WO2010054892A1

WO2010054892A1 - VORRICHTUNGEN AUFWEISEND EINE AUßENSCHALE MIT EINEM INNENRAUM UND EIN ABDICHTENDES SCHOTTTEIL

Info

Publication number: WO2010054892A1
Application number: PCT/EP2009/062838
Authority: WO
Inventors: Christian Peynot
Original assignee: Henkel Ag & Co. Kgaa
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2009-10-02
Publication date: 2010-05-20
Also published as: DE102008057260A1

Abstract

Vorrichtung (10), insbesondere für Dämmung von Karosserien (1) von Kraftfahrzeugen, mit einer einen Innenraum (22) umgrenzenden Außenschale (20), und mit einem im Innenraum (22) angeordneten Schottteil (100) mit einem Träger (101) und einem expansionsfähigen Material (103), wobei ein Zwischenraum (23) zwischen dem Träger (101) und zumindest einer Innenwand (21) der Außenschale (20) gebildet und wobei der Zwischenraum (23) mindestens bereichsweise durch das expansionsfähige Material (103) im expandierten Zustand ausgefüllt wird und wobei der Träger (101) aus einem Kunststoffmaterial besteht und mit der Innenwand (21) der Außenschale (20) über eine stoffschlüssige Verbindung (108) verbunden ist.

Description

Patentanmeldung

Vorrichtungen aufweisend eine Außenschale mit einem Innenraum und ein abdichtendes Schottteil

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen aufweisend akustisch wirkende und abdichtende Schottteile innerhalb von Innen- oder Hohlräumen von strukturellen Bauteilen bei Kraftfahrzeugen, ein zum Einsatz kommendes Schottteil selbst sowie ein Verfahren für die Herstellung einer derartigen Vorrichtung.

Moderne Fahrzeugkonzepte und Fahrzeugkonstruktionen weisen eine Vielzahl von Hohlräumen auf, die abgedichtet werden müssen, um den Eintritt von Feuchtigkeit und Verschmutzungen zu verhindern, da diese zur Korrosion an den entsprechenden Karosserieteilen von innen heraus führen kann. Dies trifft insbesondere auch auf moderne selbsttragende Karosseriekonstruktionen zu, bei denen Rahmenkonstruktion oder auch so genannte "space frames" eingesetzt werden. Derartige Konstruktionen weisen systembedingt eine Reihe von Hohlräumen auf, die gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Verschmutzungen abgedichtet werden müssen. Da diese Hohlräume außerdem Luftschall in Form von unangenehmen Fahrzeuglauf- und Windgeräuschen weiterleiten, dienen derartige Abdichtmaßnahmen auch zur Minderung der Geräusche und damit zur Erhöhung des Fahrkomforts im Fahrzeug. Bei herkömmlicher Bauweise werden diese Hohlräume enthaltenden Rahmen- und Karosserieteile aus halbschaligen Bauteilen vorgefertigt, die zu einem späteren Zeitpunkt durch Schweißen, Bördeln und/oder Kleben zu dem geschlossenen Hohlprofil gefügt werden. Bei derartiger Bauweise ist der Hohlraum im frühen Aufbauzustand einer Fahrzeugkarosserie also leicht zugänglich, so dass abdichtende und akustisch dämpfende Schottteile in dieser frühen Phase des Rohbaus durch mechanisches Einhängen, durch Einstecken in entsprechende Haltevorrichtungen, Bohrungen oder durch Anschweißen fixiert werden können.

Schottteile, die eine abdichtende und/oder akustische Wirkung in derartigen Hohlräumen bewirken, werden im angelsächsischen Sprachgebrauch auch "pillar filier" oder "baffles" oder auch "acoustic baffles" genannt. Sie bestehen in der Regel entweder vollständig aus thermisch expandierbaren Formkörpern oder sehr häufig aus Formkörpern, die einen Träger und in ihrem Peripheriebereich expandierbare polymere Bindemittel enthalten. Diese Schottteile werden dann im Rohbau durch Einhängen, Einclipsen oder Verschrauben an den zu diesem Zeitpunkt noch offenen Baustrukturen befestigt. Nach dem Schließen der Baustrukturen im Rohbau und den weiteren Vorbehandlungen der Karosserie wird dann die Prozesswärme der Öfen zur Aushärtung der kathodischen Tauchlackierung (KTL bzw. E-coat) ausgenutzt, um die Expansion des expandierbaren Teils des Schottteils auszulösen um somit den Querschnitt des Hohlraums abzudichten. Die WO 01/83206 beschreibt ein Schottteil zur Verwendung in dem Hohlraum eines strukturellen Bauteils einer Fahrzeugkarosse zur Dämpfung von akustischen Schallwellen und zur Versteifung des Bauteils quer zur Längsachse des strukturellen Bauteils. Das Schottteil besteht dabei aus einem Kunststoffträger mit einem Randbereich. In dem Randbereich ist ein kontinuierliches Band eines expandierbaren Materials angeordnet. Weiterhin soll der Träger ein Fixierungsmittel in Form eines Clips aufweisen, der in die dafür vorgesehenen Löcher in der Wandung des strukturellen Bauteils gesteckt werden soll. Problematisch bei dergleichen Schottteilen ist die Herstellung des Trägers mit angeformten Clips. Durch die Hinterschnitte der Clips ist ein hoher Fertigungsaufwand notwendig. Ferner können die Clips bei der Montage abbrechen, so dass eine Befestigung des Schottteiles an dem strukturellen Bauteil nicht möglich ist. Ein weiterer Nachteil ist die Ausrüstung des strukturellen Bauteils mit Öffnungen, in die die Clips eingreifen können. Die Ausrüstung des Bauteils mit Öffnungen geht mit einem weiteren Verfahrensschritt einher und kann das Bauteil schwächen und stellt mögliche Angriffspunkte für Korrosion bereit.

Aus der WO 03/004314 A1 ist eine Schalldämmungsvorrichtung bekannt, die in ein röhrenförmiges Teil, insbesondere ein Fahrzeugkarosserieteil eingesetzt werden kann. Diese Schalldämmungsvorrichtung weist einen Unterteilungseinsatz und einen Strang aus einer durch Wärme ausdehnbaren Zusammensetzung zur Bildung eines Schaums auf, wobei dieser Strang an den Umfang des Einsatzes angesetzt ist. Die Vorrichtung umfasst ferner Mittel zum Befestigen der Schalldämmungsvorrichtung an dem röhrenförmigen Teil vor dem Ausdehnen der Zusammensetzung. Hierfür ist ein metallischer Träger vorgesehen, der mit dem Einsatz verbunden und an das röhrenförmige Teil geschweißt wird. Durch den Einsatz eines metallischen Trägers wird ein weiteres Bauteil für die Schalldämmungsvorrichtung benötigt, welches die Kosten und den Produktionsaufwand erhöht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, durch Schottteile abgedichtete Vorrichtungen bereitzustellen, die kostengünstiger herstellbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung sind mit den Unteransprüchen angegeben.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung mit einer einen Innenraum umgrenzenden Außenschale und mit einem im Innenraum angeordneten Schottteil mit einem Träger und einem expansionsfähigen Material einzusetzen, wobei ein Zwischenraum zwischen dem Träger und der Innenwand der Außenschale gebildet und wobei der Zwischenraum mindestens bereichsweise durch das expansionsfähigen Material im expandierten Zustand ausgefüllt wird, wobei der Träger aus einem Kunststoffmaterial besteht und mit der Innenwand der Außenschale über eine stoffschlüssige Verbindung verbunden ist.

Die Außenschale kann dabei ein abzudichtender Hohlraum eines Kraftfahrzeugs sein. Dabei sind insbesondere eine A-Säule, eine B-Säule, eine C-Säule, ein Schweller, ein Ansatz eines Kotflügels sowie ein Kotflügelbereich und/oder eine Windschutzscheibenöffnungen denkbar. Diese und andere Außenschalen begrenzen einen Innen- oder Hohlraum, welcher mit einem Schottteil ausgerüstet werden kann, um beispielsweise eine Abdichtung gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit und Verschmutzungen, eine Abdichtung gegen die Weiterleitung von Luftschall in Form von unangenehmen Fahrzeuglauf- und Windgeräuschen zu gewährleisten oder eine Minderung der Geräusche und damit zur Erhöhung des Fahrkomforts im Fahrzeug zu erreichen.

Hierfür wird das Schottteil („baffle" oder „Pillar Filier") in den Innen- oder Hohlraum eingesetzt. Das Schottteil wiederum besteht aus einem Träger aus einem Kunststoffmaterial und einem expansionsfähigen Material. Vorzugsweise kommt ein thermisch expansionsfähiges Material zum Einsatz. Der Träger weist vorzugsweise einen C- oder U-förmigen Kanal auf oder beinhaltet Aufnahmen zum Halten des expansionsfähigen Materials. Das expansionsfähige Material umgibt dabei die Trägerplatte in der Regel vollständig und kann sich dabei in dem C- bzw. U-förmigen Kanal des Trägers befinden, wobei das expansionsfähige Material ggf. aus der offenen Seite des C- bzw. U-förmigen Kanals herausragen oder zurückstehen kann.

Beim Einsatz eines thermisch aktivierbaren Materials können insbesondere geeignete polymere Basisbindemittel zum Einsatz kommen, wie beispielsweise Ethylenvinylacetat-Copolymere (EVA), Copolymere des Ethylens mit (Meth)-acrylatestern, die gegebenenfalls noch anteilig (Meth)acrylsäure einpolymerisiert enthalten, statistische oder Blockcopolymere des Styrols mit Butadien oder Isopren oder deren Hydrierungsprodukte. Letztere können auch Triblockcopolymere vom Typ SBS, SIS oder deren Hydrierungsprodukte SEES oder SEPS sein. Zusätzlich können die Bindemittel noch Vernetzer, Haftvermittler, klebrigmachende Harze („tackifier"), Weichmacher sowie weitere Hilfs- und Zusatzstoffe wie z. B. niedermolekulare Oligomere enthalten. Zur Erzielung einer ausreichenden Treibfähigkeit und Expansionsfähigkeit enthalten diese polymeren Bindemittel noch Treibmittel. Als Treibmittel eignen sich im Prinzip alle bekannten Treibmittel wie z. B. die "chemischen Treibmittel" die durch Zersetzung Gase freisetzen oder "physikalische Treibmittel", d. h. expandierende Hohlkugeln. Beispiele für die erstgenannten Treibmittel sind Azobisisobutyronitril, Azodicarbonamid, Di-Nitrosopentamethylentetramin, 4,4'-Oxybis(benzolsulfonsäurehydrazid), Diphenylsulfon-3,3'-disulfohydrazid, Benzol-1 ,3-disulfohydrazid, p-Toluolsulfonylsemicarbazid. Beispiele für die physikalischen Treibmittel sind expandierbare Kunststoffmikrohohlkugeln auf der Basis von Polyvinylidenchloridcopolymeren oder Acrylnitril/- (Meth)acrylat-Copolymeren, wie sie z. B. unter den Namen "Dualite" bzw. "Expancel" von den Firmen Pierce & Stevens bzw. Casco Nobel im Handel erhältlich sind.

Die Aktivierung und Expansion des expansionsfähigen Materials kann vorzugsweise unter Ausnutzung der Prozesswärme des KTL-Ofens zur Aushärtung der kathodischen Tauchlackierung einer Kraftfahrzeugskarosserie erfolgen. Selbstverständlich ist auch eine gesonderte Einwirkung von Wärme zur Expansion des expansionsfähigen Materials denkbar. Zudem kann ein expansionsfähiges Material zum Einsatz kommen, welches nicht thermisch aktivierbar, sondern beispielsweise mehrkomponentig ist und erst durch den Einsatz von einer oder weiteren Komponenten expandiert. Zur Befestigung des Schottteiles vor der Expansion des expansionsfähigen Materials wird der Träger aus einem Kunststoffmaterial des Schottteils mit der Innenwand der Außenschale mittels einer stoffschlüssigen Verbindung verbunden. Diese Verbindung dient in erster Linie der Fixierung des Schottteiles in dem Innenraum der Außenschale vor der endgültigen Fixierung durch die Expansion des expansionsfähigen Materials im Sinne einer Montagehalterung. Der Träger wird hierfür stoffschlüssig mit der Innenwand der Außenschale verbunden. Für die Verbindung sind keine Bohrungen, Ausschnitte oder Durchbrüche in der Außenschale notwendig, welche beispielsweise die Korrosion begünstigen oder das Material schwächen könnten. Der Träger wird lediglich mit der Innenwand der Außenschale stoffschlüssig verbunden. Als stoffschlüssige Verbindungsverfahren eignen sich insbesondere Kleben, Löten oder Schweißen.

Als besonders vorteilhaft hat sich dabei der Einsatz eines Trägers erwiesen, welcher ein hervorstehendes Befestigungselement zur stoffschlüssigen Verbindung mit der Außenschale aufweist. Das Befestigungselement ist dabei aus einem Kunststoffmaterial. Bevorzugt ist das Befestigungselement aus demselben Material wie der Träger selbst und einstückig mit diesem verbunden. Bei der Herstellung des Trägers, beispielsweise im Spritzgußverfahren kann das Befestigungselement vorzugsweise an den Träger angespritzt werden. Es wird somit zur Herstellung eines Trägers eines Schottteiles mit einem Befestigungselement nur ein Verfahrensschritt, wie beispielsweise ein Spritzgussvorgang benötigt, was die Kosten für einen solchen Träger mit einem Befestigungselement gegenüber Trägern mit separat hergestellten Befestigungselementen senkt. Das Befestigungselement steht vorzugsweise von dem Träger hervor, beispielsweise um die Expansion des expansionsfähigen Materials nach der Montage des Schottteiles in dem Innenraum der Außenschale nicht zu behindern.

Der Träger ist vorzugsweise aus thermoplastischen Kunststoffen geformt, wobei die thermoplastischen Kunststoffe gegebenenfalls faserverstärkt und/oder mit Füllstoffen versehen sein können. Bevorzugte thermoplastische Kunststoffe sind dabei Polyamide, Polyimide, Polyoxypropylen oder Polyethylenterephthalat, ganz besonders bevorzugt ist Polyamid 6 oder Polyamid 6.6.

Besonders vorteilhaft bei der Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Träger des Schottteils mit der Innenwand der Außenschale ist der Einsatz eines Schweißverfahrens. Der Träger aus Kunststoffmaterial kann beim Einsetzen in den Innenraum der Außenschale beispielsweise mit dem oben genannten vorstehenden Befestigungselement an die Innenwand der Außenschale angeschweißt und somit im Innenraum fixiert werden. Das Schweißen zur Herstellung der Verbindung eignet sich besonders bei einem Einsatz des Schottteils in einem Innenraum einer Außenschale einer Karosserie, da im Karosseriebau das Schweißen ein übliches Verfahren ist und die technischen Voraussetzungen und Anlagen in der Produktion zur Verfügung stehen.

Ein weiterer Vorteil bei dem Einsatz eines Schweißverfahrens zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung ist die Verwendung eines Laserstrahlschweißverfahrens. Bei dem Einsatz eines solchen Schweißverfahrens ist im Vergleich zu anderen Schweißverfahren ein geringerer, konzentrierter Energieeintrag in das Werkstück notwendig. Die Folge ist ein geringerer thermisch bedingter Verzug des Werkstückes, sowohl des Schottteils, als auch der Außenschale.

Als besonders vorteilhaft bei dem Einsatz eines Laserstrahlschweißverfahrens hat sich der Einsatz eines Diodenlasers erwiesen. Diodenlaser weisen bei den erforderlichen kleinen Leistungen eine für dieses Schweißverfahren gute Strahlqualität auf.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Schottteil für eine oben genannte Vorrichtung, welcher ein expandierbares Material und einen Träger aus einem Kunststoffmaterial beinhaltet, wobei der Träger ein hervorstehenden Befestigungselement aufweist, welches zur stoffschlüssigen Verbindung des Schottteils mit einem weiteren Bauteil, beispielsweise einer Innenwand einer Außenschale einer Fahrzeugkarosserie aufweist. Das Befestigungselement ist dabei vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, bevorzugt aus demselben Material wie der Träger selbst und einstückig mit diesem verbunden. Bei der Herstellung des Trägers, beispielsweise im Spritzgußverfahren, wird das Befestigungselement vorzugsweise an den Träger angespritzt. Es wird somit zur Herstellung eines Trägers eines Schottteiles mit einem Befestigungselement nur ein Verfahrensschritt, wie beispielsweise ein Spritzgussvorgang benötigt, was die Kosten für einen solchen träger mit einem Befestigungselement gegenüber Trägern mit separat hergestellten Befestigungselementen senken kann.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer oben beschriebenen Vorrichtung bei dem zunächst eine bereichsweise offene Außenschale bereitgestellt wird, welche verschließbar ist und im verschlossenen Zustand einen Innenraum umgrenzt. Gefolgt vom Einlegen eines Schottteils bestehend aus einem Träger aus einem Kunststoffmaterial und einem expansionsfähigen Material in den Innenraum der Außenschale. Im Anschluss wird das Schottteil an der Innenwand der Außenschale über eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Träger des Schottteils und der Innenwand der Außenschale fixiert, woraufhin die Außenschale geschlossen wird und das expansionsfähigen Material des Schottteiles expandiert wird.

Einige besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Fahrzeugkarosse,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Schottteil mit unexpandiertem Material,

Fig. 3 eine Schnittansicht der Vorrichtung aus Figur 2 mit expandiertem Material, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Schottteils für eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 5 eine teilgeschnittene perspektivische Ansicht des Schottteils aus Figur 4.

Bezugszeichenliste:

1 Fahrzeugkarosserie

2A A-Säule

2B B-Säule

2C C-Säule

T Türöffnung

R Radhaus

M Motorraum

W Windschutzscheibenöffnung

10 Vorrichtung

20 Außenschale

21 Innenwand

22 Innenraum

23 Zwischenraum

100 Schottteil

101 Träger

102 Kanal

103 expansionsfähiges Material

104 expandiertes Material

105 Befestigungselement

106 Befestigungsarm

107 Kontaktplatte

108 Schweißverbindung

109 zentrale Platte Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Fahrzeugkarosserie 1 die eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweisen kann. Dabei stellen die Karosseriebereiche einen durch eine Außenschale umgrenzten und abzudichtenden Innen- oder Hohlraum bereit in die ein Schottteil 100 zur Abdichtung eingesetzt werden kann. Als Außenschale, die einen Innenraum umgrenzt kommen insbesondere eine A- Säule 2A, eine B-Säule 2B, eine C-Säule 2C, ein Schweller unterhalb von Türöffnungen T, ein Ansatz eines hinteren Kotflügels an einem Radhaus R sowie ein vorderer Kotflügelbereich links und rechts von einem Motorraum M in Frage. In diese Innenräume sind jeweils Schottteile 100 der vorgenannten Ausführungsformen eingebracht worden. Weiterhin sind in den Hohlprofilteil unterhalb einer Windschutzscheibenöffnung W Schottteile 100 der vorgenannten Art verbaut worden.

Figur 2 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, die beispielsweise als A-Säule einer Fahrzeug karosserie zum Einsatz kommt. Die Vorrichtung 10 weist eine einen Innenraum 22 umgrenzende Außenschale 20 mit Innenwänden 21 auf, im vorliegenden Fall beispielsweise den Karosserieteil der A-Säule aus kaltgewalztem Stahl. Im Innenraum 22 ist zur Abdichtung das Schottteil

100 angeordnet. Das Schottteil 100 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial, im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Polyamid 6.6 und weist einen Träger 101 auf. Der Träger besteht aus einer zentralen Platte 109, an die umlaufend ein Kanal 102 in Form eines L-förmigen Flansches integral angegossen oder angespritzt ist. Der Kanal 102 dient zur Aufnahme eines thermisch expansionsfähigen und aufschäumbares Materials 103 in Strangform. Derartige Schottteile 100 lassen sich beispielweise kostengünstig durch Spritzguss fertigen, wobei in einem ersten Schritt der gesamte Träger 101 bestehend aus zentraler Platte 109 und integral angefügtem Kanal 102 durch Injektion eines thermoplastischen Werkstoffes in die Spritzgussform hergestellt wird. Die beiden Hälften der Spritzgussform werden bei der Entformung auseinander gezogen. In einem zweiten Arbeitsschritt kann dann in einer zweiten geeigneten Spritzgussform das thermisch expansionsfähigen Material 103 in den Kanal 102 eingebracht werden.

Das Schottteil 100 ist derart in dem Innenraum 22 angeordnet, dass die zentrale Platte 109 des Trägers

101 senkrecht zur Längsachse des abzudichtenden Innenraums angeordnet ist, so wie es in Figur 1 schematisch dargestellt ist. Zwischen dem Schottteil 100 und den Innenwänden 21 ist ein Zwischenraum 23 vorgesehen. Der Zwischenraum 23 wird von dem thermisch expandierbaren und aufschäumbaren Material 103 nach dessen Expansion ausgefüllt. Die Aktivierung und Expansion des expansionsfähigen Materials 103 erfolgt üblicherweise unter Ausnutzung der Prozesswärme des KTL-Ofens zur Aushärtung der kathodischen Tauchlackierung.

Zur Befestigung des Schottteiles 100 im Innenraum 22 der Außenschale 20 vor der Expansion des expansionsfähigen Materials 103 ist das Schottteil 100 über ein Befestigungselement 105 stoffschlüssig mit der Innenwand 21 verbunden. Hierfür ist an die zentrale Platte 109 des Trägers 101 ein Befestigungsarm 106 integral angegossen oder angespritzt. Dieser steht bereichsweise senkrecht zur Längsachse des abzudichtenden Innenraums 22 hervor. An dem Befestigungsarm 106 ist eine Kontaktplatte 107 vorgesehen, welche im verbauten Zustand im Wesentlichen parallel zur Innenwand 21 angeordnet ist, beziehungsweise flächig aufliegt. Selbstverständlich muss die Kontaktplatte 107 nicht eben, sondern kann vielmehr auch gewölbt sein oder andere beliebige Formen aufweisen, die sich eignen, sich der Form der Innenwand 21 anzupassen. Über die Kontaktplatte 107 ist das Schottteil 100 stoffschlüssig mit der Innenwand 21 verbunden. Hierfür wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Schottteil 100 im Bereich der Kontaktplatte 107 an die Innenwand 21 über eine Schweißverbindung 108 angeschweißt. Die Einteiligkeit des Befestigungselementes 105 und des Schottteiles 100 ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber den im Stand der Technik bekannten Lösungen, da für das Befestigungselement 105 kein weiteres Bauteil benötigt und kein gesonderter Verfahrensschritt zur Montage des Befestigungselementes 105 an das Schottteil 100 notwendig ist.

Zum Fixieren des Schottteiles 100 an der Innenwand 21 über die Schweißverbindung 108 kommt im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Laserstrahlschweißverfahren unter Einsatz eines Diodenlasers zum Einsatz. Diodenlaser weisen bei der erforderlichen kleinen Leistung zum Anschweißen des Schottteils 100 an die Innenwand 21 eine für dieses Schweißverfahren ausreichende Strahlqualität auf. Zudem sind Diodenlaser sehr kompakt in der Bauweise und sind daher bei der industriellen Fertigung gut einsetzbar. Ein weiterer Vorteil ist die lange Lebensdauer von Diodenlasern. Durch das genannte Schweißverfahren ist lediglich ein geringer, konzentrierter Energieeintrag in die Bauteile notwendig. Die Folge ist ein geringerer thermisch bedingter Verzug des Schottteiles 100 und/oder der Außenschale 20. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das Schottteil 100 aus Polyamid 6.6 und die Außenschale 20 und somit die Innenwand 21 aus kaltgewalztem Stahl. Zur Fixierung des Schottteiles 100 an der Innenwand 21 , insbesondere bei einer Verwendung der oben genannten Werkstoffe, hat sich eine Laserleistung im Bereich von 10 Watt bis 110 Watt als vorteilhaft erwiesen. Besonders bevorzugt kommt eine Leistung von 80 Watt zum Einsatz. Die Schweißverbindung 108 wird vorzugsweise mit einer Schweißgeschwindigkeit im Bereich von 80mm bis 400mm pro Sekunde hergestellt. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Geschwindigkeit von 200mm pro Sekunde herausgestellt. Selbstverständlich sind auch andere Schweißverfahren, insbesondere unter Einsatz von Nd:YAG-Lasern möglich.

Die Schweißverbindung 108 zwischen der Kontaktplatte 107 des Schottteils 100 und der Innenwand 21 der Außenschale 20 gewährleistet eine sichere Fixierung des Schottteiles 100 im Innenraum 22 bis zur Expansion des thermisch expansionsfähigen Materials 103. Für die sichere Fixierung sind keine Öffnungen, Schlitze oder ähnliche Verbindungselemente an oder in der Außenschale 20 notwendig. Durch den Einsatz eines Schottteiles 100 aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial mit einem Befestigungselement 105 kann somit eine kostengünstige Abdichtungsmöglichkeit des Innenraums 22 der Außenschale 20 bereitgestellt werden. Es ist sogar möglich, eine Außenschale 20 bei laufender Produktion mit einem derartigen Schottteil 100 auszurüsten, ohne die Außenschale 20 ändern zu müssen. Dies ist insbesondere notwendig, wenn beispielsweise Geräuschemissionen in einem Kraftfahrzeug in der laufenden Produktion verringert werden sollen. In diesem Fall muss lediglich ein an den abzudichtenden Innenraum 22 der Außenschale 20 angepasstes Schottteil 100 mit einem Befestigungselement 105 beispielsweise im Spritzgussverfahren hergestellt und über ein Laserstrahlschweißverfahren an die Innenwand 21 der Außenschale 20 angeschweißt werden. Die nachträgliche Ausrüstung der Außenschale 20 mit Verbindungselementen oder Öffnungen zur Fixierung des Schottteiles 100 während der Montage bis zur Expansion des thermisch expansionsfähigen Materials

103 ist nicht notwendig.

Figur 3 zeigt die Vorrichtung 10 aus Figur 2 mit einem expandierten Material 104 nach der Expansion des expansionsfähigen Materials beispielsweise unter Ausnutzung der Prozesswärme des KTL-Ofens zur Aushärtung der kathodischen Tauchlackierung der Fahrzeugkarosserie. Das expandierte Material 104 füllt den Zwischenraum zwischen dem Schottteil 100 und den Innenwänden 21 aus, fixiert das Schottteil 100 im Innenraum 22 der Außenschale an der Innenwand 21 und dichtet den Innenraum 22 ab. Die Montagefixierung des Schottteiles 100 an der Innenwand 21 über die Schweißverbindung 108 zwischen dem Befestigungselement 105, also der Kontaktplatte 107 mit angeformtem Befestigungsarm 106 und der Innenwand 21 verbleibt im gezeigten Ausführungsbeispiel. Vorteilhaft kann jedoch auch ein Lösen der Schweißverbindung 108 durch die Expansion des expandierten Materials 104 sein, so dass die End befestig u ng des Schottteiles 100 an der Innenwand 21 ausschließlich durch das expandierte Material

104 erfolgt.

Vorzugsweise erfolgt die Bereitstellung einer in Figur 3 gezeigten Vorrichtung 10 durch ein Verfahren, welches die folgenden Schritte aufweist. Zuerst wird eine bereichsweise offenen Außenschale 20, wie beispielsweise eine A-, B- oder C-Säule, ein Schwellerteil, ein Kotflügelbereich, ein Dachholm oder ähnliche hohle Baugruppen einer Fahrzeugkarosserie bereitgestellt. Diese Außenschale 20 kann dabei aus Stahlblech bestehen, ist verschließbar und umgrenzt im verschlossenen Zustand einen Innenraum 22. Meist bestehen die Außenschalen 20 aus zwei Hälften, welche beispielsweise im Herstellungsprozess der Fahrzeugkarosserie durch ein Schweißverfahren miteinander verbunden werden. Meist kommt im Karosseriebau oder allgemein in der blechverarbeitenden Fertigung zur Verbindung von beispielsweise Stahlblechen ein Widerstandspunktschweißverfahren oder Punktschweißverfahren zum Einsatz. Vor dem Schließen der Außenschale 20 wird das Schottteil 100 bestehend aus dem Träger 101 aus einem Kunststoffmaterial und einem expansionsfähigen Material 103 in den Innenraum 22 der Außenschale 20 eingelegt.

Die Querschnittsform des Schottteils 100 ist selbstverständlich im jeweiligen Anwendungsfall auf den Querschnitt des entsprechenden abzudichtenden Innenraums 22, beispielsweise der A-, B-, C-Säule der Schwellerteile, der Kotflügelbereiche, des Dachholms und dergleichen angepasst. Dabei ist in der nicht expandierten und nicht ausgehärteten Anlieferungsform des expansionsfähigen Materials 103 der Querschnitt des Schottteils 100 plus expansionsfähigen Materials 103 kleiner als die Querschnittöffnung des abzudichtenden Innenraums 22 der Außenschale 20 der Fahrzeugkarosserie. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, dass sämtliche Prozessflüssigkeiten in der Fertigung des Fahrzeuges wie Entfettungsmittel, Phosphatierungsmittel und KTL-Beschichtungsmaterial ungehindert durch die Innenräume 22 und Säulen der Fahrzeugkarosserie fließen können und die Innenwände 21 dieser Hohlraumelemente vollständig benetzen können. Um die Lage des Schottteils 100 innerhalb des Innenraums 22 der Außenschale 20 für die weiteren Verfahrensschritte zu sichern, wird das Schottteil 100 im Anschluss an der Innenwand 21 der Außenschale 20 mittels einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Träger 101 des Schottteils 100 und der Innenwand 21 der Außenschale 20 fixiert. Vorzugsweise kommt hierfür eine Schweißverbindung

108 zum Einsatz, welche durch ein Laserstrahlschweißverfahren hergestellt wird. Nach dem Fixieren des Schottteiles 100 im Innenraum 22 wird die Außenschale 20 geschlossen. Im Anschluss kann das expansionsfähige Material 103 beispielsweise unter Ausnutzung der Prozesswärme des KTL-Ofens zur Aushärtung der kathodischen Tauchlackierung der Fahrzeugkarosserie expandiert werden werden. Vorzugsweise kommt eine thermisch expandierbare Polymerzusammensetzung als expansionsfähiges Material 103 zum Einsatz welche im KTL-Ofen oder auch Rohbau-Ofen aktiviert wird. Zu diesem Zeitpunkt expandiert das thermisch expansionsfähige Material 103, haftet fest und sicher an den Innenwänden 21 der abzudichtenden Außenschale 20 und härtet aus. Hierdurch wird besagter Innenraum 22 der Außenschale 20 der Fahrzeugkarosserie vollständig abgedichtet.

Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schottteils 100, welches zur Bildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 beispielsweise im Innenraum einer Außenschale aus Figur 1 verbaut werde kann. Der Träger 101 weist die zentrale Platte 109 des Schottteils 100 auf. An die zentrale Platte

109 ist der umlaufende Kanal 102 angeformt in dem das expansionsfähige Material 103 vorgesehen ist. Der Kanal 102 weist nicht in allen Bereichen die gleiche Stärke auf, sondern beinhaltet Bereiche mit vergrößerten Volumen zur Aufnahme einer größeren Menge expansionsfähigen Materials 103 Dieses vergrößerte Volumen des Kanals 102 kann dazu benutzt werden, um kritische scharfe Ecken in den Innenräumen der Außenschale der Fahrzeugkarosserie mit Sicherheit vollständig und verlässlich auszufüllen. An der Unterseite der zentralen Platte 109 sind an den Träger 101 zwei Befestigungselemente 105 angeformt. Die Befestigungsarme 106 stehen von der zentralen Platte 109 hervor und münden in den Kontaktplatten 107, welche für die stoffschlüssige Verbindung mit der Innenwand der Außenschale in die das Schottteil 100 eingesetzt wird, vorgesehen sind.

Figur 5 zeigt eine teilgeschnittene perspektivische Ansicht des Schottteils 100 aus Figur 4. Der Blick richtet sich auf die Unterseite der zenralen Platte 109 des Trägers 101 mit dem oben liegenden Blick auf die offene Seite des Kanals 102, der mit expansionsfähigen Material 104 gefüllt ist. Zudem sind auf der abgebildeten Unterseite die Befestigungselemente mit den Befestigungsarmen 106 und den Kontaktplatten 107 sichtbar. Selbstverständlich können die Befestigungselemente auch auf der Oberseite des Schottteils vorgesehen werden 100. Zudem ist es denkbar an mehreren Seiten des Schottteils 100 Befestigungselemente oder nur ein einzelnes Befestigungselement vorzusehen.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung (10), insbesondere für Dämmung von Karosserien (1 ) von Kraftfahrzeugen, mit einer einen Innenraum (22) umgrenzenden Außenschale (20), und mit einem im Innenraum (22) angeordneten Schottteil (100) mit einem Träger (101 ) und einem expansionsfähigen Material (103), wobei ein Zwischenraum (23) zwischen dem Träger (101 ) und zumindest einer Innenwand (21 ) der Außenschale (20) gebildet und wobei der Zwischenraum (23) mindestens bereichsweise durch das expansionsfähige Material (103) im expandierten Zustand ausgefüllt wird dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (101 ) aus einem Kunststoffmaterial besteht und mit der Innenwand (21 ) der Außenschale (20) über eine stoffschlüssige Verbindung (108) verbunden ist.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Schweißverbindung (108) zur Verbindung des Trägers (101 ) mit der Innenwand (21 ) der Außenschale (20) zum Einsatz kommt.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (108) mittels eines Laserstrahlschweißverfahrens hergestellt wird.

4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem

Laserstrahlschweißverfahren zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung (108) ein Diodenlaser zum Einsatz kommt.

5. Schottteil (100) für eine Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweisend ein expansionsfähiges Material (103) und einen Träger (101 ) aus einem Kunststoffmaterial mit einem hervorstehenden Befestigungselement (105), um den Träger (101 ) über eine stoffschlüssige Verbindung (108) an einem weiteren Bauteil zu fixieren.

6. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 bis 4 gekennzeichnet durch die folgenden wesentlichen Verfahrensschritte:

■ Bereitstellung einer bereichsweise offenen Außenschale (20), welche verschließbar ist und im verschlossenen Zustand einen Innenraum (22) umgrenzt,

■ Einlegen eines Schottteils (100) bestehend aus einem Träger (101 ) aus einem Kunststoffmaterial und einem expansionsfähigen Material (103) in den Innenraum (22) der Außenschale (20),

■ Fixieren des Schottteils (100) an der Innenwand (21 ) der Außenschale (20) über eine stoffschlüssige Verbindung (108) zwischen dem Träger (101 ) des Schottteils (100) und der Innenwand (21 ) der Außenschale (10),

■ Schließen der Außenschale (20),

■ Expandieren des expansionsfähigen Materials (103)