DE10342603A1 - Kunststoffbauteil für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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DE10342603A1
DE10342603A1 DE2003142603 DE10342603A DE10342603A1 DE 10342603 A1 DE10342603 A1 DE 10342603A1 DE 2003142603 DE2003142603 DE 2003142603 DE 10342603 A DE10342603 A DE 10342603A DE 10342603 A1 DE10342603 A1 DE 10342603A1
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Germany
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vehicle bodywork
plastic component
motor vehicle
welded
metal part
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Withdrawn
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DE2003142603
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English (en)
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Gunnar Dipl.-Ing. Hüter
Ulf Dipl.-Ing. Blosat
Dirk Dipl.-Ing. Müller
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Volkswagen AG
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Volkswagen AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/001Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08Front or rear portions
    • B62D25/087Luggage compartments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D29/001Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffbauteil (5) zum Einbau in eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs, wobei die Karosserie eine aus Metall bestehende Trägerstruktur (2) umfasst. Erfindungsgemäß weist das Kunststoffbauteil (5) ein eingelegtes Metallteil (6) auf, wobei ein Bereich (7) des Metallteils (6) frei liegt bzw. vollständig aus dem Kunststoff herausragt. Dieser Bereich (7) des Metallteils (6) wird mit der Fahrzeugkarosserie fest verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kunststoffbauteil zum Einbau in eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs, wobei die Karosserie eine aus Metall bestehende Trägerstruktur umfasst.
  • Bei heutigen Kraftfahrzeugen umfasst die Karosserie eine Trägerstruktur, die im Wesentlichen aus Metall besteht. Die metallene Trägerstruktur verleiht der Karosserie die notwendige Festigkeit und Steifigkeit. Bei der Konstruktion neuer Karosserien ist ein bedeutendes Ziel die Gewichtsreduzierung. Durch ein vermindertes Gewicht kann Kraftstoff eingespart werden. Die Kraftstoffeinsparung bewirkt neben dem Effekt der Umweltschonung auch eine Verminderung der laufenden Betriebskosten, was für potentielle Endkunden als ein Kaufargument dient.
  • Zur Einsparung des Gewichts des Kraftfahrzeugs ist es bekannt, einzelne Module und Bauteile aus einem leichteren Material herzustellen. Ein mögliches Material hierfür ist Kunststoff, das im Vergleich zum Stahl ein deutlich geringeres Gewicht aufweist.
  • Die Anbindung von Kunststoffbauteilen an eine Trägerstruktur aus Metall, beispielsweise Karosserieelemente wie Längs- bzw. Querträger, ist derzeit nur über mechanische Verbindung, beispielsweise Schraub- und/oder Nietverbindungen, oder Klebeverbindungen möglich. Die Schraub- und/oder Nietverbindungen erfordern einen hohen Montageaufwand, der dann eine Steigerung der Herstellungskosten bewirkt.
  • Bei einer Klebeverbindung zwischen dem Kunststoffbauteil und der Karosserie aus Metall tritt als Nachteil eine geringere Festigkeit gerade bei plötzlich auftretenden Stoßbelastungen auf. Die Klebeverbindung kann dann aufgrund von Scherkräften aufreißen.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kunststoffbauteil der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass dabei eine einfache und kostengünstige Integration des Kunststoffbauteils in eine metallene Karosserie möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Kunststoffbauteil gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
  • Erfindungsgemäß ist also ein Kunststoffbauteil zum Einbau in eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, bei dem das Kunststoffbauteil ein eingelegtes Metallteil aufweist, wobei ein Bereich des Metallteils frei liegt. Der frei liegende Bereich des Metallteils kann mit der metallenen Trägerstruktur der Fahrzeugkarosserie verbunden werden. Hierdurch ist eine einfache und kostengünstige Metall-Metall-Verbindung anwendbar.
  • Bevorzugt ragt das Metallteil mit einem Bereich vollständig aus dem Kunststoffbauteil heraus, so dass dieser Bereich in seinem ganzen Umfang frei liegt. Dies eröffnet unzählige Anbindungsmöglichkeiten des Kunststoffbauteils an die Fahrzeugkarosserie.
  • Vorteilhaft ist bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Schweißverbindung zwischen dem eingelegten Metallteil und der Karosserie des Kraftfahrzeugs. Durch die Schweißverbindung ist eine feste und belastbare Verbindung zweiter Metalle möglich.
  • Besonders bevorzugt ist bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Schweißklebeverbindung zwischen dem eingelegten Metallteil und der Karosserie des Kraftfahrzeugs. Die Schweißklebeverbindung ist dabei das Ergebnis einer Kombination aus einem Klebeverfahren und einem Schweißverfahren, beispielsweise dem Punktschweißverfahren. Durch die flächige Verbindung aufgrund des Klebeverfahrens weist die Verbindung eine hohe Steifigkeit und Festigkeit auf. Bei einer Stoßbelastung, beispielsweise durch einen Unfall verursacht, können die Klebeflächen aufgrund erhöhter Scherkräfte jedoch getrennt werden. Durch das nach dem Kleben durchgeführte Punktschweißen werden die Kräfte in diesem Falle durch die Schweißverbindung aufgenommen. Durch die doppelte Fügetechnik, Kleben und Schweißen, wird eine Trennung auch bei einer plötzlichen und großen Stoßbelastung vermieden.
  • Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigen in
  • 1 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Aufsicht;
  • 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A in 1;
  • 3 eine Schnittansicht entlang der Linie B in 1.
  • 1 zeigt eine Aufsicht auf einen Heckbereich 1 eines Kraftfahrzeugs in einer vereinfachten und schematischen Darstellung. Der 1 ist die Trägerstruktur der Karosserie zu entnehmen, die zwei Längsträger 2 und einen Querträger 3 umfasst. In dem Heckbereich sind ferner zwei Ausnehmungen 4 für die Fahrzeugräder (nicht dargestellt) vorgesehen. An der Trägerstruktur ist zwischen den beiden Längsträgern 2 ein erfindungsgemäßes Kunststoffbauteil 5, beispielsweise der Boden oder die Reserveradmulde für das Kraftfahrzeug. Das Kunststoffbauteil kann beispielsweise glasfaserverstärkten Kunststoff aufweisen.
  • In der 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A in 1 dargestellt. Die Darstellung der 2 ist gegenüber der Darstellung in 1 vergrößert und gedreht. Das Kunststoffbauteil 5 weist in seinem nach oben weisenden Randbereich ein in den Kunststoff eingelegtes Metallteil 6 auf. Ein Bereich des Metallteils 6 ist von dem Kunststoff umgeben. Der andere Bereich 7 ragt aus dem Kunststoff heraus und liegt frei. Dieser frei liegende Bereich 7 ist in Kontakt mit dem Längsträger 2. Der zeichnerisch hervorgehobene Bereich stellt einen Schweißverbindungsbereich 8 dar. Das eingelegte Metallteil 6 wird mit seinem herausragenden Bereich 7 mit dem Längsträger 2 an den Kontaktflächen verklebt. Zusätzlich wird mittels eines Punktschweißverfahrens ein Schweißverbindungsbereich 8 ausgebildet.
  • Die 3 zeigt eine Schnittansicht an einer anderen Position des Kunststoffbauteils 5 aus 1 als die Schnittansicht in 2. Gleiche oder gleichwirkende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine ausführliche Beschreibung der bereits beschriebenen Teile wird ausgelassen, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden. Das Kunststoffbauteil 5 ist in dieser Figur mit dem Querträger 2 verbunden. In der 3 sind mit den Bezugszeichen 9 die Spitzen einer Punktschweißzange (nicht dargestellt) bezeichnet, die den Schweißverbindungsbereich 8 herstellen.
  • An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in der Zeichnung dargestellten Details als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.
  • 1
    Fahrzeugheck
    2
    Längsträger
    3
    Querträger
    4
    Radausnehmung
    5
    Kunststoffbauteil
    6
    Metallteil
    7
    herausragender Bereich von 6
    8
    Schweißverbindungsbereich
    9
    Zangenspitze

Claims (4)

  1. Kunststoffbauteil (5) zum Einbau in eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs, wobei die Karosserie eine aus Metall bestehende Trägerstruktur (2, 3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffbauteil (5) ein eingelegtes Metallteil (6) aufweist, wobei ein Bereich (7) des Metallteils (6) frei liegt.
  2. Kunststoffbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallteil (6) mit einem Bereich (7) vollständig aus dem Kunststoffbauteil (5) herausragt.
  3. Kunststoffbauteil nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eingelegte Metallteil (6) mit der Karosserie (2, 3) des Kraftfahrzeugs mittels einer Schweißverbindung befestigt ist.
  4. Kunststoffbauteil nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eingelegte Metallteil (6) mit der Karosserie (2, 3) des Kraftfahrzeugs mittels einer Schweißklebeverbindung (8) befestigt ist.
DE2003142603 2003-09-15 2003-09-15 Kunststoffbauteil für Kraftfahrzeuge Withdrawn DE10342603A1 (de)

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