DE102006003667A1 - Karosserie eines Fahrzeuges - Google Patents
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Abstract
Aus der DE 19815407 ist bereits ein Fügeelement zum Verbinden von Blechteilen bekannt. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Karosserie eines Fahrzeuges zu schaffen, bei der die Bildung von Korrosion durch die Anordnung eines Befestigungselementes, insbesondere in einem Karosseriehohlraum, vermieden ist. Dies wird dadurch erreicht, dass an der vorgesehenen Befestigungsstelle (37) ein einschichtiger oder ein mindestens zweischichtiger Aufbau (5, 11) vorgesehen ist, dass der Aufbau (5, 11) vor einem Stanz- und Nietvorgang ungelocht ist und dass die beim Stanzvorgang entstehenden Ränder (34, 35) einer Durchgangsöffnung (32) des Aufbaus (5, 11) zusammen mit einer beim Nietvorgang erzeugten, umlaufenden Nietbördel (33) eines ringförmigen Abschnittes (26) des Stanz- und Nietabschnittes (15) des Befestigungselementes (13) eine hochfeste und wasserdichte Verbindung des Befestigungselementes (13) an der Karosseriewand (5) ergeben.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Karosserie eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Aus der
DE 198 15 407 ist bereits eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden von dünnwandigen Blechteilen bekannt, die durch einen Bolzenabschnitt eines Befestigungselementes voneinander beabstandet und durch diesen Bolzenabschnitt stabilisiert sind. Das bekannte Befestigungselement weist einen Stanz- und Nietabschnitt auf. - Beim Herstellungsvorgang der Befestigung des Befestigungselementes an dem Blech-Bauteil wird der Stanz- und Nietabschnitt des Befestigungselementes durch die Blechwand hindurchgedrückt. Auf den hindurchgedrückten Stanz- und Nietabschnitt drückt eine Matrize, die den Stanz- und Nietabschnitt umbördelt, so dass ein umlaufender Nietbördel an der durchstoßenen Blechwand aufliegt.
- An den Stanz- und Nietabschnitt des bekannten Befestigungselementes schließt sich ein Flansch an, der nicht durch die Blechwand hindurchgestoßen wird, sondern an der Außenfläche der Blechwand anliegt. An dem Befestigungselement kann ein Abschnitt mit einem Innengewinde vorgesehen sein, in den ein Befestigungselement zur Halterung eines weiteren Bauteils verschraubbar ist. Ferner kann an dem Befestigungselement ein Bolzenabschnitt mit einem Außengewinde vorgesehen sein, an dem ebenfalls ein Bauteil befestigbar ist.
- Ferner ist es bekannt, an einer Karosserie eines Fahrzeuges ein Halterungsbauteil anzuordnen, um ein Bauteil zu befestigen. Das Halterungsbauteil ist notwendig, um die Kraft, die das an der Karosserie befestigte Anbauteil in die dünne Blechwand der Karosserie ausübt, einzuleiten. Die Blechwand weist beispielsweise eine Dicke t von t = 0,5 bis 2 mm auf. Ein dünnwandiges Blech kann in der Regel nur geringe Kräfte aufnehmen. Die durch das Halterungsbauteil und die Blechwand hindurchgehende Durchgangsöffnung kann durch das Befestigungselement nicht wasserdicht verschlossen werden. Durch das Eindringen von Wasser in Hohlräume der Karosserie kann es jedoch zu Korrosion der Teile kommen, die durch das eindringende Wasser benetzt werden.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Karosserie eines Fahrzeuges zu schaffen, bei der die Bildung von Korrosion durch die Anordnung eines Befestigungselementes vermieden ist.
- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Durch die erfindungsgemäße Befestigung eines Befestigungselementes an einer Karosseriewand, das durch die ungelochte Karosseriewand und das gegebenenfalls vorhandene jeweilige zusätzliche und ungelochte Blechteil hindurchgedrückt oder gestanzt wird, und durch einen sich anschließenden Nietvorgang, bei dem das Befestigungselement mit einer Umbördelung versehen wird, wird eine hochfeste und wasserdichte Verbindung erreicht. Schließt sich an die Karosseriewand ein abgeschlossener Hohlraum an, kann durch die wasserdichte Verbindung kein Wasser oder keine Feuchtigkeit an die dem Hohlraum zugewandten Innenfläche der Karosserie eindringen, so dass die Bildung von Korrosion vermieden ist. Die erfindungsgemäße Befestigung eines Befestigungselementes an einer Karosseriewand und an einem Blechteil, d.h. einem zweischichtigem Aufbau, ist beispielsweise bis zu einem Druck von ca. 0,1 bar wasserdicht.
- Durch die Verwendung mindestens eines zusätzlichen Blechteiles wird die in die Karosseriewand einleitbare Kraft erhöht.
- Die erfindungsgemäße Befestigung eines Befestigungselements ist vorteilhafterweise auch an einer dünnwandigen Blechwand möglich, die mit einem weiteren Wandabschnitt der Karosserie einen Hohlraum bildet.
- Der erfindungsgemäße mehrschichtige Aufbau besteht aus einem Innenblech und mindestens einem zusätzlichen Blechteil, so dass sich ein einfacher Aufbau an der Befestigungsstelle ergibt.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das jeweilige zusätzliche Blechteil zur Erhöhung der einleitbaren Kraft in die Karosseriewand an einer Innenfläche der Karosseriewand mit mindestens einer definierten Überdeckungsfläche angeordnet, so dass sich zumindest an der vorgesehenen Befestigungsstelle ein mindestens zweischichtiger Aufbau ergibt.
- An dem Befestigungselement ist ein Abschnitt ausgebildet, an dem die Befestigung eines zusätzlichen Bauteils vorteilhafterweise über Formschluß und/oder über Reibschluß erfolgt.
- An einem ringförmigen Abschnitt des Stanz- und Nietabschnittes des Befestigungselementes ist ein konischer Abschnitt ausgebildet, der den Übergang zwischen dem ringförmigen Abschnitt und dem Flansch abrundet, so dass der Stanzvorgang erleichtert wird.
- Durch die Ausbildung von Verdrehsicherungen an einer Außenfläche des konischen Abschnittes in Form von Vorsprüngen und/oder Vertiefungen oder dergleichen wird in einfacher Weise eine sichere Befestigung erreicht.
- Die erfindungsgemäße Befestigung eines Befestigungselements kann an einer dünnwandigen Blechwand erfolgen, deren Wandstärke t in Abhängigkeit von der Werkstofffestigkeit vorteilhafterweise bei t5 = ca. 1 mm ± 0,5 mm liegt, Ferner kann zur Verstärkung vorteilhafterweise jeweils ein zusätzliches Blechteil verwendet werden, dessen Wandstärke t11 in Abhängigkeit von der Festigkeit des verwendeten Werkstoffes zwischen t11 = 0,9 mm bis 2,5 mm liegt.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der ringförmige Abschnitt des Stanz- und Nietabschnittes des Befestigungselementes in seiner Form und seinen Abmessungen so ausgelegt, dass sich beim Umbördelvorgang zumindest der durch das jeweilige zusätzliche Blechteil gebildete Rand der Durchgangsöffnung bis unterhalb eines umlaufenden Nietbördels am Stanz- und Nietabschnitt des Befestigungselementes über eine ausreichend große Fläche anliegt. Der Nietbördel bildet sich durch den Bördelvorgang. Durch die großflächige Anlage der Ränder an dem umlaufenden Nietbördel ergibt sich die Wasserdichtigkeit der Verbindung des Befestigungselementes an dem Wandabschnitt der Karosserie.
- Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Schnittdarstellung eines Karosserieabschnittes eines Kraftfahrzeuges vor der Befestigung eines zusätzlichen Bleches für die Krafteinleitung an einer von der Außenumgebung abgewandten Innenfläche der Karosserie und -
2 eine schematische Schnittdarstellung entsprechend der1 , bei der die Befestigung des zusätzlichen Blechteiles über ein Befestigungselement in einem Stanz- und Nietvorgang erfolgt ist. - Die
1 zeigt eine Schnittansicht eines Karosserieabschnittes2 eines Fahrzeuges1 , insbesondere eines Kraftfahrzeuges. Im vorliegenden Fall ist der Karosserieabschnitt2 eine Heckverkleidung3 , die ein Außenblech4 und ein Innenblech5 aufweist. Statt einem Außenblech4 kann auch ein Kunststoffbauteil verwendet werden, wenn das Außenblech4 nur eine optische Funktion hat. - Zwischen dem Außenblech
4 und dem Innenblech5 ist ein Hohlraum6 ausgebildet. Das Außenblech4 und das Innenblech5 sind über Randabschnitte7 und8 miteinander verbunden. Das Innenblech5 weist einen abgestuften Abschnitt9 auf, an dessen zum Hohlraum6 zugewandten Innenfläche10 ein in gleicher Form abgestuftes zusätzliches Blechteil11 angeordnet ist. - Das Innenblech
5 weist in der gezeigten Ausführungsform eine Wandstärke t5 auf, die bei t5 = ca. 0,7 mm ± 0,2 mm liegt. Das zusätzliche Blechteil11 weist eine Wandstärke t11 auf, die bei t11 = ca. 0,9 mm bis 2,5 mm liegt. - Unterhalb einer Außenfläche
12 des Innenbleches5 ist ein Befestigungselement13 dargestellt. An seinem dem Innenblech5 zugewandten Ende14 ist das Befestigungselement13 mit einem Stanz- und Nietabschnitt15 versehen. An den Stanz- und Nietabschnitt15 schließt sich ein Flansch16 an, dessen Außendurchmesser d16 größer ist als ein Außendurchmesser d15 des Stanz- und Nietabschnittes15 . - Zwischen dem Stanz- und Nietabschnitt
15 und dem Flansch16 ist ein konisch verlaufender Abschnitt17 ausgebildet, der den Übergang zwischen dem Stanz- und Nietabschnitt15 und dem Flansch16 abrundet. An einer Außenfläche18 des konischen Abschnittes17 sind Vorsprünge19 und/oder nicht abgebildete Vertiefungen vorgesehen, die eine Verdrehsicherung im befestigten Zustand des Stanz- und Nietabschnittes15 an dem Innenblech5 bewirken. - An den Flansch
17 schließt sich ein Bolzenabschnitt20 mit einem Außengewinde21 an. In einer nicht dargestellten anderen Ausführungsform ist der Flansch16 länger ausgebildet und weist ein Innengewinde zur Anordnung einer Schraube auf. Gegenüber einer zum Hohlraum6 gewandten Außenfläche22 des zusätzlichen Blechteils11 ist eine Matrize23 schematisch dargestellt. An einer Stirnseite24 der Matrize23 ist eine ringförmige Vertiefung25 vorgesehen, die zur Umbördelung eines sich in Längsrichtung erstreckenden, ringförmigen Abschnittes26 des Stanz- und Nietabschnittes15 dient. - In der in der
1 gezeigten Ausführungsform liegt zumindest eine Außenfläche27 eines waagrecht ausgebildeten Abschnittes28 des zusätzlichen Blechteiles11 an der Innenfläche10 eines waagrechten Abschnittes29 des Innenbleches5 an. Die übereinander liegenden waagrechten Abschnitte28 und29 sind mindestens so groß wie ein Außendurchmesser d23 der Matrize23 . An einer Stirnseite30 des ringförmigen Abschnittes26 des Stanz- und Nietabschnittes15 ist eine konische Abschrägung31 ausgebildet, die das Durchstoßen der beiden übereinander liegenden Abschnitte29 ,28 des Innenbleches5 und des zusätzlichen Blechteils11 erleichtert. - Die
2 zeigt das Befestigungselement13 in einem Zustand, nach dem der ringförmige Abschnitt26 des Stanz- und Nietabschnittes15 des Befestigungselementes13 durch die Abschnitte29 und28 des Innenbleches5 und des zusätzlichen Blechteils11 hindurchgedrückt wurde. - Durch den Stanzvorgang bildet sich eine Durchgangsöffnung
32 . Durch den Umbördelvorgang der Stirnseite30 des ringförmigen Abschnittes26 des Stanz- und Nietabschnittes15 bildet sich ein umlaufender Nietbördel33 . Gleichzeitig wird mit der Umbördelung des ringförmigen Abschnittes26 des Stanz- und Nietabschnittes15 ein jeweiliger Rand34 und35 des Innenbleches5 und des zusätzlichen Blechteiles11 , der jeweils die Durchgangsöffnung32 bildet, zwischen dem umlaufenden Nietbördel33 und dem konischen Abschnitt17 des Befestigungselementes13 so fest zusammengedrückt, dass die Durchgangsöffnung32 wasserdicht ist. - Die beiden Abschnitte
29 und28 des Innenbleches5 und des zusätzlichen Blechteils11 weisen beim Stanzvorgang keine Lochung auf. Dadurch liegen die Ränder34 und35 des Innenbleches5 und des Stanz- und Nietabschnittes15 über eine entsprechend große Fläche an einer Außenfläche36 des ringförmigen Abschnittes26 des Stanz- und Nietabschnittes15 an. Ferner bewirkt der Stanzvorgang ohne Vorlochung und der anschließende Nietvorgang mit Umbördelung eine hochfeste Verbindung.
Claims (10)
- Karosserie eines Fahrzeuges mit mindestens einer dünnwandigen Blechwand, wobei an einer vorgesehenen Befestigungsstelle dieser Blechwand ein Befestigungselement angeordnet ist, durch das ein Bauteil befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der vorgesehenen Befestigungsstelle (
37 ) ein einschichtiger oder ein mindestens zweischichtiger Aufbau (5 ,11 ) vorgesehen ist, dass der Aufbau (5 ,11 ) vor einem Stanz- und Nietvorgang ungelocht ist und dass die beim Stanzvorgang entstehenden Ränder (34 ,35 ) einer Durchgangsöffnung (32 ) des Aufbaus (5 ,11 ) zusammen mit einer beim Nietvorgang erzeugten, umlaufenden Nietbördel (33 ) eines ringförmigen Abschnittes (26 ) des Stanz- und Nietabschnittes (15 ) des Befestigungselementes (13 ) eine hochfeste und wasserdichte Verbindung des Befestigungselementes (13 ) an der Karosseriewand (5 ) ergeben. - Karosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dünnwandige Blechwand (
5 ) mit einem weiteren Wandabschnitt (4 ) der Karosserie (2 ) einen Hohlraum (6 ) bildet. - Karosserie nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrschichtige Aufbau (
5 ,11 ) aus einem Innenblech (5 ) und mindestens einem zusätzlichen Blechteil (11 ) besteht. - Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige zusätzliche Blechteil (
11 ) zur Erhöhung der einleitbaren Kraft in die Karosseriewand (5 ) an einer Innenfläche (10 ) der Karosseriewand (5 ) mit mindestens einer definierten Überdeckungsfläche angeordnet ist, so dass sich zumindest an der vorgesehenen Befestigungsstelle ein mindestens zweischichtiger Aufbau ergibt. - Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Befestigungselement (
13 ) ein Abschnitt (20 ) ausgebildet ist, an dem die Befestigung eines zusätzlichen Bauteils über Formschluß und/oder über Reibschluß erfolgt. - Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem ringförmigen Abschnitt (
26 ) des Stanz- und Nietabschnittes (15 ) des Befestigungselementes (13 ) ein konischer Abschnitt (17 ) ausgebildet ist, der den Übergang zwischen dem ringförmigen Abschnitt (26 ) und dem Flansch (16 ) abrundet. - Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenfläche (
18 ) des konischen Abschnittes (17 ) Verdrehsicherungen (19 ) in Form von Vorsprüngen und/oder Vertiefungen ausgebildet sind. - Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke t5 der dünnwandigen Blechwand (
5 ) in Abhängigkeit von der Werkstofffestigkeit bei t5 = 1 mm ± 0,5 mm liegt, - Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Blechteil (
11 ) eine Wandstärke t11 aufweist, wobei die Wandstärke t11 zwischen t11 = ca. 0,9 mm bis 2,5 mm in Abhängigkeit von der Festigkeit des verwendeten Werkstoffes liegt. - Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Abschnitt (
26 ) des Stanz- und Nietabschnittes (15 ) des Befestigungselementes (13 ) in seiner Form und seinen Abmessungen so ausgelegt ist, dass sich beim Umbördelvorgang zumindest der durch das jeweilige zusätzliche Blechteil (11 ) gebildete Rand (35 ) der Durchgangsöffnung (32 ) bis unterhalb einer umlaufenden Nietbördel (33 ) über eine ausreichend große Fläche anliegt, wobei sich der Nietbördel (33 ) durch den Bördelvorgang bildet, so dass die Wasserdichtigkeit der Verbindung des Befestigungselementes (13 ) an dem Wandabschnitt (5 ) der Karosserie (2 ) gewährleistet ist.
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