DE10260531B4

DE10260531B4 - Vorrichtung zur Erstellung einer Abstützung zwischen einem Karosseriebauteil und wenigstens einem benachbarten Montageteil an Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE10260531B4
Application number: DE10260531.9A
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: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2022-12-22
Also published as: DE10260531A1

Abstract

Vorrichtung zur Erstellung einer Abstützung zwischen einem Karosseriebauteil (1) und wenigstens einem benachbarten Montageteil (2) an Kraftfahrzeugen, wobei das Montageteil (2) zum Karosseriebauteil (1) beabstandet angeordnet ist, wobei auf zumindest einer der beiden zueinander gerichteten Bauteilflächen (7; 8) des Karosseriebauteils (1) und des Montageteils (2) ein mit einem expandierenden Montageschaum (4) gefülltes Behältnis (5) zur definierten Freigabe des Montageschaums (4) befestigt ist, und wobei das Behältnis (5) offen ausgebildet und mit dem Montageschaum (4) gefüllt ist, der seinerseits unter Wärmeeinwirkung und/oder Einwirkung eines hinzugefügten Katalysators expandiert und aushärtet, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung des Benetzens der dem Behältnis (5) jeweils gegenüberliegenden Bauteilfläche (8; 7) mit dem Montageschaum (4) demselben ein Sperrelement (10) zugeordnet ist, welches seinerseits derart mit dem Montageschaum (4) in Wirkverbindung steht, dass es die Expansionsbewegung des Montageschaums (4) zur dem Behältnis (5) gegenüberliegenden Bauteilfläche (8; 7) mit vollführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erstellung einer Abstützung zwischen einem Karosseriebauteil und wenigstens einem benachbarten Montageteil an Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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. Alle vorstehenden Maßnahmen haben den wesentlichen Nachteil, dass derartige Abstandshalter und Befestigungselemente vorgefertigte Bauteile sind und demgemäß immer mit Toleranzproblemen zu rechnen ist, die im schlechtesten Fall aufwendig behoben werden müssen.
Um diesem nachteiligen Umstand zu begegnen, ist es aus der DE 198 42 692 A1 bekannt, in einem Zwischenraum zwischen einem Außenblech und einem Verstärkungsträger eines Karosseriebauteils ein durch Wärmezufuhr blähbares Schaumstoffmaterial anzuordnen, welches es gestattet, eine dauerhafte Verbindung zwischen den betreffenden Bauteilen zu schaffen. Schließlich ist zur Verstärkung eines Strukturelementes aus der DE 101 43 550 C1 als nächstliegendem Stand der Technik ein Schaumelement bekannt, welches seinerseits als Schaumvorprodukt in einen Hohlraum des Strukturelement gebracht, dort durch Klebung oder mittels mechanischer Befestigungselemente fixiert und durch eine Temperaturbehandlung zur Expansion aktiviert wird. Das Schaumvorprodukt umfasst mindestens zwei Rohschäume, nämlich einen Primärschaum und einen Sekundärschaum. Der Primärschaum bildet im Vorprodukt ein Behältnis, in welchem der Sekundärschaum angeordnet ist. Zuerst werden der Primärschaum und dann der Sekundärschaum zur Expansion aktiviert, wobei Primärschaum und Sekundärschaum in unterschiedliche Richtungen expandieren. Den beiden vorgenannten Lösungen ist gemein, dass die verwendeten Schäume eine Haftwirkung aufweisen und eine klebende Verbindung mit den Bauteilen eingehen. Diese Eigenschaft der besagten Schäume mag in ausgewählten Fällen erwünscht sein, kann sich jedoch dann unter Umständen nachteilig auswirken, wenn beispielsweise infolge eines Crashereignisses ein Bauteil ausgetauscht werden muss. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur kostengünstigen Erstellung einer lösbaren 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.
Die Aufgabe ist mit Hilfe einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Erstellung einer Abstützung zwischen einem Karosseriebauteil und wenigstens einem benachbarten Montageteil an Kraftfahrzeugen vor, wobei das Montageteil zum Karosseriebauteil beabstandet angeordnet ist, wobei 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, und wobei das Behältnis offen ausgebildet und mit einem Montageschaum gefüllt ist, der seinerseits unter Wärmeeinwirkung und/oder Einwirkung eines hinzugefügten Katalysators expandiert und aushärtet, wobei zur Verhinderung des Benetzens der dem Behältnis jeweils gegenüberliegenden Bauteilfläche mit Montageschaum demselben ein Sperrelement zugeordnet ist, welches seinerseits derart mit dem Montageschaum in Wirkverbindung steht, dass es die Expansionsbewegung des Montageschaums zur dem Behältnis gegenüberliegenden Bauteilfläche mit vollführt. Zweckmäßigerweise ist das Behältnis an dem Karosseriebauteil oder Montageteil durch Klebung befestigt. 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 eine lose Verbindung bzw. Abstützung zwischen besagten Bauteilen bewirkt 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 Figuren 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 Kotflügels, 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 Kraftfahrzeugs zuzurechnen ist. Ebenso kann das Montageteil 2 in Form des Kotflügels leicht von außen eingedrückt werden. Konsequenterweise ist 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 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, 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 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 Maßnahme ist gewährleistet, dass nur in den Bereichen eine Abstützung erfolgt, die auch einer solchen bedürfen. Ein übermäßiger Verbrauch von 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 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. 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 würden mit den benetzten Bauteilflächen 7; 8 verkleben. Diese Eigenschaft mag in ausgewählten Fällen erwünscht sein. Demgegenüber ist es jedoch nunmehr angezeigt, eine Abstützung zu erstellen, die eine solche Verklebung nicht vorsieht, um die Bauteile lösbar miteinander zu verbinden. Um diesem gerecht zu werden, ist dem expandierenden Montageschaum 4 ein Sperrelement 10 zugeordnet, welches zwar die Benetzung der dem Behältnis 5 gegenüberliegenden Bauteilfläche 8 mit Montageschaum 4 verhindert, 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.

Claims

Vorrichtung zur Erstellung einer Abstützung zwischen einem Karosseriebauteil (1) und wenigstens einem benachbarten Montageteil (2) an Kraftfahrzeugen, wobei das Montageteil (2) zum Karosseriebauteil (1) beabstandet angeordnet ist, wobei auf zumindest einer der beiden zueinander gerichteten Bauteilflächen (7; 8) des Karosseriebauteils (1) und des Montageteils (2) ein mit einem expandierenden Montageschaum (4) gefülltes Behältnis (5) zur definierten Freigabe des Montageschaums (4) befestigt ist, und wobei das Behältnis (5) offen ausgebildet und mit dem Montageschaum (4) gefüllt ist, der seinerseits unter Wärmeeinwirkung und/oder Einwirkung eines hinzugefügten Katalysators expandiert und aushärtet, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung des Benetzens der dem Behältnis (5) jeweils gegenüberliegenden Bauteilfläche (8; 7) mit dem Montageschaum (4) demselben ein Sperrelement (10) zugeordnet ist, welches seinerseits derart mit dem Montageschaum (4) in Wirkverbindung steht, dass es die Expansionsbewegung des Montageschaums (4) zur dem Behältnis (5) gegenüberliegenden Bauteilfläche (8; 7) mit vollführt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (5) an dem Karosseriebauteil (1) oder dem Montageteil (2) durch Klebung (9) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, 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 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageschaum (4) ein Kunststoff- oder Metallschaum ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 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.