DE19904630A1 - Hohlprofil für Fahrzeuge - Google Patents
Hohlprofil für FahrzeugeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Hohlprofil (1; 12) für Fahrzeuge mit einem in eine Hohlkammer (2, 3; 14) des Hohlprofils (1; 12) eingesetzten Versteifungselement (4; 17, 18) und mit einem zwischen einer Außenkontur des Versteifungselements (4; 17, 18) und einer Hohlkammerinnenwand (7) eingebrachten Klebemittel (11) zur Befestigung des Versteifungselementes (4; 17, 18) in der Hohlkammer (2, 3; 14). Erfindungsgemäß ist das Klebemittel (11) ein expandierender Klebstoff, der nach dem Einbringen des Versteifungselements (4; 17, 18) expandiert und das Versteifungselement (4; 17, 18) in einer gewünschten Position an der Hohlkammerinnenwand (7) fixiert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Hohlprofil für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Hohlprofile werden im Fahrzeugbau u. a. für einen gewichtsgünstigen Auf
bau verwendet, z. B. in Verbindung mit Hohlprofliträgern. Um im Crashfall
die Wucht eines Aufpralls abzuschwächen, ist es weiter bekannt, in die
Hohlkammern der Hohlprofile Versteifungselemente einzusetzen.
Die Versteifungselemente können in den Hohlprofilen z. B. durch einen
Klemmschluß festgelegt werden. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß eine
Lockerung des Klemmschlusses auftreten kann, was zu einem uner
wünschten Klappern führt. Aus der GB 2 311 259 A ist es bekannt, die
Versteifungselemente in Form von Versteifungsblechen durch Punkt
schweißen zu befestigen. An schwer zugänglichen Stellen ist eine Fixie
rung mittels Punktschweißen jedoch nur erschwert möglich.
Ein ähnlicher Aufbau mit Verstärkungsrohren in Seitenschwellern ist aus
der DE 196 03 098 C2 bekannt.
Aus der gattungsgemäßen DE 92 10 257 U1 ist ein Aufprallhohlprofil für
Fahrzeugtüren bekannt, bei der die Hohlkammer des Aufprallhohlprofils
mit einer Füllung aus Aluminiumschaum ausgefüllt ist. Diese Aluminium
schaumfüllung ist mit der Innenwand der Hohlkammer fest verbunden.
Diese Verbindung wird u. a. durch Aufschrumpfen des Hohlprofils auf einen
vorgefertigten Aluminiumschaumformling oder durch Einkleben eines vor
gefertigten Aluminiumschaumformlings in die Hohlkammer hergestellt.
Wie diese Klebeverbindung konkret ausgeführt wird, ist nicht beschrieben.
Aus der DE 195 38 844 A1 ist es bekannt, ein vorgefertigtes Versteifungs
element vor dem Zusammenfügen eines Hohlprofils an einer Außenwand
einer Hohlprofilkammer anzukleben. Nachteilig ist hier jedoch, daß das
Versteifungselement vor dem kompletten Zusammenbau des Hohlprofils
eingesetzt werden muß.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Hohlprofil für Fahrzeuge zu schaf
fen, in das ein Versteifungselement auf einfache Weise mit guter Fixierung
klapperfrei eingesetzt ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Nach Anspruch 1 ist das Klebemittel ein expandierender Klebstoff, der
nach dem Einbringen des Versteifungselementes expandiert und das Ver
steifungselement in einer gewünschten Position an der Hohlkammerinnen
wand fixiert.
Mit einem derartigen expandierenden Klebstoff ist eine gute und einfache
Klebebefestigung eines Versteifungselements in einer Hohlkammer eines
Hohlprofils möglich, da die Fixierung des Versteifungselements an der
Hohlkammerinnenwand im wesentlichen selbsttätig durch die dem Einset
zen im zeitlichen Abstand nachfolgende Expansion des Klebstoffs erfolgt,
wobei sich während des Expansionsvorgangs das Versteifungselement mit
einem Teil seiner Außenkontur an der Hohlprofilinnenwand abstützt. Ins
besondere wird durch diese Art der Befestigung von Versteifungselementen
in Hohlprofilen eine schnelle und einfache Montage auch an schwer zu
gänglichen Stellen ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Verstei
fungselemente mit der erfindungsgemäßen Klebebefestigung auch klapper
frei in einer Hohlkammer des Hohlprofils befestigbar sind.
Nach Anspruch 2 ist in der Außenkontur des Versteifungselementes wenig
stens eine Kavität ausgebildet, in die der expandierende Klebstoff einbring
bar ist. In diese wenigstens eine Kavität wird der expandierende Klebstoff
vor dem Einschieben so eingebracht, daß er die Kavität nur bis zu einer be
stimmten Höhe füllt. Diese Füllhöhe wird während des Einschiebevorgangs
beibehalten. Im zeitlichen Abstand nach diesem Einsetzen dehnt sich der
Klebstoff jedoch in der Kavität aus und stellt eine Klebeverbindung zwi
schen dem Versteifungselement und dem der jeweiligen Kavität gegenüber
liegenden Hohlkammerinnenwandbereich her. Vorteilhaft können damit
insbesondere diejenigen Versteifungselemente, die mit wenigstens einem
Teil ihrer Außenkontur im wesentlichen formschlüssig in eine Hohlkam
mer eines Hohlprofils eingesetzt werden, ohne ein Abstreifen des Klebstoffs
während des Einschiebevorgangs in das Hohlprofil eingesetzt werden. Dies
macht eine schnellere und einfachere Montage eines Versteifungselementes
möglich.
Grundsätzlich kann eine Kavität jede gewünschte Geometrie aufweisen.
Nach Anspruch 3 ist die wenigstens eine Kavität zur Fixierung des Verstei
fungselementes an der Hohlkammerinnenwand als eine Anordnung mehre
rer Sacklöcher ausgebildet. Damit ist eine punktweise Fixierung des Ver
steifungselementes an der Hohlkammerinnenwand möglich. Mit einer der
artigen punktweisen Fixierung kann die Menge des benötigten Klebstoffes
auf das für eine gute Befestigung notwendige Maß reduziert werden.
Alternativ dazu ist nach Anspruch 4 die wenigstens eine Kavität zur Fixie
rung des Versteifungselementes an der Hohlkammerinnenwand als Klebe
nut ausgebildet. Damit ist eine streifenförmige Fixierung des Versteifungs
elementes an der Hohlkammerinnenwand für eine feste Verbindung mög
lich. Vorzugsweise ist die Klebenut als eine durchgehende Nut ausgebildet,
wobei am Versteifungselement je nach Einsatzfall eine Mehrzahl dieser
Klebenuten ausgebildet sein kann.
Nach Anspruch 5 ist das Versteifungselement mit einem Spaltabstand, vor
zugsweise einem Spaltabstand von 1 mm, zwischen der Außenkontur des
Versteifungselementes und der Hohlkammerinnenwand in das Hohlprofil
einsetzbar. Aufgrund eines derartigen Spaltabstandes zwischen der Außen
kontur des Versteifungselementes und der Hohlkammerinnenwand kann
das Versteifungselement auf einfache Weise schnell und insbesondere ohne
ein Verkanten und Sperren in das Hohlprofil eingesetzt werden. Nach dem
Einsetzen des Versteifungselementes überwindet der Klebstoff durch Ex
pansion diesen Spaltabstand und stellt eine feste Klebeverbindung zwi
schen den beiden Bauteilen her.
Nach Anspruch 6 ist der expandierende Klebstoff eine expandierende Kle
berpaste und/oder ein expandierendes Klebeband, vorzugsweise auf
Epoxidharz- und/oder Polyurethanbasis, die bei geringen Expansions- und
Aushärtezeiten eine hohe Festigkeit der Klebeverbindung herstellt.
Nach Anspruch 7 ist der expandierende Klebstoff ein bei Umgebungstempe
ratur expandierender und aushärtender Klebstoff. Diese Art der Befestigung
von Versteifungselementen in einem Hohlprofil eignet sich insbesondere
bei großen und sperrigen Hohlprofilen, wie z. B. Hohlprofilträgern, da diese
für eine Expansion des Klebstoffes nicht erwärmt werden müssen. In einer
alternativen Ausführungsform ist der expandierende Klebstoff nach An
spruch 8 ein warmexpandierender und aushärtender Klebstoff. Die Expan
sion und das Aushärten eines derartigen Klebstoffes kann ohne zusätzli
chen Aufwand beim Einbrennen eines Lacks, vorzugsweise bei Einbrenn
temperaturen von etwa 150°C bis 200°C, erfolgen.
Nach Anspruch 9 ist der expandierende Klebstoff als Klebstoffstreifen auf
gebracht und durch ein doppelseitiges Klebeband wenigstens bis zu seiner
Expansion gehalten. Der expandierende Klebstoffstreifen kann beispielswei
se in einer Klebenut eingelegt sein oder aber auch an der Außenkontur des
Versteifungselementes mit dem doppelseitigen Klebeband festgelegt wer
den. Bei einer Befestigung des Klebstoffstreifens an der Außenkontur des
Versteifungselementes ist es erforderlich, daß das Versteifungselement mit
samt aufgebrachtem Klebstoffstreifen vor dem Einsetzen des Versteifungs
elementes einen Spaltabstand zur Hohlkammerinnenwand aufweist. Dieser
Spaltabstand ist erforderlich, um ein Abstreifen des Klebstoffstreifens beim
Einsetzen des Versteifungselementes zu vermeiden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist nach Anspruch 10 der expandie
rende Klebstoff als Extrusionsprofil der Außenkontur des Versteifungsele
mentes angepaßt. Zur besseren Fixierung des Klebebandes an der Außen
kontur weist die Außenkontur des Versteifungselementes vorzugsweise
Hinterschneidungen auf.
Grundsätzlich kann eine das Versteifungselement aufnehmende Hohl
kammer eines Hohlprofils mit wenigstens einer Hohlkammer eine beliebige
Geometrie aufweisen. In einer nach Anspruch 11 bevorzugten Ausfüh
rungsform weist die das Versteifungselement aufnehmende Hohlkammer
des Hohlprofils einen in etwa rechteckförmigen Querschnitt auf. Das Ver
steifungselement erstreckt sich dabei diagonal zwischen zwei Eckbereichen
des rechteckförmigen Hohlkammerquerschnitts. Damit ist eine auf den Ein
zelfall abgestimmte Versteifung des Hohlprofils je nach Krafteinleitung und
Kraftfluß, z. B. im Crashfall, möglich.
Nach Anspruch 12 weist das Versteifungselement Randverdickungen auf,
wobei die Außenkontur der Randverdickungen des Versteifungselementes
an die Hohlkammerinnenwandgeometrie angepaßt ist. In derartigen Rand
verdickungen können vorteilhaft Klebenuten und/oder Sacklochanordnun
gen zur Einbringung eines expandierenden Klebstoffes ausgebildet werden.
Nach Anspruch 13 ist das Hohlprofil ein Blechprofil und/oder ein Strang
preßprofil. Vorzugsweise wird als Werkstoff für das Hohlprofil Aluminium
oder Magnesium verwendet. Das Versteifungselement ist ein Strangpreß
profil und/oder ein Gußteil. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das
Versteifungselement aus einem Aluminiumschaum gegossen, wodurch
sich ein insgesamt gewichtsgünstiger Aufbau des Hohlprofils ergibt. Falls
in einem derartigen aus Aluminiumschaum gegossenes Versteifungsele
ment Kavitäten ausgebildet sind, entsteht eine porige Oberfläche, so daß in
den Kavitäten eine gute Adhäsion des Klebstoffes möglich ist. Weiter ist
durch eine Klebeverbindung eine Mischbauweise mit unterschiedlichen Ma
terialpaarungen möglich, z. B. Aluminium und Stahl.
Grundsätzlich kann ein erfindungsgemäßes Hohlprofil an beliebigen Stellen
eines Fahrzeugs verwendet werden. In einer nach Anspruch 14 bevorzug
ten Ausführungsform ist das Hohlprofil ein Seitenschweller, wobei das Ver
steifungselement wenigstens in Teilbereichen, vorzugsweise an Krafteinlei
tungsstellen im Bereich der B-Säule, eingesetzt ist. Damit kann im
Crashfall die Wucht eines Aufpralls in diesem besonders gefährdeten Be
reich abgeschwächt werden. Werden die Versteifungselemente z. B. im Be
reich eines vorderen und hinteren Sitzquerträger angeordnet, kann im
Crashfall zudem ein günstiger Kraftfluß erreicht werden.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Hohlprofil eines Fahr
zeugs mit in eine Hohlkammer eingesetztem Versteifungselement,
und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Seitenschwellers als Hohlprofil
mit an Krafteinleitungsstellen eingesetztem Versteifungselement.
In der Fig. 1 ist schematisch ein Querschnitt durch einen Hohlprofilträger 1
dargestellt, der eine obere Hohlkammer 2 und eine untere Hohlkammer 3
aufweist. Die obere Hohlkammer 2 weist einen in etwa rechteckförmigen
Querschnitt auf.
In diese obere Hohlkammer 2 ist ein Versteifungselement 4 als Einleger
eingesetzt. Das Versteifungselement 4 erstreckt sich diagonal zwischen
zwei gegenüberliegenden Eckbereichen des rechteckförmigen Hohlkam
merquerschnitts.
Das Versteifungselement 4 ist als Gußteil aus einem Aluminiumschaum
gegossen. Wie dies der Fig. 1 weiter zu entnehmen ist, weist das Verstei
fungselement 4 Randverdickungen 5, 6 auf. In der Randverdickung 5 des
Versteifungselementes 4 sind an gegenüberliegenden Seiten jeweils Klebe
nuten 8, 9 ausgebildet. Ebenso ist in der gegenüberliegenden Randver
dickung 6 eine durchgehende Klebenut 10 ausgebildet.
Wie dies aus der Fig. 1 weiter ersichtlich ist, weist das Versteifungselement
4 im Bereich der Randverdickungen 5, 6 einen Spaltabstand von vorzugs
weise 1 mm zwischen der Außenkontur des Versteifungselementes 4 und
der Hohlkammerinnenwand 7 auf.
Vor dem Einsetzen des gegossenen Versteifungselementes 4 in die obere
Hohlkammer 2 des Hohlprofllträgers 1 wird z. B. ein bei Umgebungstempe
ratur expandierender und aushärtender Klebstoff 11 auf Epoxidharz-
und/oder Polyurethanbasis in die Klebenuten 8, 9, 10 eingebracht. Diese
durchgehenden Klebenuten 8, 9, 10 weisen aufgrund der Nachbearbeitung
eine offenporige Oberfläche für eine gute Adhäsion des Klebstoffs 11 auf.
Anschließend wird das Versteifungselement 4 in die obere Hohlkammer 2
des Hohlprofilträgers 1 eingesetzt. Eine bestimmte Zeit nach dem Einset
zen des Versteifungselementes 4 in den Hohlprofilträger 1 expandiert der
Klebstoff 11 in den Klebenuten 8, 9, 10 und dehnt sich bis zur Hohlkam
merinnenwand 7 aus, wobei sich das Versteifungselement 4 mit einem Teil
seiner Außenkontur an der umgebenden Hohlträgerprofilinnenwand 7 ab
stützt. Nach der Expansion härtet der Klebstoff 11 aus.
In der Fig. 2 ist schematisch eine Einsatzmöglichkeit in einem Fahrzeug
dargestellt. Das Hohlprofil ist hier ein Seitenschweller 12 im Bereich einer
B-Säule 13. In eine Hohlkammer 14 dieses Seitenschwellers 12 ist an
Krafteinleitungsstellen, insbesondere im Bereich eines vorderen Sitzquer
trägers 15 und eines hinteren Sitzquerträgers 16, jeweils ein Versteifungs
element 17, 18 z. B. mittels eines bei Umgebungstemperatur expandieren
den und aushärtenden Klebstoffs eingeklebt.
Claims (14)
1. Hohlprofil für Fahrzeuge,
mit einem in eine Hohlkammer des Hohlprofils, vorzugsweise einem Hohlprofliträger, eingesetzten Versteifungselement als Einleger und mit einem zwischen einer Außenkontur des Versteifungselements und einer Hohlkammerinnenwand eingebrachten Klebemittel zur Befesti gung des Versteifungselementes in der Hohlkammer, dadurch gekennzeichnet,
daß das Klebemittel ein expandierender Klebstoff (11) ist, der nach dem Einbringen des Versteifungselementes (4; 17, 18) expandiert und das Versteifungselement (4; 17, 18) in einer gewünschten Position an der Hohlkammerinnenwand (7) fixiert.
mit einem in eine Hohlkammer des Hohlprofils, vorzugsweise einem Hohlprofliträger, eingesetzten Versteifungselement als Einleger und mit einem zwischen einer Außenkontur des Versteifungselements und einer Hohlkammerinnenwand eingebrachten Klebemittel zur Befesti gung des Versteifungselementes in der Hohlkammer, dadurch gekennzeichnet,
daß das Klebemittel ein expandierender Klebstoff (11) ist, der nach dem Einbringen des Versteifungselementes (4; 17, 18) expandiert und das Versteifungselement (4; 17, 18) in einer gewünschten Position an der Hohlkammerinnenwand (7) fixiert.
2. Hohlprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Außenkontur des Versteifungselementes (4; 17, 18) wenigstens eine
Kavität (8, 9, 10) ausgebildet ist, in die der expandierende Klebstoff
(11) einbringbar ist.
3. Hohlprofil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wenig
stens eine Kavität zur Fixierung des Versteifungselementes (4; 17, 18)
an der Hohlkammerinnenwand (7) als Anordnung mehrerer Sacklö
cher ausgebildet ist.
4. Hohlprofil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wenig
stens eine Kavität zur Fixierung des Versteifungselements (4; 17, 18)
an der Hohlkammerinnenwand (7) als Klebenut (8, 9, 10], vorzugs
weise als durchgehende Nut (8, 9, 10), ausgebildet ist.
5. Hohlprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß das Versteifungselement (4; 17, 18) mit einem Spaltabstand,
vorzugsweise einem Spaltabstand von 1 mm, zwischen der Außen
kontur des Versteifungselementes (4; 17, 18) und der Hohlkammerin
nenwand (7) in das Hohlprofil (1; 12) einsetzbar ist.
6. Hohlprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß der expandierende Klebstoff (11) eine expandierende Kleber
paste und/oder ein expandierendes Klebeband, vorzugsweise auf
Epoxidharz- und/oder Polyurethanbasis, ist.
7. Hohlprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich
net, daß der expandierende Klebstoff (11) ein bei Umgebungstempera
tur expandierender und aushärtender Klebstoff ist.
8. Hohlprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich
net, daß der expandierende Klebstoff ein bei Einbrenntemperaturen
eines Lacks, vorzugsweise bei Temperaturen von etwa 150°C bis
200°C, warmexpandierender und aushärtender Klebstoff ist.
9. Hohlprofil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der expan
dierende Klebstoff als Klebstoffstreifen aufgebracht ist und durch ein
doppelseitiges Klebeband wenigstens bis zu seiner Expansion gehal
ten ist.
10. Hohlprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich
net, daß der expandierende Klebstoff als Extrusionsprofil der Außen
kontur des Versteifungselementes (4; 17, 18), vorzugsweise einer
Außenkontur mit Hinterschneidungen, angepaßt ist.
11. Hohlprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich
net, daß die das Versteifungselement (4; 17, 18) aufnehmende Hohl
kammer (2, 3; 14) des Hohlprofils (1; 12) einen in etwa rechteckförmi
gen Querschnitt aufweist, wobei sich das Versteifungselement (4; 17,
18) diagonal zwischen zwei Eckbereichen des rechteckförmigen Hohl
kammerquerschnitts erstreckt.
12. Hohlprofil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver
steifungselement (4; 17, 18) mit Randverdickungen (5, 6) ausgebildet
ist, wobei die Außenkontur der Randverdickungen (5, 6) des Verstei
fungselementes (4; 17, 18) an die Hohlkammerinnenwandgeometrie
angepaßt ist.
13. Hohlprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich
net, daß das Hohlprofil (1; 12) ein Blechprofil und/oder Strangpreßpro
fil, vorzugsweise aus Aluminium und das Versteifungselement (4; 17,
18) ein Strangpreßprofil und/oder Gußteil, vorzugsweise aus Alumi
niumschaum, ist.
14. Hohlprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich
net, daß das Hohlprofil ein Seitenschweller (12) ist und das Verstei
fungselement (17, 18) wenigstens in Teilbereichen, vorzugsweise an
Krafteinleitungsstellen im Bereich der B-Säule (13), eingesetzt ist.
Priority Applications (1)
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DE19904630A DE19904630B4 (de) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | Hohlprofil für Fahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19904630B4 DE19904630B4 (de) | 2007-08-16 |
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ID=7896499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19904630A Withdrawn - After Issue DE19904630B4 (de) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | Hohlprofil für Fahrzeuge |
Country Status (1)
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