angrenzenden Flächenbereich verläuft beziehungsweise mit diesem eine Ebene bildet. Auch hierdurch kann eine besonders günstige Mulde geschaffen werden, die mit Füllstoff verfüllt und somit eine ebene Dichtseite geschaffen werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn durch die Bauteile die durch den Füllstoff ausgefüllte Mulde ein ebener Dichtflansch ausgebildet ist. Dieser lässt sich besonders einfach beispielsweise gegen den entsprechenden Flansch eines Batteriegehäuses eines Energiespeichers zum elektrischen Antrieb des Kraftwagens abdichten.
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Zudem hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Flanschverbindung quer zu dem Dichtflansch, welcher durch die beiden Bauteile sowie die durch den Füllstoff ausgefüllte Mulde gebildet werden, verläuft. Somit kann einerseits eine entsprechende gestalterische Freiheit bei der Ausgestaltung und Verbindung jeweiliger Bauteile der Karosserie des Kraftwagens geschaffen werden und andererseits eine besonders günstige Anlagefläche - den Dichtflansch -, gegen welchen beispielsweise in vorbeschriebener Weise ein Flansch eines Batteriegehäuses abgedichtet werden kann.
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Die im Zusammenhang mit dem Bauteilverbund beschriebenen Vorteile gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine ausschnittsweise Unteransicht auf eine Karosserie eines Kraftwagens im Bereich einer Bodenstruktur, wobei eine Vielzahl von Bauteilen zur Karosserie zusammengesetzt sind und im Bereich zwischen jeweiligen seitlichen Längsträgern und vorderen und hinteren Querträgern eine fensterartige Öffnung mit einem karosserieseitig umlaufenden Dichtflansch gebildet ist, an welchem ein Batteriegehäuse eines Energiespeichers zum elektrischen Antrieb des Kraftwagens mittels eines entsprechend umlaufenden korrespondierenden Flansches befestigbar ist, sowie drei Detailansichten der Bodenstruktur im Bereich des umlaufenden Dichtflansches, in welchem jeweils zwei Bauteile miteinander verbunden sind, welche einen jeweiligen, sich an einen Flächenbereich des entsprechenden Bauteils anschließenden Flansch aufweisen, welche im Bereich einer Flanschverbindung miteinander verbunden sind, durch welche eine abgesenkte Mulde ausgebildet ist, welche mit einem Füllstoff bis auf Höhe der an die Flansche angrenzenden Flächenbereiche der Bauteile ausgefüllt ist, um hierdurch den ebenen Dichtflansch zur Befestigung des Batteriegehäuses auszubilden,
- 2a eine ausschnittsweise und vergrößerte Schnittansicht auf einen Bauteilverbund der jeweiligen Bauteile, welche mittels einer entsprechenden Flanschverbindung unter Ausbildung einer abgesenkten Mulde miteinander verbunden sind, welcher in einem ersten Verfahrensschritt ein Füllstoff aufgetragen ist,
- 2b eine ausschnittsweise Schnittansicht auf den Bauteilverbund gemäß 2a, wobei vorliegend der Füllstoff innerhalb der Mulde entsprechend verstrichen worden ist, sodass der Füllstoff mit den an die Flansche der Flanschverbindung angrenzenden Flächenbereiche der jeweiligen Blechbauteile eine zumindest im Wesentlichen ebene Dichtfläche eines Dichtflansches ausbildet, welcher unter Zwischenanordnung einer Dichtung mit dem Dichtflansch auf Seiten des Batteriegehäuses verbunden ist, und
- 3 eine Schnittansicht auf einen Bauteilverbund gemäß einer zu 2a alternativen Ausgestaltungsform mit dem bereits aufgebrachten, aber noch nicht verstrichenen Füllstoff.
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1 zeigt in einer ausschnittsweisen Draufsicht eine Bodenstruktur 1 für eine Karosserie eines Personenkraftwagens, von welcher im Wesentlichen jeweilige seitliche Längsträger 2 erkennbar sind, welche sich zwischen vorderen Radhäusern 3 und hinteren Radhäusern 4 erstrecken. Des Weiteren umfasst die Bodenstruktur 1 einen vorderen Querträger 5 sowie einen ersten hinteren Querträger 6 sowie einen zweiten hinteren Querträger 7, an welchem die Bodenstruktur in einen Hinterwagen 8 übergeht. Die seitlichen Längsträger 2, der vordere Querträger 5 und der hintere Querträger 7 bilden dabei eine Öffnung, um welche außenumfangsseitig ein schematisch angedeuteter Dichtflansch 9 ausgebildet ist, an welchem auf im Weiteren noch näher beschriebene Weise ein Batteriegehäuse eines Energiespeichers zum elektrischen Antrieb des Kraftwagens mittels eines korrespondierenden Flansches, welcher um das Batteriegehäuse umläuft, unterseitig der Bodenstruktur 1 befestigt werden kann.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet das Batteriegehäuse, insbesondere dessen Oberteil, zudem den Fahrzeugboden der Bodenstruktur 1 beziehungsweise der oberhalb der Bodenstruktur 1 angeordneten Fahrgastzelle. Unter anderem aus diesem Grund ist es zwingend erforderlich, dass der umlaufende Dichtflansch 9 der Bodenstruktur und der im Weiteren noch näher erläuterte Dichtflansch des Batteriegehäuses unter Vermittlung einer Dichtung eine dichte Anordnung bilden, um ein Eindringen von Wasser oder dergleichen Feuchtigkeit von außen her in den Innenraum des Kraftwagens zu vermeiden.
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Rechts in 1 sind drei ausschnittsweise Detailansichten der linken Unteransicht in andersartiger Blickrichtung dargestellt. Erkennbar ist hierbei ein jeweiliger Bauteilverbund zweier Bauteile 10, 11, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Blechbauteile ausgebildet sind und einen jeweiligen, sich an einen Flächenbereich 12, 13 anschließenden Flansch 14, 15 aufweisen, welche im Bereich einer Flanschverbindung 16 miteinander verbunden sind.
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Dieser jeweilige Bauteilverbund ist in einer ausschnittsweisen und gegenüber 1 vergrößerten Schnittansicht in 2a dargestellt. Hierbei ist erkennbar, dass die beiden Flansche 14, 15 beziehungsweise die Flanschverbindung 16 abgesenkt ist gegenüber den außerhalb der Flanschverbindung 16 liegenden Flächenbereichen 12, 13 der jeweiligen Blechbauteile 10, 11, welche an ihrer Oberseite beziehungsweise Dichtseite 17 zumindest im Wesentlichen eine Ebene ausbilden. Mit anderen Worten ist an der Überlappungsstelle, welche den Flanschbereich 16 bildet, eine gegenüber der Dichtseite 17 der Flächenbereiche 12, 13 abgesenkte Mulde 18 - wie in 2a dargestellt - mit einem Füllstoff 19 verfüllt, bei welchem es sich insbesondere um einen Kunststoff, beispielsweise einen Klebstoff oder einen PVC-Dichtstoff, handelt. Dieser Füllstoff 19 ist dabei insbesondere ein pastös auftragbares Material, welches gemäß 2a zunächst beispielsweise in einer entsprechenden Raupe im Bereich der Mulde 18 aufgetragen wird.
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Vor diesem Auftragen des Füllstoffs 19 sind die beiden Blechbauteile 10, 11 im Bereich ihrer Flansche 14, 15 beispielsweise durch Fügen, insbesondere durch Schweißen, und besonders durch Punktschweißen, miteinander verbunden worden. Im Anschluss an die Fügung sind die vorliegenden Blechbauteile 10, 11 im Rahmen einer Lackierung, beispielsweise einer kathodischen Tauchlackierung und/oder einer andersartigen Lackierung, beschichtet worden. Demzufolge wird der Füllstoff 19 vorzugsweise auf die bereits lackierten Blechbauteile 10, 11 aufgebracht. Allerdings ist es gegebenenfalls auch möglich, den Füllstoff 19 auf die noch unbehandelten Bleche 10, 11 aufzutragen und diese anschließend mit einer Beschichtung, beispielsweise einer Lackierung oder dergleichen, zu versehen.
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Gemäß 2b, welche eine Schnittansicht analog zu 2a zeigt, wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt das pastös aufgetragene Material, nämlich der Füllstoff 19, durch manuelles oder automatisches Verstreichen geglättet, sodass die beiden Flächenbereiche 12, 13 der Blechbauteile 10, 11 sowie der Füllstoffs 19 eine glatte, zumindest im Wesentlichen ebene Fläche auf der Dichtseite 17 des Bauteilverbunds bilden. Das Aushärten des pastösen Materials kann zum Beispiel in einem Ofenprozess oder bei Raumtemperatur erfolgen. Gegebenenfalls kann die Aushärtung auch im Rahmen der kathodischen Tauchlackierung erfolgen.
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Gemäß 2b verbleibt dann der geglättete Flanschbereich 16 ohne Höhensprung, nämlich die einheitlich ebene Dichtseite 17 des Bauteilverbunds, welche wiederum partiell den in 1 erkennbaren jeweiligen Dichtflansch 9 bildet.
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Wie des Weiteren aus den 2a und 2b erkennbar ist, verläuft im Abstand zu diesem Dichtflansch 9 mit der Dichtseite 17 ein Dichtflansch 20 des Batteriegehäuses des Energiespeichers zum elektrischen Antrieb des Kraftwagens unter Vermittlung einer in 2b erkennbaren Dichtung 21. Da zwischen dem Dichtflansch 9 beziehungsweise der Dichtseite 17 des Bauteilverbunds einerseits und dem Flansch 20 des Batteriegehäuses ein gleichbleibender Spalt ohne Höhensprung im Bereich der Flanschverbindung 16 gegeben ist, ergibt sich beidseitig, und insbesondere auf der Dichtseite 17 des Bauteilverbunds 10, eine ebene Dichtungsanlage für die Dichtung 21, sodass diese nicht lokal sich ablösen kann beziehungsweise lokales Nicht-Anliegen der Dichtung 21 wirkungsvoll vermieden ist.
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In Zusammenschau der 1 und 2a sowie 2b ist zunehmend erkennbar, dass vorliegend die Flanschverbindung 16 im Wesentlichen quer, und insbesondere senkrecht zu dem Dichtflansch 9 verläuft, welcher mit dem Flansch 20 die Dichtung 21 einschließt.
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3 zeigt analog zu 2a eine Schnittansicht durch den Bauteilverbund der beiden Blechbauteile 10, 11 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist lediglich der Flansch 14 des linken Blechbauteils 10 entsprechend durch Umformen oder dergleichen abgesenkt ausgebildet, wohingegen der andere Flansch 15 des anderen Blechbauteils 11 eben mit dem zugehörigen Flächenbereich 13 des entsprechenden Blechbauteils 11 ausgebildet ist. Während demzufolge bei der Ausführungsform gemäß 2a beide Flansche 14, 15 gegenüber den zugehörigen Flächenbereichen 12, 13 zur Ausbildung der Mulde 18 nach unten hin abgesenkt beziehungsweise umgeformt sind, ist demzufolge gemäß der Ausführungsform in 3 lediglich der eine Flansch 14 entsprechend umgeformt und abgesenkt ausgebildet. Der Flansch 14 ist dabei im Wesentlichen um eine Wanddicke des Flansches 15 beziehungsweise des Flächenbereichs 13 des Blechbauteils 11 nach unten hin abgesenkt, sodass sich nach Ausbildung der Flanschverbindung 16 ein Bauteilverbund ergibt, bei welchem die beiden Flächenbereiche 12, 13 der beiden Blechbauteile 10, 11 sowie der Flansch 15 des Blechbauteils 11 auf ihrer Dichtseite 17 zumindest im Wesentlichen in einer Ebene liegen beziehungsweise eine Ebene bilden.
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Zwischen dem freien Ende des Flansches 15 und durch die Umformung des Flansches 14 ergibt sich hierbei wiederum die Mulde 18, welche vorliegend analog zu 2a durch den Füllstoff 19 verfüllt ist. Im Anschluss an die hier gezeigte Verfüllung erfolgt wiederum ein manueller oder automatisierter Verstrich, sodass der Füllstoff 19 auf seiner Dichtseite 17 eine ebene Fläche 22 ausbildet, welche mit den besagten Flächenbereichen 12, 13 und dem Flansch 15 eine einheitliche Ebene auf der Dichtseite 17 bildet.
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Insgesamt kann auch somit mit dem beschriebenen Bauteilverbund ein ebener Dichtflansch 9 geschaffen werden, um die bereits beschriebenen Vorteile zu erzielen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bodenstruktur
- 2
- Längsträger
- 3
- vorderes Radhaus
- 4
- hinteres Radhaus
- 5
- vorderer Querträger
- 6
- hinterer Querträger
- 7
- zweiter hinterer Querträger
- 8
- Hinterwagen
- 9
- Dichtflansch
- 10
- Blechbauteil
- 11
- Blechbauteil
- 12
- Flächenbereich
- 13
- Flächenbereich
- 14
- Flansch
- 15
- Flansch
- 16
- Flanschverbindung
- 17
- Dichtseite
- 18
- Mulde
- 19
- Füllstoff
- 20
- Dichtflansch
- 21
- Dichtung
- 22
- ebene Fläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102020205576 A1 [0002]
