Dievorliegende Erfindung betrifft ein einstückiges Verstärkungselementfür einen Fahrzeug Hohlkörper bestehend aus derKombination eines Hybridbauteils mit einem aus demselben Thermoplastenhergestellten Strukturverstärker in Nicht-Hybrid-Bauweise,ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung in Fahrzeugen.TheThe present invention relates to a one-piece reinforcing elementfor a vehicle hollow body consisting of theCombination of a hybrid component with one of the same thermoplasticnon-hybrid structural amplifiers made,a method for its production and its use in vehicles.
Durchsich verteuernde Rohstoffe geht die Automobilindustrie in jüngsterZeit dazu über, Fahrzeugbleche dünner zu konstruierenum Gewicht zu sparen und darüber einen Beitrag zur Reduktiondes Kraftstoffverbrauchs zu erzielen. Gleichzeitig steigen jedochdie Anforderungen an die Sicherheit der Fahrzeuginsassen weshalbdie leichter konstruierten Fahrzeuge wiederum durch Zusatzmaßnahmenan der Karosserie verstärkt werden.ByThe automotive industry is taking on more expensive raw materials in the recent pastTime to construct vehicle sheets thinnerto save weight and to contribute to the reductionof fuel consumption. At the same time, howeverthe requirements for the safety of the vehicle occupants whythe more easily constructed vehicles in turn through additional measuresbe reinforced on the body.
Diesführte in jüngster Zeit zum Einsatz der so genanntenKunststoff-Metall-Hybridtechnik zur Herstellung von Hohlkammer-Leichtbauteilenbzw. Hybridbauteilen.Thisrecently led to the use of the so-calledPlastic-metal hybrid technology for the production of hollow-chamber lightweight componentsor hybrid components.
Hybridbauteilezeichnen sich durch den Formschluss eines schalenförmigenGrundkörpers bzw. Hohlkörpers und einen an diesenangespritzten, eingefügten oder angefügten Kunststoffteilaus. Der Grundkörper kann selber aus Kunststoff oder Metall, vorzugsweiseaus Metall bestehen.hybrid componentsare characterized by the positive fit of a cup-shapedMain body or hollow body and one of thesemolded, inserted or attached plastic partout. The main body can itself made of plastic or metal, preferablyMade of metal.
Aus
Schonbald erkannte man die hervorragende Eignung von Hohlkammer-Leichtbauteilenin Hybridbauweise überall dort, wo es auf hohe Stabilität,hohe Energieaufzehrung im Falle eines Crash sowie um Gewichtseinsparungging, also beispielsweise beim Bau von Kraftfahrzeugen.
Andererseitsoffenbart
DerartigeVerstärkungselemente sind jedoch nur begrenzt einsetzbar.Die Verbindungsstellen, beispielsweise von Fahrzeugholm und B-Säuleeines Kraftfahrzeugs, erfordern individuelle Lösungen.Hier werden bislang Struktureinsätze, so genannte Strukturinserts,eingesetzt und mit Schäumen innerhalb der Karosseriehohlräumemit dieser verklebt. Beispiele für diese Technologie offenbarendie
BeideLösungen für sich erfüllen jeweils einzelneAufgaben während Hybridbauteile bisher überwiegendim Vorderbereich von Kraftfahrzeugen zur Energieaufzetzung im Falleeines Crash von vorne eingesetzt wurden, erfolgt der Einsatz einerStrukturverstärkung gemäß
Aufgabeder vorliegenden Erfindung war deshalb die Bereitstellung einerFahrzeug-Hohlraumkomponente, die ein Fahrzeug sowohl im Falle eines Crashvon vorne als auch im Falle eines Crash von der Seite stabilisiertund somit die Fahrzeuginsassen durch Energieaufzehrung vor Unfallschädenbewahrt, die gleichzeitig jedoch im Bereich der Fahrgastzelle denEinsatz dünnerer Bleche erlaubt und zudem sich einfachund unkompliziert in der Massenfertigung von Fahrzeugen einsetzenlässt.taskThe present invention was therefore the provision of aVehicle cavity component, which is a vehicle in the event of a crashstabilized from the front as well as in case of a crash from the sideand thus the vehicle occupants by energy consumption before accident damagebut at the same time in the area of the passenger compartmentUse of thinner sheets allowed and also easyand uncomplicated use in the mass production of vehiclesleaves.
DieLösung der Aufgabe und somit Gegenstand der vorliegendenErfindung ist ein einstückiges Verstärkungselementfür einen Fahrzeug Hohlkörper dadurch gekennzeichnet,dass dieses aus
Überraschenderweiseerweist sich das erfindungsgemäße Verstärkungselementfür einen Fahrzeug Hohlkörper als multifunktionellesBauteil das nicht nur schnell und einfach während der Karosseriemontageeingebaut werden kann, sondern aufgrund seiner Ausgestaltung entsprechendeKarosseriebereiche wirkungsvoll sowohl gegen einen Crash von vorneals auch von der Seite stabilisiert und darüber hinausals akustische Abkopplung und als Feuchtigkeitssperre fungiert,wobei es gleichzeitig erlaubt die Fahrzeugbleche dünnerzu gestalten um darüber Gewicht und letztendlich Kraftstoffzu sparen.Surprisinglyproves the reinforcing element according to the inventionfor a vehicle hollow body as a multifunctionalDo not just make this component quick and easy during body assemblycan be installed, but due to its design correspondingBody areas effective both against a crash from the frontstabilized as well as from the side and beyondacts as an acoustic decoupling and as a moisture barrier,while at the same time allowing the vehicle panels thinnerabout weight and ultimately fuelto save.
Daserfindungsgemäße Verstärkungselementkann sowohl einstückig einschalig als auch einstückigzweischalig oder insgesamt zweischalig ausgebildet sein. Im Falleeiner zweischaligen Ausführung besteht der längliche,schalenförmige Grundkörper aus zwei Hälftenmit jeweils eigener Verrippung. Falls erforderlich könnenbeide Schalen miteinander verschweißt oder mit Klebstoffverklebt werden, wozu gegebenenfalls der einzusetzende ausdehnbareKlebstoffe verwendet werden kann.TheReinforcing element according to the inventioncan be both one-piece single-piece and one-piecebe formed double-shelled or a total of two shells. In the event ofa double-shelled version consists of the oblong,cup-shaped basic body of two halveseach with its own ribbing. If necessary you canboth shells welded together or with adhesivebe glued, including optionally to be used expandableAdhesives can be used.
Ineiner bevorzugten Ausführungsform weisen sowohl der schalenförmigeGrundkörper als auch die starre Strukturverstärkungkleine Distanzstücke oder Befestigungspositionen auf, welcheeine Beabstandung zu den Innenwänden des zu verstärkendenHohlraumelements ermöglichen. Bevorzugt sind diese ausdemselben Kunststoff oder aus demselben Metall wie der länglicheGrundkörper oder wie die Strukturverstärkung gefertigt.Ina preferred embodiment, both the cup-shapedBody as well as the rigid structure reinforcementsmall spacers or mounting positions on whicha spacing to the inner walls of the reinforcingAllow cavity element. These are preferably fromthe same plastic or the same metal as the elongated oneBasic body or how the structural reinforcement made.
Ineiner alternativen oder aber bevorzugten Ausführungsformist das erfindungsgemäße Verstärkungselementmit Mitteln versehen, die eine Fluiddrainage ermöglichen.Dies kann von Nutzen sein, wenn der ausdehnbare Klebstoff erst nachEinlegen des Verstärkungselements und nach Zusammenbau deszu verstärkenden Karosseriebereichs eingespritzt wird.Bevorzugte Mittel sind GIT/WIT Kanäle (GIT = Gas InnendruckTechnologie; WIT = Wasser Innendruck Technologie). In anderen Fällenkönnen die Kanäle für den Ablauf vonTauchmedien im Lackierprozess oder für den Ablauf von Kondensflüssigkeitoder Regenwasser vorgesehen sein.Inan alternative or preferred embodimentis the reinforcing element according to the inventionprovided with means that allow a fluid drainage.This may be useful if the expandable adhesive is not until afterInsert the reinforcing element and after assembly of theis injected to reinforcing body area.Preferred means are GIT / WIT channels (GIT = gas internal pressureTechnology; WIT = water pressure technology). In other casescan the channels for the expiration ofDipping media in the painting process or for the drainage of condensateor rainwater.
Ineiner bevorzugten Ausführungsform ist der längliche,schalenförmige Grundkörper nur einseitig überden angespritzten Kunststoff mit einer starren Strukturverstärkungdirekt verbunden. In diesem Fall erlaubt das lose Anfügeneiner zweiten Strukturverstärkung am anderen Ende des länglichen,schalenförmigen Grundkörpers den Ausgleich vonFertigungstoleranzen. Die feste Verbindung der losen Strukturverstärkungmit dem länglichen, schalenförmigen Grundkörpererfolgt in diesem Fall durch den zusätzlichen Einsatz vonKlebstoff oder aber durch den nachträglich einzuspritzendenausdehnbaren Klebstoff.Ina preferred embodiment is the elongated,shell-shaped body only on one side aboutthe molded plastic with a rigid structural reinforcementdirectly connected. In this case, the loose attachment allowsa second structural reinforcement at the other end of the elongated,bowl-shaped body balancingManufacturing tolerances. The tight connection of loose structure reinforcementwith the elongated, shell-shaped bodytakes place in this case by the additional use ofAdhesive or by the subsequently injectedexpandable adhesive.
ImFalle einer zweischaligen Ausführung des einstückigenVerstärkungselements, bevorzugt des länglichen,schalenförmigen Grundkörpers, kann auch dieses/rbevorzugt durch Einfügen einer Weichkomponente, bevorzugtKautschuk oder Dickbettklebstoff, mechanisch gegen die Innenseitedes zu verstärkenden Karosseriehohlraumes verspannt werdenund somit Fertigungstoleranzen ausgleichen. Bevorzugt einzusetzendeWeichkomponenten sind Therban® oderHNBR-Elastomere.In the case of a two-shell embodiment of the one-piece reinforcing element, preferably the elongated, shell-shaped body, this also preferably by inserting a soft component, preferably rubber or Dickbedklebstoff, mechanically clamped against the inside of the reinforcing body cavity and thus compensate for manufacturing tolerances. Preferably to be soft components are Therban® or HNBR elastomers.
Derlängliche, einschalige oder zweischalige Grundkörperfür längliche Karosseriehohlräume ist imPrinzip aus
Bevorzugteignen sich unbehandelte, verzinkte und/oder mit einem Primer undgegebenenfalls Haftvermittler versehene Stahlbleche, unbehandelte,eloxierte und/oder mit einem Primer und gegebenenfalls einem Haftvermittlerversehene Aluminiumbleche. Es lassen sich für den Grundkörperaber auch durch Warmpressen verformte Kunststoffbleche verwenden,welche aus Thermoplasten mit Einlagen aus Glasfasermatten oder Synthesefasermattenbestehen. Als Kunststoffe zum Anspritzen der Verstärkungsrippeneignen sich insbesondere teilkristalline Kunststoffe, bevorzugtglasfaserverstärktes Polyamid-6, Polyamid-6,6, Polybutylenterephthalat,Polyphenylensulfid oder Polypropylen.Preference is given to untreated, galvanized and / or provided with a primer and optionally adhesion promoter steel sheets, unbehan delte, anodized and / or provided with a primer and optionally an adhesion promoter aluminum sheets. It can be used for the base body but also by hot pressing deformed plastic sheets, which consist of thermoplastics with inserts of glass fiber mats or synthetic fiber mats. Semi-crystalline plastics, preferably glass-fiber-reinforced polyamide-6, polyamide-6,6, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide or polypropylene, are particularly suitable as plastics for molding the reinforcing ribs.
DerGlasfasergehalt beträgt bevorzugt 10 bis 75%, besondersbevorzugt 25 bis 65%.Of theGlass fiber content is preferably 10 to 75%, especiallypreferably 25 to 65%.
Herstellenlassen sich diese Hydridbauteile, indem man den durch Tiefziehenoder Warmverpressen vorgeformten Grundkörper in ein Spritzgießwerkzeugmit entsprechend gestaltetem Formhohlraum einlegt und die Verstärkungsrippenund gegebenenfalls sonstigen Verstärkungen anspritzt. Erfindungsgemäß erfolgtdies zusammen mit dem Anspritzen wenigstens einer Strukturverstärkung.ProduceThese hydride components can be prepared by deep-drawingor hot-pressing preformed body into an injection moldwith correspondingly shaped mold cavity inserts and the reinforcing ribsand possibly injected with other reinforcements. According to the inventionthis together with the injection of at least one structural reinforcement.
DieTorsionssteifigkeit und die Schubsteifigkeit lassen sich bei V-Verrippungum mehr als das 10-fache erhöhen, bei Kreuzverrippung steigtsie noch höher. Bevorzugt weist deshalb das Hybridbauteilim Innenraum eine Zellen-, eine Waben- oder eine V- bzw. Kreuzverrippungauf. Das an sich spröde Bruchverhalten von kurzglasfaserverstärktenThermoplasten wird durch das duktile Verhalten der Metallteile positivbeeinflusst, so dass die Gefahr des Brechens der Struktur nichtgegeben ist. Bei Verwendung von Kunststoffblechen für denGrundkörper lassen sich ähnliche Festigkeitserhöhungenerzielen.TheTorsional stiffness and shear stiffness can be achieved with V-ribbingincrease by more than 10 times, with cross ribbing increaseseven higher. The hybrid component therefore preferably hasin the interior a cell, a honeycomb or a V or cross ribbingon. The inherently brittle fracture behavior of short glass fiber reinforcedThermoplastics become positive due to the ductile behavior of the metal partsso that the risk of breaking the structure is not affectedgiven is. When using plastic sheets for theBasic body can be similar strength increasesachieve.
BeiVerwendung eines metallischen Grundkörpers wird der lineareWärmeausdehnungskoeffizient im Wesentlichen durch das Metallbestimmt.atUse of a metallic base body becomes the linear oneThermal expansion coefficient essentially through the metalcertainly.
Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform bestehen die Verankerungendes Kunststoffs am Metall aus Sicken, welche entweder in die Rippenhineingerichtet oder von ihnen weggerichtet sind. Diese Sicken könnenrunden, länglichen, aber auch unregelmäßigenQuerschnitt besitzen. Besonders vorteilhaft ist es, Sicken mit Durchbrüchenzu kombinieren. Alle diese Ausführungsformen zeichnen sichdurch eine besonders gute Aufnahme von Schubspannungen aus.According to onepreferred embodiment, the anchorages existthe plastic on the metal from beads, which either in the ribsdirected or directed away from them. These beads canround, elongated, but also irregularPossess cross-section. It is particularly advantageous beads with breakthroughsto combine. All these embodiments are distinguishedby a particularly good absorption of shear stresses.
Vorzugsweiseweist der Grundkörper, insbesondere wenn er aus Metallgefertigt wurde, mindestens teilweise eine Überzugsschichtauf, welche aus dem gleichen Kunststoff wie die Verstärkungsrippen besteht.Preferablyindicates the main body, especially if it is made of metalwas made, at least partially a coating layeron, which consists of the same plastic as the reinforcing ribs.
Besondersvorteilhaft ist es, wenn die Ränder der DurchbrücheVerformungen aufweisen.EspeciallyIt is advantageous if the edges of the openingsHave deformations.
Dadurchwird gerade in diesem kritischen Bereich die Oberflächedes Grundkörpers vergrößert. Als Verformungeneignen sich Sicken-artige Einbuchtungen der Ränder derDurchbrüche. Die Ränder können aber auchzusätzlich eingeschnitten und die entstandenen Zungen abgewinkeltoder verdreht sein, wodurch besonders feste Verbindungen erzielbarsind. Durch solche Verformungen wird der Kraftfluss zwischen Grundkörperund Verstärkungsrippen sowie sonstigen angespritzten Verstärkungen verbessert.In der Regel wird man die Verformungen in den Innenraum des Grundkörpershinein richten um auf diese Weise eine glatte Außenflächedes Grundkörpers zu erzielen. Alternativ kann man die Verformungenaus den Innenraum des Grundkörpers hinaus richten um aufdiese Weise gleichzeitig Distanzstücke zu formen.Therebybecomes the surface in this critical areaof the body enlarged. As deformationsBead-like indentations of the edges of the are suitableBreakthroughs. The edges can alsoadditionally cut in and angled the resulting tonguesor twisted, whereby particularly firm connections can be achievedare. Such deformations will cause the flow of force between the basic bodyand reinforcing ribs and other molded reinforcements improved.As a rule, one gets the deformations in the interior of the main bodyin order in this way a smooth outer surfaceto achieve the basic body. Alternatively, you can see the deformationsout of the interior of the main body out to upthis way at the same time to form spacers.
Vorzugsweisebesitzen die Verstärkungsrippen, insbesondere an den Verbindungsstellenmit dem Grundkörper, einen verbreiterten Fuß.Die damit vergrößerte Kontaktfläche zwischenGrundkörper und Verstärkungsrippen erhöhtdamit die Aufnahme von Schubkräften.Preferablyhave the reinforcing ribs, in particular at the jointswith the main body, a widened foot.The thus enlarged contact area betweenBody and reinforcing ribs increasedthus the absorption of shear forces.
Esist auch von besonderem Vorteil, wenn die zwischen den Verstärkungsrippenund den Seitenwänden des Grundkörpers verbleibendenFreiräume trapezförmigen Querschnitt aufweisenstatt eines spitzen Dreiecksquerschnitt.Itis also of particular advantage when the between the reinforcing ribsand the sidewalls of the main body remainingFree spaces have trapezoidal cross-sectioninstead of a sharp triangular cross-section.
Dadurchwerden zum einen die Kontaktflächen mit dem Grundkörpervergrößert und zum anderen ist der Kraftflusszwischen den Rippen günstiger. Der Übergang zwischenden einzelnen Flächen der Verstärkungsrippen sollteabgerundet sein, um Kerbwirkungen auszuschließen.Therebybecome on the one hand the contact surfaces with the main bodyenlarged and on the other hand is the power flowbetween the ribs cheaper. The transition betweenshould be the individual surfaces of the reinforcing ribsrounded to exclude notch effects.
Beispielhaftist ein Hybridbauteil in
In
Diein
Dievorliegende Erfindung betrifft die Kombination des Hybridbauteilsmit wenigstens einer starren Strukturverstärkung (Strukturverstärkungsinsert), mitdem Rahmen oder Außenpaneele von Karosserien verstärktwerden können, ohne ein Verformen oder eine optische Unebenheitin der Außenfläche des Rahmens/Außenpaneelszu verursachen. Karosserien im Sinne der vorliegenden Erfindungsind Karosserien von 1, 2, 3 oder 4-achsigen Fahrzeugen, bevorzugtvon 2-achsigen Kraftfahrzeugen.TheThe present invention relates to the combination of the hybrid componentwith at least one rigid structural reinforcement (structural reinforcement insert), withstrengthened the frame or exterior panels of bodiescan be without deforming or optical rubin the outer surface of the frame / outer panelto cause. Bodies according to the present inventionare bodies of 1, 2, 3 or 4-axle vehicles, preferredof 2-axle vehicles.
DieTrends bei der Konstruktion von Kraftfahrzeugen gehen in Richtungleichterer Fahrzeuge, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern.Gleichzeitig werden die Sicherheitsstandards und die Sicherheitsvorgabenverschärft, wie an den Bestimmungen der EuropäischenUnion und den Euro-NCAP-Aufpralltests zu erkennen ist. Der Einsatzleichterer Materialien wie zum Beispiel Aluminium zur Herstellung derHohlprofilelemente, die als Fahrzeughilfsrahmen verwendet werden,hat zur Notwendigkeit zusätzlicher Verstärkunggeführt. Es besteht auch die Notwendigkeit einer Verstärkunghinter Außenpaneelen an verschiedenen Stellen in dem Fahrzeug,wie zum Beispiel in Fenster- und Türumgebungen, insbesonderein Hohlräumen zwischen Fenster- und Türrahmenund Außenpaneelen, wie zum Beispiel bei der Verstärkungvon Heckklappen und A-Säulen, wo sie sich mit dem Dachdes Fahrzeugs verbinden.TheTrends in the construction of motor vehicles are heading towardslighter vehicles to reduce fuel consumption.At the same time, the safety standards and security requirementsaggravated, as in the provisions of the EuropeanUnion and the Euro NCAP impact tests. The uselighter materials such as aluminum for the production ofHollow section elements used as vehicle auxiliary frameshas the need for additional reinforcementguided. There is also the need for reinforcementbehind exterior panels at various points in the vehicle,such as in window and door environments, in particularin cavities between window and door framesand outer panels, such as in reinforcementfrom tailgates and A-pillars, where they connect with the roofconnect the vehicle.
Esgibt vier Hauptanwendungsarten, wo eine Strukturverstärkungin Fahrzeugen erforderlich ist: Aufprallschutz, wo es auf das Verminderneiner Verformung der Fahrzeugkarosserie ankommt, um die Insassenzu schützen; Energieabsorption zum Verbessern des Komponentenverhaltensbei einer Verformung; Verringern des Verwinden oder von Karosseriebewegungenin der Fahrzeugstruktur, insbesondere zum Verbessern der Langlebigkeitund zum Verringern von Spannungsrissen; und die Punktmobilitätsprobleme,die eine Verringerung von Resonanzen mittels Versteifungsmaßnahmenerforderlich machen. Die Notwendigkeit einer Verstärkungbesteht unabhängig von den Materialien, die zum Herstellen derFahrzeugstruktur verwendet werden, und die Notwendigkeit verändertsich von einem Material zum anderen entsprechend der Art der hergestellten Verstärkung.Die Verstärkungsteile können auch das Geräuschverringern, das durch die Bewegung eines Fahrzeugs entsteht, indemsie einen Schalldämpfungseffekt bewirken, weil sie Luftwegein Hohlräumen blockieren.ItThere are four main types of applications where a structural reinforcementis required in vehicles: impact protection, where it is aimed at reducinga deformation of the vehicle body arrives to the occupantsto protect; Energy absorption to improve component behaviorat a deformation; Reducing twisting or body movementsin the vehicle structure, in particular for improving longevityand for reducing stress cracks; and the point mobility issues,the reduction of resonances by means of stiffening measuresmake necessary. The need for reinforcementregardless of the materials used to manufacture theVehicle structure can be used, and the need changedfrom one material to another according to the type of reinforcement produced.The reinforcing parts can also make the noisereduce, which arises by the movement of a vehicle, bythey cause a silencing effect because they are airwaysin cavities.
Einemit dem Hybridbauteil verbundene Strukturverstärkung fürein Hohlprofil ist ein starres Verstärkungselement. Dieseshat eine Form, die im Wesentlichen dem zu verstärkendenQuerschnitt entspricht. Das erfindungsgemäß aufzubringendeausdehnbare Klebstoffmaterial ist dabei über einen Abschnittder Oberfläche des starren Verstärkungselementsaufgebracht, wobei die Kombi nation aus der Form der starren Strukturverstärkungsowie dem Aufbringungsort, der Größe und der Formdes ausdehnbaren Klebstoffmaterials so gewählt ist, dasssich das Material ausdehnt, aber nicht den Teil der Flächeberührt, bei dem es sich um ein Außenpaneel handelt.AStructural reinforcement associated with the hybrid component fora hollow profile is a rigid reinforcing element. Thishas a shape that is essentially to be reinforcedCross section corresponds. The inventively appliedexpandable adhesive material is over a sectionthe surface of the rigid reinforcing elementapplied, wherein the combi nation of the shape of the rigid structural reinforcementas well as the place of application, the size and the shapeof the expandable adhesive material is selected so thatthe material expands, but not the part of the surfacetouched, which is an outer panel.
Aufdiese Weise wird ein Verformen des äußeren Karosseriepaneelswährend des Verschäumens und/oder Abkühlensdes verschäumten ausdehnbaren Materials verringert oderverhindert.OnThis will be a deformation of the outer body panelduring foaming and / or coolingreduced or foamable expandable materialprevented.
DieAbmessungen der starren Strukturverstärkung und die Dicke,der Aufbringungsort und die Art des ausdehnbaren Materials sindentscheidend für das Erreichen der gewünschtenKarosserieverstärkung und das Vermindern eines Verformensbzw. Auftretens optischer Unebenheiten des äußerenKarosseriepaneels. Die äußere Form der Strukturverstärkungmuss im Wesentlichen dem Querschnitt des Profils der Struktur entsprechen,die es verstärken soll, aber es muss so geformt sein, dassder Schaumstoff nicht an der Innenfläche des äußerenKarosseriepaneels in einer solchen Weise anliegt, dass er ein Verformendes Paneels hervorruft. Die Form der Strukturverstärkungkann entlang seiner Länge in dem Maße variieren,wie sich die Abmessungen des Profils der Struktur ändern.Seine Länge wird allerdings zumindest einseitig begrenztdurch das fest mit ihm im gleichen Anspritzvorgang zu verbindendeHybridbauteil. Die Größe des Verstärkungselements einschließlichdes ausdehnbaren Klebstoffmaterials muss so gewählt sein,dass ein geringer Freiraum zwischen dem Ende der Strukturverstärkungund den Innenwänden der zu verstärkenden Karosseriestrukturbleibt, damit ein Elektrobeschichtungsfluid dort hindurch passierenkann. Des Weiteren muss das Verstärkungselement so geformtsein, dass der Schaumstoff beim Ausdehnen nicht die Innenfläche desSichtsbereichs des Außenpaneels berührt, die einenTeil der Wände der Hohlstruktur bildet. Der Schaumstoffmuss jedoch andere Flächen der Hohlstruktur berührenund sich mit ihnen verbinden, so dass die starre Strukturverstärkungaber auch das mit dieser verbundene Hybridbauteil sicher im FahrzeugHohlkörper gehalten wird. Auch die Strukturverstärkungkann wie das Hybridbauteil, bevorzugt im Inneren eine Zellen-, eineWaben- oder eine Rippenstruktur aufweisen, um eine Verstärkungentlang mehrerer verschiedener Achsen zu bieten.The dimensions of the rigid structural reinforcement and the thickness, location and nature of the expandable material are critical to achieving the desired body reinforcement and reducing the appearance of optical bumps of the exterior body panel. The outer shape of the structural reinforcement must substantially conform to the cross section of the profile of the structure that it is intended to reinforce, but it must be shaped so that the foam does not abut the inner surface of the outer body panel in such a manner as to deform the panel causes. The shape of the structural reinforcement may vary along its length as the dimensions of the profile of the structure change. Its length is, however, limited at least on one side by the Hy to be firmly connected to it in the same Anspritzvorgang bridbauteil. The size of the reinforcing element, including the expandable adhesive material, must be such as to leave little space between the end of the structural reinforcement and the inner walls of the body structure to be reinforced so that an electrocoating fluid can pass therethrough. Furthermore, the reinforcing element must be shaped so that the expansion of the foam does not affect the inner surface of the viewing area of the outer panel, which forms part of the walls of the hollow structure. However, the foam must touch other surfaces of the hollow structure and connect with them, so that the rigid structural reinforcement but also the hybrid component connected with this is securely held in the vehicle hollow body. Also, the structural reinforcement, like the hybrid component, may preferably have a cell, honeycomb or rib structure inside to provide reinforcement along several different axes.
Eineoder mehrere der Wände des Fahrzeug Hohlprofils, das gemäß dervorliegenden Erfindung verstärkt ist, können vollständigzu dem Außenpaneel gehören. Gleichermaßenkann ein Teil von einer oder mehreren Wänden des FahrzeugHohlprofils durch ein inneres Strukturelement gebildet werden, undein anderer Teil der Wände des Fahrzeug Hohlprofils kanndurch ein Außenpaneel gebildet werden. Im Allgemeinen istnur eine der Wände, die das Fahrzeug Hohlprofil definieren,ein Außenpaneel, und es kann sein, dass nur ein Teil voneiner der Wände ein Außenpaneel ist. Dementsprechendkann unter diesen Umständen das einstückige Verstärkungselementgemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gebildetwerden, dass sich der ausdehnbare Klebeschaumstoff ausdehnt undan dem Teil des Strukturelements haftet, der kein Außenpaneelist, und nicht den Teil des Elements berührt und nichtan dem Teil des Elements haftet, der das Außenpaneel bildet.In diesem Fall kann das Außenpaneel dank der Nähe desSchaumstoffs und/oder des Kerns der Strukturverstärkungzu dem Außenpaneel verstärkt werden. Dies kanndurch die entsprechende Verteilung des ausdehnbaren Klebstoffmaterials überdie Oberfläche des Kerns und das Aufbringen der entsprechendenMenge verschäumbaren Materials erreicht werden. Die optimaleVerteilung und Menge an ausdehnbarem Material hängt vonder Größe und Form des Hohlprofils sowohl derStrukturverstärkung als auch des mit dieser verbundenenHybridbauteils ab.Aor more of the walls of the vehicle hollow profile, according to theThis invention can be fully enhancedbelong to the outer panel. equallyCan be a part of one or more walls of the vehicleHollow profiles are formed by an inner structural element, andanother part of the walls of the vehicle hollow section canbe formed by an outer panel. In generaljust one of the walls that define the vehicle hollow profile,an exterior panel, and it may just be a part ofone of the walls is an exterior panel. Accordinglyunder these circumstances, the one-piece reinforcing elementformed in accordance with the present inventionbe that the expandable adhesive foam expands andadheres to the part of the structural element that does not have an outer panelis, and does not touch the part of the element and notadheres to the part of the element that forms the outer panel.In this case, the outer panel thanks to the proximity of theFoam and / or the core of the structure reinforcementreinforced to the outer panel. This canby the appropriate distribution of the expandable adhesive material overthe surface of the core and the application of the correspondingAmount of foamable material can be achieved. The optimalDistribution and amount of expandable material depends onthe size and shape of the hollow profile of both theStructure reinforcement as well as the associated with thisHybrid component from.
Daserfindungsgemäße einstückige Verstärkungselementaus Hybridbauteil und Strukturverstärkung muss bevorzugtin dem zu verstärkenden Hohlprofil in einer Weise angeordnetwerden, die ein einwandfreies Ausführen eines Elektrobeschichtungsprozesses,bevorzugt eine kathodische Tauchlackierung (KTL), ohne eine unerwünschteBewegung der Einheit ermöglicht. Hierfür könnenbevorzugt verschiedene Befestigungsmittel zum Einsatz kommen. Eskönnen Mittel wie zum Beispiel Halteclips in den Kern hineingeformtwerden, die in Löcher in den Wänden des Hohlprofils,die keine Wand oder Wände sind, die das Außenpaneelbilden, eingehängt werden können.Theinventive one-piece reinforcing elementhybrid component and structural reinforcement must be preferredarranged in the hollow profile to be reinforced in a mannerwhich is a proper execution of an electrocoating process,preferably a cathodic dip coating (KTL), without an undesirableMovement of the unit allows. For this purpose canpreferably different fasteners are used. ItFor example, means such as holding clips can be molded into the corethat are in holes in the walls of the hollow section,which are not walls or walls, the outer panelform, can be hung.
Gleichermaßenkönnen Befestigungsmittel wie zum Beispiel Halteclips inden Wänden des Hohlprofils, die nicht zu dem Außenpaneelgehören, ausgebildet werden, die in Löcher imKern des Verstärkungselements eingesetzt werden können.Alternativ oder zusätzlich kann das Verstärkungselementaus Hybridbauteil und Strukturverstärkung mit kleinen Nasenversehen werden, die es ihm ermöglichen, zu den Innenwändender Hohlstruktur einen Abstand zu halten. Auf diese Weise sind keineBefestigungsvorrichtungen erforderlich, und die Kontaktflächezwischen dem einstückigen Verstärkungselementund den Innenwänden des Fahrzeugrahmens wird minimiert.Die Nasen dürfen jedoch nicht die Wand der Hohlstrukturberühren, welche die Innenfläche des Außenpaneelsbildet.equallycan fasteners such as retaining clips inthe walls of the hollow profile, not to the outer panelbelong, which are trained in holes inCore of the reinforcing element can be used.Alternatively or additionally, the reinforcing elementfrom hybrid component and structural reinforcement with small nosesbe provided, which enable it to the inner wallskeep the hollow structure at a distance. In this way are noneFasteners required, and the contact surfacebetween the one-piece reinforcing elementand the inner walls of the vehicle frame is minimized.However, the noses must not be the wall of the hollow structureTouch the inner surface of the outer panelforms.
DerFreiraum zwischen dem Ende des einstückigen Verstärkungselementsund den Innenwänden des Hohlprofils muss bevorzugt breitgenug sein, damit die in einem Elektrobeschichtungsbad verwendeteFlüssigkeit in ausreichender Menge zwischen dem Verstärkungselementund den Innenwänden der Profile des Fahrzeugs fließenkann, damit eine effektive Korrosionsschutzbeschichtung abgeschieden werdenkann. Andererseits darf der Freiraum nicht zu breit sein, weil dadurchdie Steifigkeit in der Struktur verloren gehen kann, wenn der ausdehnbareKlebstoff verschäumt wird, um das Verstärkungselement mitden Wänden des Hohlprofils, mit Ausnahme des Außenpaneels,zu verbinden. Bevorzugt wird ein Freiraum von maximal 1 Zentimeter,besonders bevorzugt von 3 bis 10 Millimeter gewählt. DerFreiraum um die gesamte Struktur herum ermöglicht eine gleichmäßigereSchaumstoffstruktur.Of theFree space between the end of the one-piece reinforcement elementand the inner walls of the hollow profile must preferably wideenough for the ones used in an electro-plating bathLiquid in sufficient quantity between the reinforcing elementand the inner walls of the profiles of the vehicle flowcan be deposited so that an effective anti-corrosion coatingcan. On the other hand, the free space must not be too wide, because of itThe stiffness in the structure can be lost when the expandableGlue is foamed to the reinforcing elementthe walls of the hollow section, with the exception of the outer panel,connect to. Preference is given to a free space of no more than 1 centimeter,more preferably selected from 3 to 10 millimeters. Of theFree space around the entire structure allows a more evenFoam structure.
Wieder Hybridteil kann auch die starre Strukturverstärkungaus jedem geeigneten Material bestehen. Bevorzugt kann es wie derHybridteil aus Metall oder Kunststoff bestehen. Das Material wird entsprechenddem bevorzugten Herstellungsverfahren gewählt. Dies wiederumwird durch wirtschaftliche Faktoren und die Komplexitätdes zu verstärkenden Profils bestimmt. Das erfindungsgemäßeeinstückige Verstärkungselement aus Hybridbauteilmit wenigstens einer Strukturverstärkung kann im Falleeinfacher Profile durch Extrusion hergestellt werden, währendfür komplexere Strukturen Spritzgießen erforderlichsein kann. Metallelemente können durch Stanzen und/oderFormen hergestellt werden. Wo Extrusion zum Einsatz kommt, könnendie Elemente aus Metall oder Thermoplastmaterial bestehen. Wo Spritzgießenzum Einsatz kommt, sind Thermoplastmaterialien bevorzugt. Polyamide,insbesondere die bereits oben beschriebenen glasgefülltenPolyamide, sind aufgrund ihres hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnissesgeeignete Materialien. Alternativ kann Spritzgießen oderDruckgießen von Metalllegierungen zum Einsatz kommen. Esist bevorzugt, dass das gesamte einstückige Verstärkungselementmit Mitteln versehen wird, die das Ablaufen von Fluiden ermöglichen.Zum Beispiel können Löcher vorhanden sein, umdas Ablaufen von Wasser zu ermöglichen, das sich im Laufder Zeit durch Kondensation in der Struktur absetzt.Like the hybrid part, the rigid structural reinforcement may be made of any suitable material. It may preferably be like the hybrid part made of metal or plastic. The material is chosen according to the preferred manufacturing method. This in turn is determined by economic factors and the complexity of the profile to be reinforced. The one-piece reinforcing element according to the invention of hybrid component with at least one structural reinforcement can be produced in the case of simple profiles by extrusion, while for more complex structures injection molding may be required. Metal elements can be made by stamping and / or molding. Where extrusion is used, the elements may be made of metal or thermoplastic material. Where injection molding is used are thermoplastics materials are preferred. Polyamides, in particular the glass-filled polyamides already described above, are suitable materials because of their high strength-to-weight ratio. Alternatively, injection molding or die casting of metal alloys may be used. It is preferred that the entire one-piece reinforcing element be provided with means that allow the drainage of fluids. For example, there may be holes to allow drainage of water that settles over time through condensation in the structure.
Diebevorzugte Form und Struktur des einstückigen Verstärkungselementsrichtet sich danach, wo es in der Fahrzeugstruktur angeordnet werden sollund welche Funktion es erfüllen soll. Die vorliegende Erfindungeignet sich besonders zur Verstärkung von Bereichen umden Schweller von Karosserien von Fahrzeugen, so an den Verbindungsstellen vonSchweller mit A- und/oder B-Säule oder von A- oder B-Säulemit einem Dachspriegel, wobei der Hybridteil im länglichenKarosserieteil untergebracht wird. Es eignet sich ebenfalls zurVerstärkung von Frontscheibenrahmen, wo sie sich an dasDach des Fahrzeugs anschließen, bei dem es sich um dasAußenpaneel handeln kann. Während erfindungsgemäß bevorzugtdas Hybridbauteil einseitig fest durch den Herstellprozess mit einerStrukturverstärkung verbunden ist, kann auf der anderenSeite des Hybridbauteils eine weitere Strukturverstärkunglose aufgesteckt werden die erst durch den ausdehnbaren Schaumkleberfest mit dem Hybridbauteil und der Innenseite der zu verstärkendenKarosseriehohlraums verbunden wird. In einzelnen Fällenkann sicherlich aber auch ein Hybridbauteil mit an beiden Seitenim gleichen Herstellprozess angespritzter Strukturverstärkungeingesetzt werden. Dies ist davon abhängig ob Fertigungstoleranzenausgeglichen werden müssen. Umgekehrt kann aber auch eineStrukturverstärkung beidseitig oder sogar in weiteren Raumrichtungenmit mehr als einem Hybridteil versehen werden. Entsprechend desEinsatzortes in der zu verstärkenden Karosserie bietensich die Möglichkeiten der Kombination einer Strukturverstärkungmit zwei, drei oder sogar mit vier Hybridteilen.Thepreferred shape and structure of the one-piece reinforcing elementdepends on where it should be located in the vehicle structureand what function it should fulfill. The present inventionis particularly suitable for reinforcing areas aroundthe sill of bodies of vehicles, so at the junctions ofSill with A and / or B-pillar or A or B pillarwith a roof hoop, the hybrid part being elongatedBody part is housed. It is also suitable forReinforcement of windscreen frame, where they attach to theConnect the roof of the vehicle, which is theExterior panel can act. While preferred according to the inventionthe hybrid component on one side firmly by the manufacturing process with aStructural reinforcement is connected on the otherSide of the hybrid component another structural reinforcementthey are loosely attached by the expandable foam adhesivefirmly with the hybrid component and the inside of the reinforcingBody cavity is connected. In some casesbut certainly also a hybrid component with on both sidesin the same manufacturing process molded structural reinforcementbe used. This depends on whether manufacturing toleranceshave to be compensated. Conversely, however, can also oneStructure reinforcement on both sides or even in other spatial directionsbe provided with more than one hybrid part. According to thePlace to deploy in the body to be reinforcedthe possibilities of combining a structural reinforcementwith two, three or even four hybrid parts.
Dasausdehnbare Klebstoffmaterial erfüllt zwei Hauptfunktionen:Es dehnt sich über den Raum zwischen dem einstückigenVerstärkungselement und dem Inneren des Hohlprofils hinwegaus, ohne die Innenfläche des Außenpaneels zuberühren, und das Material verbindet sich außerdemmit einigen oder allen Innenwänden der Hohlstruktur, diekein Außenpaneel bilden. Dementsprechend bedeutet "ausdehnbaresKlebstoffmaterial" erfindungsgemäß, dass das Materialaktiviert werden kann, um sich sowohl auszudehnen (in der Regelzu verschäumen) als auch als Klebstoff zu fungieren. DieAktivierung befähigt darum das ausdehnbare Materia, sichauszudehnen und einen Spalt zwischen dem einstückigen Verstärkungselementund jener Hohlstruktur, die es verstärken soll, auszufüllenund sich mit ausgewählten Innenflächen der Hohlstrukturzu verbinden. Dementsprechend muss sich der ausdehnbare Klebstoffbei der gewünschten Temperatur ausdehnen und muss genügendKlebevermögen aufweisen, um das einstückige Verstärkungselementim Inneren der Fahrzeugstruktur fest zu verbinden. Nach dem Verschäumenmuss es genügend fest sein, damit es keine Schwachstellenin den Gesamtverstärkungsprozess einträgt. DieVerteilung des verschäumbaren Materials über demVerstärkungskern vollzieht sich so, dass es beim und nachdem Verschäumen kein Verformen des Außenpaneelsverursacht. Dies wird gemäß dieser Erfindung durchMinimieren der Kontaktfläche zwischen dem Schaumstoff undder Innenfläche des Außenpaneels das den Sichtbereichbildet, erreicht, wobei die Kontaktfläche vorzugsweise nullbeträgt. Durch sorgfältige Steuerung ist es möglich,ein Außenpaneel zu verstärken, währendein kleiner Spalt zwischen der Innenfläche des Außenpaneelsund dem Schaumstoff bleibt. Dies gewährleistet, dass dasdünne Blech des Außenpaneels beim Abkühlenund Schrumpfen des Schaumstoffs nicht durch das Zusammenziehen desSchaumstoffs verformt wird.TheExpandable adhesive material fulfills two main functions:It stretches across the space between the one pieceReinforcement element and the interior of the hollow profile awayout, without the inner surface of the outer panel tootouch, and the material also connectswith some or all inner walls of the hollow structure, thedo not form an outer panel. Accordingly, "expandableAdhesive material according to the invention that the materialcan be activated to expand both (usuallyto foam) as well as to act as an adhesive. TheActivation therefore enables the expandable matter, itselfexpand and a gap between the integral reinforcing elementand that hollow structure which it is intended to reinforceand with selected inner surfaces of the hollow structureconnect to. Accordingly, the expandable adhesive must beexpand at the desired temperature and must be sufficientAdhesive ability to the one-piece reinforcing elementfirmly connect inside the vehicle structure. After foamingit must be strong enough so that there are no weak spotsinto the overall reinforcement process. TheDistribution of the foamable material over theReinforcement core is such that it is at and afterthe foaming no deformation of the outer panelcaused. This is done according to this inventionMinimize the contact area between the foam andthe inner surface of the outer panel that the viewing areaforms, wherein the contact surface is preferably zerois. Careful control makes it possibleto reinforce an exterior panel whilea small gap between the inner surface of the outer paneland the foam remains. This ensures that thethin sheet metal of the outer panel during coolingand shrinkage of the foam not by contraction of the foamFoam is deformed.
Vordem Aktivieren ist das ausdehnbare Klebstoffmaterial vorzugsweisetrocken und nicht klebrig, weil dies den Versand und den Umgangvereinfacht und ein Verschmutzen verhindert. Zu den Beispielen bevorzugterverschäumbarer Materialien gehören verschäumbareEpoxydharze. Beispiele solcher Materialien sind die Produkte L5206,L5207, L5208 und L5209 der Firma L & L Products aus Romeo, Michigan,USA, oder die Betacore-Produkte 5204, 5206, 5205 und 5208 der FirmaL&L Products Europa.Das Produkt ist entsprechend der erforderlichen Ausdehnungsrateund Schaumstoffdichten auszuwählen. Es ist des Weiterenbevorzugt, dass es sich bei den Temperaturen ausdehnt, die in dem Elektrobeschichtungsbrennofenauftreten, in der Regel 100°C bis 200°C.In frontUpon activation, the expandable adhesive material is preferablydry and not sticky because this is the shipping and handlingsimplified and prevents contamination. The examples more preferredfoamable materials include foamableEpoxy resins. Examples of such materials are the products L5206,L5207, L5208 and L5209 from L & L Products of Romeo, Michigan,USA, or the company's Betacore products 5204, 5206, 5205 and 5208L & L Products Europe.The product is according to the required expansion rateand select foam densities. It is furtherpreferably that it expands at the temperatures used in the electrocoating furnaceusually, 100 ° C to 200 ° C.
Dasausdehnbare Klebstoffmaterial wird auf wenigstens einen Abschnittder Oberfläche des starren Verstärkungselementsaus Hybridteil und Strukturverstärkung aufgebracht, diesich neben einer Innenfläche des zu verstärkendenProfils des Fahrzeugrahmens befindet, während die Mengean Schaumstoff neben dem Außenpaneel gesteuert wird. Esist bevorzugt, dass das verschäumbare Material über wenigstenseinen Teil aller Flächen des Verstärkungselements,die sich neben den Wänden des Fahrzeugprofils befinden,aufgebracht wird und dass die Menge und der Auf bringungsort desverschäumbaren Materials, das über die Oberflächedes Verstärkungsmaterials neben der Innenflächedes Außenpaneels aufgebracht wird, so gesteuert wird, dassverhindert wird, dass der Schaumstoff ein Verformen des Außenpaneelsverursacht. Die optimale Verteilung hängt von der Formdes zu verstärkenden Profils ab, aber der Schaumstoff istvorzugsweise so angeordnet, dass er zwei nicht-parallele Flächenmiteinander verklebt, um eine Festigkeit in wenigstens zwei Dimensionenzu verleihen. Das ausdehnbare Material kann auf das starre Verstärkungselement durchAufkleben eines Streifens des Materials auf das Element, durch Extrusionsbeschichtungoder durch Spritzgießen aufgebracht werden. Wo das Verstärkungselementdurch Spritzgießen hergestellt ist, kann das ausdehnbareMaterial durch Überformen oder durch Zweistufen-Spritzgießenaufgebracht werden. Das Material muss jedoch unter Bedingungen aufgebrachtwerden, unter denen sich kein Verschäumen vollzieht.The expandable adhesive material is applied to at least a portion of the surface of the rigid reinforcing member of hybrid part and structural reinforcement located adjacent to an inner surface of the profile of the vehicle frame to be reinforced while controlling the amount of foam adjacent to the outer panel. It is preferred that the foamable material is applied over at least a portion of all areas of the reinforcing element adjacent the walls of the vehicle profile and that the amount and location of the foamable material over the surface of the reinforcing material adjacent to the interior surface of the foam Outer panel is applied, so is controlled it is prevented that the foam causes deformation of the outer panel. The optimum distribution depends on the shape of the profile to be reinforced, but the foam is preferably arranged to bond two non-parallel surfaces together to impart strength in at least two dimensions. The expandable material may be applied to the rigid reinforcing member by adhering a strip of the material to the member, by extrusion coating or by injection molding. Where the reinforcing member is made by injection molding, the expandable material may be applied by overmolding or by two-stage injection molding. However, the material must be applied under conditions under which no foaming takes place.
DieDicke des ausdehnbaren Klebstoffmaterials und der Ausdehnungsgradmüssen so gesteuert werden, dass der Schaumstoff beim Ausdehnenden Raum zwischen dem starren Verstärkungselement und demHohlprofile ausfüllt, dass aber der Schaumstoff nicht dieInnenfläche des äußeren Karosseriepaneelsin einem solchen Maße berührt, dass das Abkühlendes ausgedehnten Schaumstoffs das äußere Karosseriepaneelverformt. Dies kann erreicht werden, indem man kein ausdehnbaresMaterial auf die Oberfläche des einstückigen Verstärkungselementsaufbringt, die sich neben der Innenfläche des äußerenPaneels befindet, oder indem man die Menge und Dicke des ausdehnbarenMaterials auf der Oberfläche des einstückigenVerstärkungselements neben dem äußerenPaneel so steuert, dass es sich beim Ausdehnen in unmittelbarerNähe zur Innenfläche des Außenpaneelsbefindet, aber maximal 50% der Innenfläche des Außenpaneelsberührt und vorzugsweise die Innenfläche des Außenpaneels überhauptnicht berührt.TheThickness of the expandable adhesive material and the degree of expansionmust be controlled so that the foam during expansionthe space between the rigid reinforcing element and theHollow profiles fills, but that the foam is not theInner surface of the outer body paneltouched to such a degree that coolingexpanded foam outer body paneldeformed. This can be achieved by not being an expandableMaterial on the surface of the one-piece reinforcing elementwhich is adjacent to the inner surface of the outerPanel is located, or by the amount and thickness of the expandableMaterials on the surface of the one-pieceReinforcement element next to the outerPanel controls so that when expanding in the immediateClose to the inner surface of the outer panellocated, but not more than 50% of the inner surface of the outer paneltouches and preferably the inner surface of the outer panel at allnot touched.
DasHohlprofil mit dem an seinem Platz befindlichen einstückigenVerstärkungselement kann dann dem Elektrobeschichtungsprozessunterzogen werden, bei dem es durch ein Bad aus Beschichtungsmaterialgeleitet wird und eine Korrosionsschutzbeschichtung mittels Elektrolyseauf der Struktur abgeschieden wird. Die Fahrzeugstruktur wird dannin einem Ofen getrocknet, um die Beschichtung zu komplettieren,und der ausdehnbare Klebstoff wird vorzugsweise so gewählt,dass er durch die Trocknungsbedingungen aktiviert wird, die in demOfen herrschen, um die mittels des Elektrobeschichtungsprozessesaufgebrachte Beschichtung zu brennen. Auf diese Weise dehnt sichdas ausdehnbare Material unter den Trocknungsbedingungen aus, umeinen Schaumstoff zu erzeugen, der den Raum zwischen dem Verstärkungselementund den Innenwänden ausfüllt und eine feste Verbindungzwischen dem einstückigen Verstärkungselementund der Innenwand herstellt. In der Regel wird die beschichteteStruktur bei 100–200°C bevorzugt bei 160–190°C,insbesondere bei 165–185°C über einenZeitraum von bis zu 30 Minuten, bevorzugt 10–25 Minutengetrocknet, und dementsprechend muss sich der Klebstoff unter diesenBedingungen aus dehnen. Die Industrie ist jedoch bestrebt, niedrigereTrocknungstemperaturen und kürzere Trocknungszeiten zuverwenden, und dies kann die Auswahl der ausdehnbaren Klebstoffmaterialienbeeinflussen.TheHollow profile with the one-piece located in its placeReinforcing element can then the electro-coating processbe subjected to it by a bath of coating materialand a corrosion protection coating by electrolysisis deposited on the structure. The vehicle structure then becomesdried in an oven to complete the coating,and the expandable adhesive is preferably chosenthat it is activated by the drying conditions used in theFurnace prevail to those by means of electro-coating processto burn applied coating. This way it expandsthe expandable material under the drying conditions toto create a foam that defines the space between the reinforcing elementand the inner walls fills and a solid connectionbetween the one-piece reinforcing elementand the inner wall produces. In general, the coatedStructure at 100-200 ° C preferably at 160-190 ° C,especially at 165-185 ° C over aPeriod of up to 30 minutes, preferably 10-25 minutesdried, and accordingly, the adhesive must be under theseStretch conditions out. The industry, however, is eager to lowerDrying temperatures and shorter drying timesUse, and this may be the choice of expandable adhesive materialsinfluence.
Wennandere Komponenten, zum Beispiel Schrauben, während deranschließenden Montage durch das einstückige Verstärkungselementhindurchgeführt werden sollen, so muss darauf geachtet werden,dass Löcher, die in dem Verstärkungselement fürdas Hindurchführen der Schrauben ausgebildet sind, nichtdurch den Schaumstoff blockiert werden, wenn dieser sich ausdehnt.Ifother components, for example screws, during thesubsequent assembly by the one-piece reinforcement elementcare should be taken to ensure thatthat holes in the reinforcing element forthe passage of the screws are not formedbe blocked by the foam when it expands.
DieTechniken der vorliegenden Erfindung können fürdie Verstärkung jeder Konstruktion verwendet werden, dieauf einer hohlen Rahmenstruktur basiert, bei der wenigstens einTeil einer oder mehrerer Wände ein Außenpaneelin Kombination mit einem länglichen Hohlraum ist. Die Technikenkönnen zum Beispiel in der Bauindustrie oder beim Bau von Schiffen,Flugzeugen und Schienenfahrzeugen verwendet werden. Sie eignen sichjedoch besonders zum Verstärken von 1-, 2-, 3- oder 4-achsigen,bevorzugt 2-achsigen Fahrzeugen, bevorzugt Kraftfahrzeugen einschließlichPkw, Lkw, Wohnwagen und dergleichen. Die Techniken eignen sich besonders fürden derzeitigen Trend hin zur Verwendung leichterer und mitunterschwächerer Materialien in der Produktion von Kraftfahrzeughilfsrahmen,wo eine größere Notwendigkeit einer Verstärkungbesteht, um die Verringerung der Festigkeit des Basismaterials auszugleichenund dennoch die Sicherheitsvorgaben zu erfüllen. Dies giltganz besonders für die Verwendung von Aluminium fürden Bau von Automobilen.TheTechniques of the present invention can be used forThe reinforcement used in any construction, thebased on a hollow frame structure in which at least onePart of one or more walls an exterior panelin combination with an elongated cavity. The techniquescan be used, for example, in the construction industry or in the construction of ships,Aircraft and rail vehicles are used. They are suitablebut especially for reinforcing 1-, 2-, 3- or 4-axis,preferably 2-axle vehicles, preferably motor vehicles includingPassenger cars, trucks, caravans and the like. The techniques are particularly suitable forthe current trend towards the use of easier and sometimesweaker materials in the production of motor vehicle auxiliary frames,where a greater need for reinforcementexists to compensate for the reduction in the strength of the base materialand yet meet the security requirements. this appliesespecially for the use of aluminum forthe construction of automobiles.
Dievorliegende Erfindung betrifft aber auch ein Verfahren zum Verstärkeneines Hohlelements, umfassend das Bereitstellen eines steifen Verstärkungselementsaus Hybridteil und Strukturverstärkung innerhalb des Hohlelements,mit einer zellularen, wabenförmigen oder gerippten Innenstruktur undmit einer Form, die im Wesentlichen konform zu dem Querschnitt desAbschnittes des Hohlelements ist, und mit einem expandierbaren Klebematerialdas über zumindest einen Abschnitt der Oberflächedes steifen Verstärkungselements angebracht ist, der ausreichendist, das Verstärkungselement an zumindest zwei nichtparallelenInnenflächen des Hohlelements anzuhaften, dadurch gekennzeichnet,dass vor der Aktivierung, wobei das expandierbare Klebematerialtrocken und bei Berührung klebefrei ist und die Verstärkungvon einer Größe ist, dass ein Zwischenraum zwischender Oberfläche des expandierbaren Klebematerials und denInnenwänden des Hohlelements besteht, das steife Verstärkungselementmit kleinen Distanzstücken auf seiner Außenflächeversehen ist, welche ihm eine Beabstandung zu den Innenwändendes Hohlelements ermöglichen, wobei das Hohlelement, welchesdas steife Verstärkungselement enthält, dem Elektrobeschichtungs-Antikorrosions-Prozessunterworfen wird, bei dem das expandierbare Klebematerial bei denTemperaturen expandiert, mit denen man den Elektrobeschichtungs-Ausheizofenbetreibt.However, the present invention also relates to a method for reinforcing a hollow element, comprising providing a rigid reinforcing element of hybrid part and structural reinforcement within the hollow element, having a cellular, honeycomb or ribbed internal structure and having a shape substantially conforming to the cross section of the section of FIG Is hollow element, and with an expandable adhesive material which is mounted over at least a portion of the surface of the rigid reinforcing member sufficient to adhere the reinforcing member to at least two non-parallel inner surfaces of the hollow member, characterized in that prior to activation, wherein the expandable adhesive material dry and When touched is tack-free and the reinforcement is of a size that expands a gap between the surface of the baren adhesive material and the inner walls of the hollow member, the rigid reinforcing member is provided with small spacers on its outer surface, which allow it to a distance to the inner walls of the hollow member, wherein the hollow member containing the rigid reinforcing member is subjected to the electrocoating anti-corrosion process in which the expandable adhesive material expands at the temperatures used to operate the electrocoat bake oven.
DieErfindung betrifft aber auch die Verwendung einstückigerVerstärkungselemente aus
Dievorliegende Erfindung wird anhand der Zeichnungen veranschaulicht,die erfindungsgemäß einstückige Verstärkungselementeaus Hybridbauteil und Strukturverstärkung zum Verstärkenvon Fahrzeug-Karosserien zeigen.TheThe present invention will be illustrated with reference to the drawings.the invention one-piece reinforcing elementshybrid component and structural reinforcement for reinforcementshow of vehicle bodies.
Abschnittweiseaufgetragener und expandierter Klebschaumstoff e verbindet die starreSturkturverstärkung d mit dem Schweller bestehend aus inneremSeitenwandrahmen b und äußerem Seitenwandrahmena.in sectionsapplied and expanded foam e connects the rigidSturkturverstärkung d with the sill consisting of innerSidewall frame b and outer sidewall framea.
SchnittB-B zeigt den länglichen schalenförmigen Grundkörperh mit Verstärkungsrippen i. Der Grundkörper hist abschnittweise über expandieretem Klebschaumstoff emit dem inneren Seitenwandrahmen und mit dem äußerenSeitenwandrahmen verbunden.cutB-B shows the elongated bowl-shaped bodyh with reinforcing ribs i. The main body his section by section over expanded foam ewith the inner sidewall frame and with the outerSidewall frame connected.
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| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | Effective date:20130101 |