DE10260531A1

DE10260531A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erstellung einer Abstützung zwischen einem Karosseriebauteil und wenigstens einem benachbarten Montageteil an Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE10260531A1
Application number: DE10260531A
Authority: DE
Inventors: Matthias Piep
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-12-21
Filing date: 2002-12-21
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2022-12-22
Also published as: DE10260531B4

Abstract

Die Aufgabe, ein umfassend anwendbares Verfahren und eine geeignete Vorrichtung dazu zur kostengünstigen Erstellung einer Abstützung zwischen einem Karosseriebauteil (1) und wenigstens einem benachbarten Montageteil (2) an Kraftfahrzeugen anzugeben, wird im Wesentlichen durch einen expandierenden Montageschaum (4) gelöst, der seinerseits im Hinblick auf den aktuell vorhandenen Hohlraum (6) derart definiert in denselben eingebracht wird, dass eine örtlich begrenzte stegartige Abstützung zwischen dem Montageteil (2) und dem Karosseriebauteil (1) gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erstellung einer Abstützung zwischen einem Karosseriebauteil und wenigstens einem benachbarten Montageteil an Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4.

Aus der Praxis des Kraftfahrzeugbaus sind die unterschiedlichsten Maßnahmen zur Erstellung einer Abstützung zwischen einem Karosseriebauteil und wenigstens einem benachbarten Montageteil bzw. zur Festlegung einer bestimmten Distanz zwischen diesen bekannt.

Mit der DE 195 07 986 C2 wird beispielsweise vorgeschlagen, ein Kunststoff-Formteil an einem Absatz einer Fahrzeugkarosserie festzulegen, indem angeformte Rastelemente und Abstandshalter zur Verbindung beider Teile vorgesehen sind.

Weiterhin ist es aus der DE 44 01 023 C1 bekannt, einen Kotflügel über seine Länge mit einem steifen Anbindungssteg zu versehen, dem seinerseits bei einer Aufprallbelastung nachgiebige Befestigungswinkel zugeordnet sind, die sich an korrespondierenden Befestigungswinkeln des Radeinbaus abstützen.

All vorstehende Maßnahmen haben den wesentlichen Nachteil, dass derartige Abstandshalter und Befestigungselemente vorgefertige Bauteile sind und demgemäß immer mit Toleranzproblemen zu rechnen ist, die im schlechtesten Fall aufwendig behoben werden müssen.

Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein umfassend anwendbares Verfahren und eine geeignete Vorrichtung dazu zur kostengünstigen Erstellung einer Abstützung zwischen einem Karosseriebauteil und wenigstens einem benachbarten Montageteil an Kraftfahrzeugen anzugeben, wodurch insbesondere auch ggf. vorhandene Toleranzen leicht und unkompliziert ausgeglichen, d. h., aufwendige Anpassungsarbeiten weitestgehend vermieden werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zunächst das Montageteil zum Karosseriebauteil in einem bestimmten Abstand fixiert und nachfolgend der gebildete Hohlraum zwischen Montageteil und Karosseriebauteil mit Montageschaum derart definiert ausgeschäumt wird, dass im Hinblick auf den aktuell vorhandenen Hohlraum eine örtlich begrenzte stegartige Abstützung zwischen dem Montageteil und dem Karosseriebauteil gebildet wird. In Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, als Montageschaum einen selbst expandierenden und aushärtenden oder unter Wärmeeinwirkung und/oder Einwirkung eines Katalysators expandierenden und aushärtenden Kunststoff- oder Metallschaum mit für die Karosseriestruktur festigkeitssteigernden und/oder gas- und/oder wasserdichten und/oder akustisch wirksamen Eigenschaften und/oder Eigenschaften, die einen definierten Kopfaufprallschutz gewährleisten, zu verwenden.

Zwar ist es bekannt, Hohlräume an sich, beispielsweise zur Festigkeitssteigerung bestimmter Strukturen und/oder zur Verringerung des Schalldruckpegels einer Kraftfahrzeugkarosserie, auszuschäumen ( DE 199 25 840 A1 ; DE 39 32 121 A1 ), jedoch ist es bisher unbekannt geblieben, wie vorgeschlagen Montageschaum zu verwenden, um eine bestimmte Beabstandung zwischen Bauteilen definiert auszufüllen und zwar derart, dass selbsttätig eine in ihrer Ausdehnung definierte stegartige Abstützung gebildet wird.

Die Vorrichtung zur Herstellung einer Abstützung zwischen einem Karosseriebauteil und wenigstens einem benachbarten Montageteil an Kraftfahrzeugen zeichnet sich dadurch aus, dass auf zumindest einer der beiden zueinander gerichteten Bauteilflächen des Karosseriebauteils und Montageteils ein mit einem expandierenden Montageschaum gefülltes Behältnis zur definierten Freigabe des Montageschaums befestigt ist. Das Behältnis kann offen ausgebildet und mit einem Montageschaum gefüllt sein, der seinerseits unter Wärmeeinwirkung und/oder Einwirkung eines hinzugefügten Katalysators expandiert und aushärtet. Ebenso kann das Behältnis als ein geschlossener und mit einem Öffnungselement versehener Druckbehälter ausgebildet sein, welcher infolge Betätigung des Öffnungselementes einen selbst expandierenden und aushärtenden Montageschaum freigibt. Zweckmäßigerweise ist das Behältnis an dem Karosseriebauteil oder Montageteil durch Klebung befestigt. Des Weiteren ist vorgesehen, dass zur Verhinderung des Benetzens der dem Behältnis gegenüberliegenden Bauteilfläche mit Montageschaum demselben ein Sperrelement zugeordnet ist.

Dieses Sperrelement kann dabei derart mit dem Montageschaum in Wirkverbindung stehen, dass es die Expansionsbewegung des Montageschaums zur dem Behältnis gegenüberliegenden Bauteilfläche mit vollführt.

Fernerhin wird vorgeschlagen, dass das Behältnis und/oder das Sperrelement Leitflächen aufweisen, die den expandierenden Montageschaum in seiner Ausdehnung beschränken respektive definiert führen.

Als Montageschaum bietet sich ein an sich bekannter Kunststoff- oder Metallschaum an. Der Montageschaum kann entsprechend der jeweiligen Anordnung der Abstützung überdies besondere Eigenschaften aufweisen, wie beispielsweise für die Karosseriestruktur festigkeitssteigernde und/oder gas- und/oder wasserdichte und/oder akustisch wirksame Eigenschaften und/oder Eigenschaften, die einen definierten Kopfaufprallschutz gewährleisten.

Die vorgeschlagene Abstützung hat in Bezug auf den Stand der Technik den wesentlichen Vorteil, dass unabhängig von der jeweils aktuell gewünschten Beabstandung der Bauteile zueinander schnell und wirkungsvoll eine Abstützung realisierbar ist, indem diese durch den Montageschaum selbsttätig überbrückt wird, wobei sowohl eine feste als auch eine lose Verbindung bzw. Abstützung zwischen besagten Bauteilen möglich ist und wobei durch die Auswahl eines bestimmte Eigenschaften aufweisenden Montageschaums weitere Randbedingungen der Abstützung vorteilhaft Berücksichtigung finden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer funktionellen Ausgangsstellung innerhalb einer Montageanordnung an Kraftfahrzeugen,
2 die Vorrichtung nach Anspruch 1 in ihrer Endstellung.
Die 1 und 2 zeigen schematisch eine Schnittdarstellung durch ein Karosseriebauteil 1 in Form eines Seitenteils außen im unmittelbaren Bereich der nicht näher dargestellten A-Säule eines Kraftfahrzeugs sowie ein benachbartes Montageteil 2 in Form eines an das Karosseriebauteil 1 angeschlossenen Kofflügels, wobei zwischen dem Karosseriebauteil 1 und dem Montageteil 2 eine Fuge 3 ausgebildet ist. Das Montageteil 2 respektive der Kotflügel ist zum Karosseriebauteil 1 beabstandet angeordnet.
Bei Verwendung relativ dünner Bleche verfügt das Montageteil 2 über eine nicht ausreichende Festigkeit zum Karosseriebauteil 1 hin, woraus eine ungleichmäßige Fuge 3 resultieren kann, die ihrerseits zum sichtbaren Bereich des Krafffahrzeugs zuzurechnen ist.
Ebenso kann das Montageteil 2 in Form des Kofflügels leicht von außen eingedrückt werden. Konsequenterweise macht sich demgemäß eine Abstützung des Montageteils 2 zum Karosseriebauteil 1 wenigstens in den Bereichen des Montageteils 2 erforderlich, die nicht die erforderliche Eigensteife aufweisen.
Zur Abstützung besagter Bereiche des Montageteils 2 ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgesehen, die ihrerseits aus wenigstens einem mit einem expandierenden Montageschaum 4 gefüllten Behältnis 5 besteht, welches auf einer der beiden zueinander gerichteten sowie beabstandeten und demgemäß einen Hohlraum 6 ausbildenden Bauteilflächen 7; 8 des Karosseriebauteils 1 und Montageteils 2 befestigt ist und ferner so ausgebildet ist, dass der Montageschaum 4 definiert freigegeben werden kann.
Vorliegend ist ein Behältnis 5 gezeigt, welches schalenförmig und insbesondere offen ausgebildet ist. In diesem Behältnis 5 ist ein an sich bekannter Montageschaum 4 eingebracht, welcher ein Kunststoff- oder Metallschaum, beispielsweise ein Aluminiumschaum sein kann und seinerseits unter Wärmeeinwirkung und/oder Einwirkung eines hinzugefügten Katalysators expandiert und aushärtet. Vorzugsweise ist das Behältnis 5 durch Klebung 9 am Karosseriebauteil 1 oder Montageteil 2, vorliegend an der Bauteilfläche 7 des Karosseriebauteils 1, befestigt. Jedoch erscheint es auch denkbar und ist durch die Erfindung mit erfaßt ist, das Behältnis 5 mittels an sich bekannter und nicht näher dargestellter mechanischer Befestigungselemente an der gewählten Bauteilfläche 7; 8 zu befestigen.
Gesetzt den Fall, es soll eine definierte Abstützung zwischen dem Karosseriebauteil 1 und dem Montageteil 2 erstellt werden und vorstehende erfindungsgemäße Vorrichtung ist in den gewählten Bereichen des Hohlraums 6 zwischen Karosseriebauteils 1 und Montageteils 2 eingebracht (1), wird zunächst das Montageteil 2 zum Karosseriebauteil 1 mittels an sich bekannter und nicht näher dargestellter Fixierelemente, die nicht zum eigentlichen Erfindungsgegenstand gehören, von außen fixiert.
Nachfolgend wird im Hinblick auf den aktuell vorhandenen Hohlraum 6 derselbe mit dem Montageschaum 4 derart durch Expansion und Aushärten desselben ausgefüllt, dass eine örtlich begrenzte stegartige Abstützung zwischen dem Montageteil 2 und dem Karosseriebauteil 1 gebildet wird (2).
Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme ist gewährleistet, dass nur in den Bereichen eine Abstützung erfolgt, die auch einer solchen bedürfen. Ein Verbrauch von übermäßigen Montageschaum 4 wird dadurch vermieden.
Bevorzugt wird gem. vorstehendem Ausführungsbeispiel die Expansion des Montageschaums 4 durch Erwärmung desselben erzielt, indem beispielsweise die Montageanordnung samt der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einen geeigneten Ofen verbracht wird.
Ebenso kann der Montageschaum 4 auch durch Hinzufügen eines geeigneten Katalysators zur Expansion angeregt werden, wodurch ggf. auf eine zusätzliche Erwärmung verzichtet werden kann.
Durch die Erfindung mit erfaßt wird auch ein nicht näher dargestelltes geschlossenen Behältnis 5 in Form eines mit einem Öffnungselement versehenen Druckbehälters, welcher infolge Betätigung des Öffnungselementes einen selbst expandierenden und aushärtenden Montageschaum 4 freigibt.
Aus der Praxis ist es bekannt, dass die verwendeten an sich bekannten Kunststoff- und Metallschäume wenigstens während der Expansions- und Aushärtungsphase adhäsive Eigenschaften aufweisen, d. h., sie verkleben mit den benetzten Bauteilflächen 7; 8. Diese Eigenschaft mag in ausgewählten Fällen erwünscht sein.
Demgegenüber kann es jedoch auch angezeigt sein, eine Abstützung zu erstellen, die eine solche Verklebung nicht vorsieht, insbesondere dann, wenn Bauteile lösbar miteinander verbunden werden sollen.
Um diesem gerecht zu werden, kann erfindungsgemäß dem expandierenden Montageschaum 4 ein Sperrelement 10 zugeordnet sein, welches zwar die Benetzung der dem Behältnis 5 gegenüberliegenden Bauteilfläche 8 mit Montageschaum 4 behindert, jedoch nicht dessen Expansion in Richtung dieser Bauteilfläche 8.
In der einfachsten nicht näher dargestellten Ausführung kann ein solches Sperrelement 10 z. B. durch eine frei aufliegende Folie gebildet sein.
Wie in den 1 und 2 weiter gezeigt, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform das Sperrelement 10 hutförmig ausgebildet und steht mit dem Montageschaum 4 derart in Wirkverbindung, dass es die Expansionsbewegung des Montageschaums 4 zur dem Behältnis 5 gegenüberliegenden Bauteilfläche 8 mit vollführt.
Ferner können das Behältnis 5 und/oder das Sperrelement 10, vorliegend beide, Leitflächen 11 aufweisen, die den expandierenden Montageschaum 4 in seiner Ausdehnung beschränken respektive definiert führen. Beispielsweise wird durch diese Maßnahme gewährleistet, dass kein Montageschaum 4 aus der sichtbaren Fuge 3 austritt, welches ansonsten aufwendige Nacharbeiten nach sich ziehen würde.
Was den Montageschaum 4 an sich anbelangt, kann dieser entsprechend der gewählten Anordnung der Abstützung überdies besondere Eigenschaften aufweisen, wie beispielsweise für die Karosseriestruktur festigkeitssteigernde und/oder gas- und/oder wasserdichte und/oder akustisch wirksame Eigenschaften und/oder Eigenschaften, die einen definierten Kopfaufprallschutz gewährleisten.

Claims

Verfahren zur Erstellung einer Abstützung zwischen einem Karosseriebauteil und wenigstens einem benachbarten Montageteil an Kraftfahrzeugen, wobei das Montageteil zum Karosseriebauteil beabstandet angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst das Montageteil (2) zum Karosseriebauteil (1) in einem bestimmten Abstand fixiert und nachfolgend der gebildete Hohlraum (6) zwischen Montageteil (2) und Karosseriebauteil (1) mit Montageschaum (4) derart definiert ausgeschäumt wird, dass im Hinblick auf den aktuell vorhandenen Hohlraum (6) eine örtlich begrenzte stegartige Abstützung zwischen dem Montageteil (2) und dem Karosseriebauteil (1) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Montageschaum (4) ein selbst expandierender und aushärtender oder unter Wärmeeinwirkung und/oder Einwirkung eines Katalysators expandierender und aushärtender Kunststoff- oder Metallschaum verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Montageschaum (4) mit für die Karosseriestruktur festigkeitssteigernden und/oder gas- und/oder wasserdichten und/oder akustisch wirksamen Eigenschaften und/oder Eigenschaften, die einen definierten Kopfaufprallschutz gewährleisten, verwendet wird.
Vorrichtung zur Erstellung einer Abstützung zwischen einem Karosseriebauteil und wenigstens einem benachbarten Montageteil an Kraftfahrzeugen, wobei das Montageteil zum Karosseriebauteil beabstandet angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf zumindest einer der beiden zueinander gerichteten Bauteilflächen (7; 8) des Karosseriebauteils (1) und Montageteils (2) ein mit einem expandierenden Montageschaum (4) gefülltes Behältnis (5) zur definierten Freigabe des Montageschaums (4) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (5) offen ausgebildet und mit einem Montageschaum (4) gefüllt ist, der seinerseits unter Wärmeeinwirkung und/oder Einwirkung eines hinzugefügten Katalysators expandiert und aushärtet.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (5) als ein geschlossener und mit einem Öffnungselement versehener Druckbehälter ausgebildet ist, welcher infolge Betätigung des Öffnungselementes einen selbst expandierenden und aushärtenden Montageschaum (4) freigibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (5) an dem Karosseriebauteil (1) oder Montageteil (2) durch Klebung (9) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung des Benetzens der dem Behältnis (5) gegenüberliegenden Bauteilfläche (7, 8) mit Montageschaum (4) demselben ein Sperrelement (10) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (10) derart mit dem Montageschaum (4) in Wirkverbindung steht, dass es die Expansionsbewegung des Montageschaums (4) zur dem Behältnis (5) gegenüberliegenden Bauteilfläche (7; 8) mit vollführt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (5) und/oder das Sperrelement (10) Leitflächen (11) aufweisen, die den expandierenden Montageschaum (4) in seiner Ausdehnung beschränken respektive definiert führen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageschaum (4) ein Kunststoff- oder Metallschaum ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageschaum (4) für die Karosseriestruktur festigkeitssteigernde und/oder gas- und/oder wasserdichte und/oder akustisch wirksame Eigenschaften und/oder Eigenschaften, die einen definierten Kopfaufprallschutz gewährleisten, aufweist.