DE10215904A1

DE10215904A1 - Fahrzeugtür oder -klappe in Schalenbauweise

Info

Publication number: DE10215904A1
Application number: DE2002115904
Authority: DE
Inventors: Thomas Wolff
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2003-10-23

Abstract

Es ist eine Fahrzeugtür in Schalenbauweise bekannt. Die tragende Struktur der Fahrzeugtür wird dabei gebildet durch eine Innen- und eine Außenschale, die miteinander verbunden sind. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeugtür oder -klappe in Schalenbauweise mit einer einfachen Verbindung der beiden Schalen zu schaffen. DOLLAR A Gemäß Patentanspruch 1 umgreift eine Außenschale (2) der erfindungsgemäßen Fahrzeugtür oder -klappe zumindest in einem Bereich einen Rand (6) einer Innenschale (1). Zumindest in einem Abschnitt dieses Bereichs ist ein elastischer Schlauch (3) zwischen den beiden Schalen (1 und 2) angeordnet, der mit einer elastischen Formmasse (4) gefüllt ist, sodass in diesem Abschnitt eine Verbindung zwischen den beiden Schalen (1 und 2) herrscht. Aufgrund der Elastizität des elastischen Schlauches (3) und der elastischen Formmasse (4), mit der er gefüllt ist, herrscht auch dann noch eine sichere Verbindung zwischen den beiden Schalen (1 und 2), wenn sich die Ausmaße einer Schale (1, 2) temperaturbedingt ändern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugtür oder -klappe in Schalenbauweise.

Beispielsweise aus der US 5,902,004 ist eine Fahrzeugtür in Schalenbauweise bekannt. Die tragende Struktur der Fahrzeugtür wird gebildet durch eine Innen- (inside door panel) und eine Außenschale (outside door panel), die miteinander verbunden sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeugtür oder -klappe in Schalenbauweise mit einer einfachen Verbindung der beiden Schalen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Im Patentanspruch 7 ist ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Fahrzeugtür oder -klappe angegeben.

Gemäß Patentanspruch 1 umgreift eine Außenschale der erfindungsgemäßen Fahrzeugtür oder -klappe zumindest in einem Bereich einen Rand einer Innenschale. Zumindest in einem Abschnitt dieses Bereichs ist ein elastischer Schlauch zwischen den beiden Schalen angeordnet, der mit einer elastischen Formmasse gefüllt ist, sodass in diesem Abschnitt eine Verbindung zwischen den beiden Schalen herrscht. Aufgrund der Elastizität des elastischen Schlauches und der elastischen Formmasse, mit der er gefüllt ist, herrscht auch dann noch eine sichere Verbindung zwischen den beiden Schalen, wenn sich die Ausmaße einer Schale temperaturbedingt ändern. So kann sich beispielsweise bei starker Sonneneinstrahlung die Außenschale stark erwärmen und somit in den Ausmaßen ausdehnen, während die Innenschale sich praktisch kaum erwärmt. Die Verbindung der beiden Schalen mit dem gefüllten Schlauch lässt diese Veränderung der Ausmaße der Außenschale zu, ohne dass die Verbindung der beiden Schalen beeinträchtigt ist.

Dies ist eine einfache solide Verbindung, die zwischen der Innen- und der Außenschale mit dem elastischen Schlauch zugleich als Abdichtung des Innenraums zwischen der Innen- und der Außenschale dienen kann. Es ist keine separate Versiegelung der Stoßstelle zwischen Innen- und Außenschale im Bereich des elastischen Schlauches mehr erforderlich. Dadurch ist die Verbindung mit der beiden Schalen mit dem gefüllten Schlauch eine kostengünstige Verbindungstechnik. Auch die benötigten Werkzeuge zur Realisierung der für die Anbindung erforderlichen Bauteilgeometrien können technisch einfach aufgebaut und somit kostengünstig sein.

Die Formmasse kann günstigerweise ein PU-Schaum sein. PU-Schäume sind eine preiswerte Formmasse, die im Automobilbau seit vielen Jahren im Einsatz ist. PU- Schäume weisen über die Lebensdauer eine relativ gleichbleibende Elastizität auf.

In dem Schlauch kann sich gemäß einer Weiterbildung ein U-förmiges Profil befinden, das mit Vorspannung auf einer der beiden Schalen klemmt, wodurch der Schlauch zwischen dem U-förmigen Profil und der Schale eingeklemmt ist. Das U- förmige Profil ist dabei meist auf einen Rand einer der Schafen aufgesteckt.

Der Schlauch weist vorteilhafterweise einen Abschnitt auf, mit dem er an einer Schale befestigbar ist. Der Schlauch kann wie eine Dichtung mit einer Hohlkammer extrudiert werden. Dabei kann einteilig mit dem Schlauch ein Steckfuß verbunden sein. Der Steckfuß ermöglicht eine sichere Montage des Schlauches an einer der beiden Schalen, bevor die zweite Schale gefügt wird.

Die Werkstoffpaarung des elastischen Schlauchs mit zumindest einer der beiden Schalen weist günstigerweise einen hohen Reibkoeffizienten auf. Dies führt zu einer besonders guten Verbindung zwischen dem elastischen Schlauch und der entsprechenden Schale und stärkt somit die Verbindung.

Aus Leichtbaugründen wird bei Fahrzeugen versucht, möglichst viele Außenhautteile aus Kunststoff anzufertigen. Die Anbindung großflächiger Kunststoffbauteile an eine metallische Karosserie ist allerdings mit vielen Problemen behaftet. So weisen die Kunststoffbauteile gegenüber der Karosserie einen größeren Wärmedehnungskoeffizienten auf. Die Anbindung an die Karosserie muss daher eine definierte Wärmedehnung zulassen, da es anderenfalls zu bleibenden Verformungen der Kunststoffbauteile kommen würde. Bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugtür oder -klappe besteht idealerweise eine der beiden Schalen aus Kunststoff. Aufgrund der Verbindung der beiden Schalen mit dem elastischen Schlauch stellt die hohe Wärmedehnung der Kunststoffschale kein Problem dar. Die Verbindung erlaubt die erforderliche Relativbewegung der beiden Schalen. Ferner bildet die Verbindung zugleich die meist erforderliche Dichtung, sodass die Kunststoffschale einfach gestaltet sein kann und keinen Bereich zur separaten Anbindung einer zusätzlichen Dichtung aufweisen muss.

Gemäß Patentanspruch 7 besteht ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Fahrzeugtür oder -klappe in Schalenbauweise zumindest aus folgenden Schritten:

a) Anbringen zumindest abschnittsweise eines elastischen Schlauches am Rand der Innenschale: Dazu kann der elastische Schlauch - sofern er einen Steckfuß aufweist - mit diesem beispielsweise auf den Rand der Innenschale aufgesteckt werden. Alternativ kann der elastische Schlauch aber auch in den umgreifenden Bereich der Außenschale hineingesteckt werden.
b) Positionieren der Außenschale und der Innenschale: Dabei kann die genaue Position der Schalen stufenlos eingestellt werden. Die Positionierung kann unter Berücksichtigung des späteren Fugenverlaufs zu angrenzenden Karosseriebauteilen und/oder unter Berücksichtigung der Bauteiloberfläche erfolgen. Auch große Toleranzen können dabei ausgeglichen werden.
c) Füllen des elastischen Schlauchs mit einer elastischen Formmasse: Derartige schnell aushärtende Formmassen sind beispielsweise von Firma Recticel her bekannt. Abhängig von der Aushärtegeschwindigkeit kann so ein insgesamt schneller Montageprozess realisiert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher beschrieben wird. Die Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Fahrzeugtür bevor ein elastischer Schlauch mit einer Formmasse gefüllt wird und
Fig. 2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Fahrzeugtür aus Fig. 1 nachdem der elastische Schlauch mit einer Formmasse gefüllt wurde.
In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine Fahrzeugtür in Schalenbauweise dargestellt. Die tragende Struktur der Fahrzeugtür wird von einer Innenschale 1 und einer Außenschale 2 gebildet, die miteinander verbunden sind. Optional kann innerhalb der Schalen 1, 2 eine Tragstruktur eingebracht sein, die die Steifigkeit steigert.
Zur Herstellung dieser Verbindung wird zuerst in einen gummielastischen Schlauch 3 ein U-förmiges Profil 5 eingebracht. Das U-förmige Profil 5 wird auf einen Rand 6 der Innenschale 1 aufgesteckt, wodurch der gummielastische Schlauch 3 zwischen dem U-förmigen Profil 5 und dem Rand 6 der Innenschale 1 eingeklemmt und fixiert wird. Nun wird die Außenschale 2 aufgeschoben. Im Randbereich umgreift die Außenschale 2 mit einer Randnut 7 den Rand 6 der Innenschale 1. Der gummielastische Schlauch 3 befindet sich damit - wie in Fig. 1 gezeigt - in der Randnut 7 der Außenschale 2.
In diesem Zustand wird die Fahrzeugtür an das Fahrzeug angebracht. Die Innenschale 1 wird nun optimal zum Beispiel gegenüber der karosserieseitigen Türdichtung 8 ausgerichtet. Auch die Außenschale 2 wird gegenüber den umliegenden Bauteilen 9 gegebenenfalls mit Hilfe von Leeren ausgerichtet und vorläufig fixiert. Erst jetzt wird der gummielastische Schlauch 3 mit einem schnell aushärtenden Schaum 4 - wie in Fig. 2 gezeigt - ausgeschäumt. Der Schaum 4 bleibt während der gesamten Füllphase des gummielastischen Schlauchs 3 in einem fließfähigen Zustand. Am Ende der Füllphase stellt sich im gesamten gummielastischen Schlauch 3 ein hydrostatischer Spannungszustand ein. Der gummielastische Schlauch 3 wird an jeder Stelle gleichmäßig an den Rand 6 der Innenschale 1 und in die Randnut 7 der Außenschale 2 angepresst. Das Beschleunigersystem des Schaums 4 wird so eingestellt, dass er nun aushärtet.
So ist die Außenschale 2 nicht nur angebunden, sondern zugleich auch abgedichtet. Durch die Wahl eines geschlitzten oder flexiblen U-förmigen Profils 5 zur Klemmung des gummielastischen Schlauches 3 auf dem Rand 6 der Innenschale 1 ist nahezu jede Geometrie des Rands 6 realisierbar. Die Außenschale 2 lässt sich über einen großen Toleranzbereich sowohl hinsichtlich des Fugenverlaufs als auch hinsichtlich der Bauteiloberfläche stufenlos einstellen. Der Montagevorgang erfolgt schnell, und die Verbindungstechnik ist kostengünstig. Auch die Werkzeugtechnik zur Realisierung der für die Anbindung erforderlichen Bauteilgeometrien ist einfach und kostengünstig.

Claims

1. Fahrzeugtür oder -klappe in Schalenbauweise, wobei zumindest in einem Bereich eine Außenschale (2) einen Rand (6) einer Innenschale (1) umgreift, und zumindest ein elastischer Schlauch (3) zumindest in einem Abschnitt dieses Bereichs zwischen den beiden Schalen (1 und 2) angeordnet ist, der mit einer elastischen Formmasse (4) gefüllt ist, sodass in diesem Abschnitt eine Verbindung zwischen den beiden Schalen (1 und 2) herrscht.

2. Fahrzeugtür oder -klappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formmasse (4) ein PU-Schaum ist.

3. Fahrzeugtür oder -klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schlauch (3) sich ein U-förmiges Profil (5) befindet, das mit Vorspannung auf einer Schale (1, 2) klemmt.

4. Fahrzeugtür oder -klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (3) einen Abschnitt aufweist, mit dem er an einer Schale (1, 2) befestigbar ist.

5. Fahrzeugtür oder -klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffpaarung des elastischen Schlauchs (3) mit zumindest einer der beiden Schalen (1, 2) einen hohen Reibkoeffizienten aufweisen.

6. Fahrzeugtür oder -klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden Schalen (1, 2) aus Kunststoff besteht.

7. Verfahren zum Herstellen einer in den Ansprüchen 1 bis 6 beschriebenen Fahrzeugtür oder -klappe in Schalenbauweise, bestehend aus einer Außenschale (2), die zumindest bereichsweise einen Rand (6) einer Innenschale (1) umgreift, wobei das Verfahren zumindest aus folgenden Schritten besteht:

a) Anbringen zumindest abschnittsweise eines elastischen Schlauches (3) am Rand (6) der Innenschale (1),

b) Positionieren der Außenschale (2) und der Innenschale (1),

c) Füllen des elastischen Schlauchs (3) mit einer elastischen Formmasse (4).

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Positionieren der Außenschale (2) und der Innenschale (1) die Fahrzeugtür oder -klappe am Fahrzeug angebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem elastischen Schlauch (3) nach dem Füllen mit der elastischen Formmasse (4) ein hydrostatischer Spannungszustand einstellt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Formmasse (4) ein Beschleunigersystem enthält, das die zähflüssige Formmasse (4) nach dem Einfüllen aushärten lässt.