DE102007025930A1 - One-piece reinforcement element for use during construction of ship, has expandable adhesive material attached over section of surface of rigid structure reinforcement and oblong cup-shaped base body - Google Patents

One-piece reinforcement element for use during construction of ship, has expandable adhesive material attached over section of surface of rigid structure reinforcement and oblong cup-shaped base body Download PDF

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Abstract

The element has an oblong cup-shaped base body (h) hose interior ridges fixedly connected with a base body, where the interior ridges are made of molded plastic. A connection with the base body takes place at discrete connection points by openings in the base body. The reinforcement is essentially matched to a form of a cross section of a hollow section to be reinforced at the areas of a body, and is made from metal or plastic. An expandable adhesive material is attached over a section of a surface of the rigid structure reinforcement and the oblong cup-shaped base body. An independent claim is also included for a method for reinforcing a hollow element.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein einstückiges Verstärkungselement für einen Fahrzeug Hohlkörper bestehend aus der Kombination eines Hybridbauteils mit einem aus demselben Thermoplasten hergestellten Strukturverstärker in Nicht-Hybrid-Bauweise, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung in Fahrzeugen.The The present invention relates to a one-piece reinforcing element for a vehicle hollow body consisting of the Combination of a hybrid component with one of the same thermoplastic non-hybrid structural amplifiers made, a method for its production and its use in vehicles.

Durch sich verteuernde Rohstoffe geht die Automobilindustrie in jüngster Zeit dazu über, Fahrzeugbleche dünner zu konstruieren um Gewicht zu sparen und darüber einen Beitrag zur Reduktion des Kraftstoffverbrauchs zu erzielen. Gleichzeitig steigen jedoch die Anforderungen an die Sicherheit der Fahrzeuginsassen weshalb die leichter konstruierten Fahrzeuge wiederum durch Zusatzmaßnahmen an der Karosserie verstärkt werden.By The automotive industry is taking on more expensive raw materials in the recent past Time to construct vehicle sheets thinner to save weight and to contribute to the reduction of fuel consumption. At the same time, however the requirements for the safety of the vehicle occupants why the more easily constructed vehicles in turn through additional measures be reinforced on the body.

Dies führte in jüngster Zeit zum Einsatz der so genannten Kunststoff-Metall-Hybridtechnik zur Herstellung von Hohlkammer-Leichtbauteilen bzw. Hybridbauteilen.This recently led to the use of the so-called Plastic-metal hybrid technology for the production of hollow-chamber lightweight components or hybrid components.

Hybridbauteile zeichnen sich durch den Formschluss eines schalenförmigen Grundkörpers bzw. Hohlkörpers und einen an diesen angespritzten, eingefügten oder angefügten Kunststoffteil aus. Der Grundkörper kann selber aus Kunststoff oder Metall, vorzugsweise aus Metall bestehen.hybrid components are characterized by the positive fit of a cup-shaped Main body or hollow body and one of these molded, inserted or attached plastic part out. The main body can itself made of plastic or metal, preferably Made of metal.

Aus EP-A 0 370 342 ist ein Leichtbauteil in Hybridbauweise aus einem schalenförmigen Grundkörper bekannt, dessen Innenraum Verstärkungsrippen aufweist, welche mit dem Grundkörper fest verbunden sind, in dem die Verstärkungsrippen aus angespritztem Kunststoff bestehen und deren Verbindung mit dem Grundkörper an diskreten Verbindungsstellen über Durchbrüche im Grundkörper erfolgt, durch welche der Kunststoff hindurch und über die Flächen der Durchbrüche hinausreicht und ein fester Formschluss erreicht wird. EP-A 0 995 668 ergänzt dieses Prinzip indem man das Hohlkammer-Leichtbauteil zusätzlich mit einer Deckplatte oder Deckschale aus Kunststoff versieht. Denkbar ist aber auch eine Deckplatte aus anderen Materialien wie beispielsweise Metall.Out EP-A 0 370 342 a lightweight component in hybrid construction of a shell-shaped base body is known, the interior of which has reinforcing ribs which are firmly connected to the main body, in which the reinforcing ribs are made of molded plastic and their connection to the body at discrete connection points via openings in the base body, through which Plastic passes through and beyond the surfaces of the apertures and a tight fit is achieved. EP-A 0 995 668 complements this principle by providing the hollow chamber lightweight component additionally with a cover plate or cover shell made of plastic. It is also conceivable, however, a cover plate made of other materials such as metal.

Schon bald erkannte man die hervorragende Eignung von Hohlkammer-Leichtbauteilen in Hybridbauweise überall dort, wo es auf hohe Stabilität, hohe Energieaufzehrung im Falle eines Crash sowie um Gewichtseinsparung ging, also beispielsweise beim Bau von Kraftfahrzeugen. EP 0 679 565 B1 offenbart die Vorderfront eines Kraftfahrzeugs (Kfz) mit mindestens einer steifen Traverse die sich über den Hauptteil der Länge des Vorderfrontteils erstreckt mit mindestens einem Stützteil aus Kunststoff, das oder die am Endbereich der steifen Traverse angegossen wird bzw. werden. EP 1 032 526 B1 offenbart eine Tragestruktur für das Frontmodul eines Kraftfahrzeugs aus einem Stahlblech-Grundkörper, einem unverstärkten amorphen thermoplastischen Kunststoffmaterial, einem glasfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoff sowie einer Rippenstruktur aus beispielsweise Polyamid. DE 100 53 840 A1 offenbart ein Stossfängersystem oder Energieabsorberelement aus gegenüberliegend angeordneten Metallblechen und Verbindungsrippen aus thermoplastischem oder duroplastischem Kunststoff. Aus DE 102 21 709 A1 ist ein Leichtbauteil für Trägerelemente von Kraftfahrzeugen in Hybridbauweise bekannt. DE 10 2005 043 698 A1 beschreibt einen Seitenschweller einer Kraftwagenkarosserie mit einem in Hybridbauweise gefertigten Strukturteil, welches mit dem Kastenprofil des Schwellers fest verbunden ist.It soon became apparent that the outstanding suitability of lightweight, lightweight structural components in hybrid construction was everywhere where high stability, high energy consumption in the event of a crash and weight saving were important, for example in the construction of motor vehicles. EP 0 679 565 B1 discloses the front of a motor vehicle (motor vehicle) with at least one rigid cross member extending over the major part of the length of the front panel with at least one plastic support member cast on the end portion of the rigid cross member. EP 1 032 526 B1 discloses a support structure for the front module of a motor vehicle made of a steel sheet body, an unreinforced amorphous thermoplastic material, a glass fiber reinforced thermoplastic and a rib structure of, for example, polyamide. DE 100 53 840 A1 discloses a bumper system or energy absorbing element of oppositely disposed metal sheets and connecting ribs of thermoplastic or thermosetting plastic. Out DE 102 21 709 A1 is a lightweight component for support elements of motor vehicles in hybrid construction known. DE 10 2005 043 698 A1 describes a side skirts of a motor vehicle body with a manufactured in hybrid construction structural part, which is firmly connected to the box section of the sill.

Andererseits offenbart EP 0 897 439 A1 innenliegende Bewehrungen für hohle Strukturelemente und DE 42 03 460 C2 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines trägerartigen Bauteils mit einem Leichtstoffkern. EP 1 256 512 A2 beschreibt schließlich Verstärkungselemente für einen Hohlkörper aus einem mit aufgeschäumter Masse ummantelten Rohr.On the other hand revealed EP 0 897 439 A1 internal reinforcements for hollow structural elements and DE 42 03 460 C2 describes a method for producing a carrier-type component with a lightweight core. EP 1 256 512 A2 Finally, describes reinforcing elements for a hollow body of a sheathed with foamed tube.

Derartige Verstärkungselemente sind jedoch nur begrenzt einsetzbar. Die Verbindungsstellen, beispielsweise von Fahrzeugholm und B-Säule eines Kraftfahrzeugs, erfordern individuelle Lösungen. Hier werden bislang Struktureinsätze, so genannte Strukturinserts, eingesetzt und mit Schäumen innerhalb der Karosseriehohlräume mit dieser verklebt. Beispiele für diese Technologie offenbaren die WO 93/05 103 oder die EP 1 475 295 A2 .However, such reinforcing elements are only limited use. The connection points, for example of vehicle axle and B-pillar of a motor vehicle, require individual solutions. Structural inserts, so-called structural inserts, have been used to date and bonded to foams within the body cavities. Examples of this technology reveal the WO 93/05 103 or the EP 1 475 295 A2 ,

Beide Lösungen für sich erfüllen jeweils einzelne Aufgaben während Hybridbauteile bisher überwiegend im Vorderbereich von Kraftfahrzeugen zur Energieaufzetzung im Falle eines Crash von vorne eingesetzt wurden, erfolgt der Einsatz einer Strukturverstärkung gemäß EP 1 475 295 A2 innerhalb der Verbindungen von Fahrzeugholmen in Crash-relevanten Bereichen der Karosserie, beispielsweise im unteren Teil der A-Säule, im unteren und oberen Teil der B-Säule und im Querträger über der hinteren Achse.Each of these solutions individually fulfills individual tasks, while hybrid components have hitherto been used predominantly in the front region of motor vehicles for energy supply in the event of a crash from the front, the use of a structural reinforcement according to FIG EP 1 475 295 A2 within the connections of vehicle uprights in crash-relevant areas of the bodywork, for example in the lower part of the A-pillar, in the lower and upper part of the B-pillar and in the crossmember above the rear axle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war deshalb die Bereitstellung einer Fahrzeug-Hohlraumkomponente, die ein Fahrzeug sowohl im Falle eines Crash von vorne als auch im Falle eines Crash von der Seite stabilisiert und somit die Fahrzeuginsassen durch Energieaufzehrung vor Unfallschäden bewahrt, die gleichzeitig jedoch im Bereich der Fahrgastzelle den Einsatz dünnerer Bleche erlaubt und zudem sich einfach und unkompliziert in der Massenfertigung von Fahrzeugen einsetzen lässt.task The present invention was therefore the provision of a Vehicle cavity component, which is a vehicle in the event of a crash stabilized from the front as well as in case of a crash from the side and thus the vehicle occupants by energy consumption before accident damage but at the same time in the area of the passenger compartment Use of thinner sheets allowed and also easy and uncomplicated use in the mass production of vehicles leaves.

Die Lösung der Aufgabe und somit Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein einstückiges Verstärkungselement für einen Fahrzeug Hohlkörper dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus

  • a) einem länglichen, schalenförmigen Grundkörper (nachstehend auch Hybridbauteil) dessen Innenraum Verstärkungsrippen aufweist, welche mit den Grundkörper fest verbunden sind, wobei die Verstärkungsrippen aus angespritztem Kunststoff bestehen und deren Verbin dung mit dem Grundkörper an diskreten Verbindungsstellen über Durchbrüche im Grundkörper erfolgt, durch welche der Kunststoff hindurch- und über die Flächen der Durchbrüche hinausreicht und
  • b) aus einer aus demselben Kunststoff durch denselben Anspritzvorgang an wenigstens einem Ende des Grundkörpers angefügten starren Strukturverstärkung besteht, welche im Wesentlichen die Form des Querschnitts des an dieser Stelle einer Karosserie zu verstärkenden Hohlprofils entspricht, wobei ein ausdehnbares Klebstoffmaterial über einen Abschnitt der Oberfläche der starren Strukturverstärkung und des länglichen, schalenförmigen Grundkörpers aufgebracht ist, die Form der starren Strukturverstärkung und des länglichen Grundkörpers, sowie die Menge und Verteilung des ausdehnbaren Klebstoffs so gewählt sind, dass das Klebstoffmaterial beim Ausdehnen nicht die Innenfläche des äußeren im Sichtbereich liegenden Bleches des zu verstärkenden Karosseriehohlraums berührt sondern wenigstens einen Teil der anderen Innenwände des zu verstärkenden Karosseriehohlraumes berührt und daran haftet.
The solution of the problem and thus the subject of the present invention is a one-piece reinforcing element for a vehicle hollow body characterized in that this
  • a) an elongated, shell-shaped base body (hereinafter also hybrid component) whose interior reinforcing ribs, which are firmly connected to the base body, wherein the reinforcing ribs are made of molded plastic and their connec tion with the body at discrete junctions via openings in the base body, through which the plastic passes through and extends beyond the surfaces of the apertures and
  • b) consists of one of the same plastic by the same Anspritzvorgang attached to at least one end of the body rigid structural reinforcement, which corresponds substantially to the shape of the cross section of the body to be reinforced at this point hollow profile, wherein an expandable adhesive material over a portion of the surface of the rigid Structural reinforcement and the elongated, shell-shaped base body is applied, the shape of the rigid structural reinforcement and the elongated body, and the amount and distribution of the expandable adhesive are chosen so that the adhesive material when expanding not the inner surface of the outer visible sheet metal to be reinforced body cavity touched but touched at least a portion of the other inner walls of the body cavity to be reinforced and adhered thereto.

Überraschenderweise erweist sich das erfindungsgemäße Verstärkungselement für einen Fahrzeug Hohlkörper als multifunktionelles Bauteil das nicht nur schnell und einfach während der Karosseriemontage eingebaut werden kann, sondern aufgrund seiner Ausgestaltung entsprechende Karosseriebereiche wirkungsvoll sowohl gegen einen Crash von vorne als auch von der Seite stabilisiert und darüber hinaus als akustische Abkopplung und als Feuchtigkeitssperre fungiert, wobei es gleichzeitig erlaubt die Fahrzeugbleche dünner zu gestalten um darüber Gewicht und letztendlich Kraftstoff zu sparen.Surprisingly proves the reinforcing element according to the invention for a vehicle hollow body as a multifunctional Do not just make this component quick and easy during body assembly can be installed, but due to its design corresponding Body areas effective both against a crash from the front stabilized as well as from the side and beyond acts as an acoustic decoupling and as a moisture barrier, while at the same time allowing the vehicle panels thinner about weight and ultimately fuel to save.

Das erfindungsgemäße Verstärkungselement kann sowohl einstückig einschalig als auch einstückig zweischalig oder insgesamt zweischalig ausgebildet sein. Im Falle einer zweischaligen Ausführung besteht der längliche, schalenförmige Grundkörper aus zwei Hälften mit jeweils eigener Verrippung. Falls erforderlich können beide Schalen miteinander verschweißt oder mit Klebstoff verklebt werden, wozu gegebenenfalls der einzusetzende ausdehnbare Klebstoffe verwendet werden kann.The Reinforcing element according to the invention can be both one-piece single-piece and one-piece be formed double-shelled or a total of two shells. In the event of a double-shelled version consists of the oblong, cup-shaped basic body of two halves each with its own ribbing. If necessary you can both shells welded together or with adhesive be glued, including optionally to be used expandable Adhesives can be used.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen sowohl der schalenförmige Grundkörper als auch die starre Strukturverstärkung kleine Distanzstücke oder Befestigungspositionen auf, welche eine Beabstandung zu den Innenwänden des zu verstärkenden Hohlraumelements ermöglichen. Bevorzugt sind diese aus demselben Kunststoff oder aus demselben Metall wie der längliche Grundkörper oder wie die Strukturverstärkung gefertigt.In a preferred embodiment, both the cup-shaped Body as well as the rigid structure reinforcement small spacers or mounting positions on which a spacing to the inner walls of the reinforcing Allow cavity element. These are preferably from the same plastic or the same metal as the elongated one Basic body or how the structural reinforcement made.

In einer alternativen oder aber bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verstärkungselement mit Mitteln versehen, die eine Fluiddrainage ermöglichen. Dies kann von Nutzen sein, wenn der ausdehnbare Klebstoff erst nach Einlegen des Verstärkungselements und nach Zusammenbau des zu verstärkenden Karosseriebereichs eingespritzt wird. Bevorzugte Mittel sind GIT/WIT Kanäle (GIT = Gas Innendruck Technologie; WIT = Wasser Innendruck Technologie). In anderen Fällen können die Kanäle für den Ablauf von Tauchmedien im Lackierprozess oder für den Ablauf von Kondensflüssigkeit oder Regenwasser vorgesehen sein.In an alternative or preferred embodiment is the reinforcing element according to the invention provided with means that allow a fluid drainage. This may be useful if the expandable adhesive is not until after Insert the reinforcing element and after assembly of the is injected to reinforcing body area. Preferred means are GIT / WIT channels (GIT = gas internal pressure Technology; WIT = water pressure technology). In other cases can the channels for the expiration of Dipping media in the painting process or for the drainage of condensate or rainwater.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der längliche, schalenförmige Grundkörper nur einseitig über den angespritzten Kunststoff mit einer starren Strukturverstärkung direkt verbunden. In diesem Fall erlaubt das lose Anfügen einer zweiten Strukturverstärkung am anderen Ende des länglichen, schalenförmigen Grundkörpers den Ausgleich von Fertigungstoleranzen. Die feste Verbindung der losen Strukturverstärkung mit dem länglichen, schalenförmigen Grundkörper erfolgt in diesem Fall durch den zusätzlichen Einsatz von Klebstoff oder aber durch den nachträglich einzuspritzenden ausdehnbaren Klebstoff.In a preferred embodiment is the elongated, shell-shaped body only on one side about the molded plastic with a rigid structural reinforcement directly connected. In this case, the loose attachment allows a second structural reinforcement at the other end of the elongated, bowl-shaped body balancing Manufacturing tolerances. The tight connection of loose structure reinforcement with the elongated, shell-shaped body takes place in this case by the additional use of Adhesive or by the subsequently injected expandable adhesive.

Im Falle einer zweischaligen Ausführung des einstückigen Verstärkungselements, bevorzugt des länglichen, schalenförmigen Grundkörpers, kann auch dieses/r bevorzugt durch Einfügen einer Weichkomponente, bevorzugt Kautschuk oder Dickbettklebstoff, mechanisch gegen die Innenseite des zu verstärkenden Karosseriehohlraumes verspannt werden und somit Fertigungstoleranzen ausgleichen. Bevorzugt einzusetzende Weichkomponenten sind Therban® oder HNBR-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.

Der längliche, einschalige oder zweischalige Grundkörper für längliche Karosseriehohlräume ist im Prinzip aus EP-A 0 370 342 als sogenanntes Hybridbauteil bekannt. Er kann sowohl aus Kunststoff als auch aus Metall bestehen. Wird ein metallener Grundkörper eingesetzt, so lässt sich dieser durch Tiefziehverfahren oder durch Rollformen herstellen.The elongated, single-shell or two-shell body for elongated body cavities is in principle off EP-A 0 370 342 known as a so-called hybrid component. It can be made of plastic as well as metal. If a metal base body is used, it can be produced by deep drawing or roll forming.

Bevorzugt eignen sich unbehandelte, verzinkte und/oder mit einem Primer und gegebenenfalls Haftvermittler versehene Stahlbleche, unbehandelte, eloxierte und/oder mit einem Primer und gegebenenfalls einem Haftvermittler versehene Aluminiumbleche. Es lassen sich für den Grundkörper aber auch durch Warmpressen verformte Kunststoffbleche verwenden, welche aus Thermoplasten mit Einlagen aus Glasfasermatten oder Synthesefasermatten bestehen. Als Kunststoffe zum Anspritzen der Verstärkungsrippen eignen sich insbesondere teilkristalline Kunststoffe, bevorzugt glasfaserverstärktes 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.

Der Glasfasergehalt beträgt bevorzugt 10 bis 75%, besonders bevorzugt 25 bis 65%.Of the Glass fiber content is preferably 10 to 75%, especially preferably 25 to 65%.

Herstellen lassen sich diese Hydridbauteile, indem man den durch Tiefziehen oder Warmverpressen vorgeformten Grundkörper in ein Spritzgießwerkzeug mit entsprechend gestaltetem Formhohlraum einlegt und die Verstärkungsrippen und gegebenenfalls sonstigen Verstärkungen anspritzt. Erfindungsgemäß erfolgt dies zusammen mit dem Anspritzen wenigstens einer Strukturverstärkung.Produce These hydride components can be prepared by deep-drawing or hot-pressing preformed body into an injection mold with correspondingly shaped mold cavity inserts and the reinforcing ribs and possibly injected with other reinforcements. According to the invention this together with the injection of at least one structural reinforcement.

Die Torsionssteifigkeit und die Schubsteifigkeit lassen sich bei V-Verrippung um mehr als das 10-fache erhöhen, bei Kreuzverrippung steigt sie noch höher. Bevorzugt weist deshalb das Hybridbauteil im Innenraum eine Zellen-, eine Waben- oder eine V- bzw. Kreuzverrippung auf. Das an sich spröde Bruchverhalten von kurzglasfaserverstärkten Thermoplasten wird durch das duktile Verhalten der Metallteile positiv beeinflusst, so dass die Gefahr des Brechens der Struktur nicht gegeben ist. Bei Verwendung von Kunststoffblechen für den Grundkörper lassen sich ähnliche Festigkeitserhöhungen erzielen.The Torsional stiffness and shear stiffness can be achieved with V-ribbing increase by more than 10 times, with cross ribbing increases even higher. The hybrid component therefore preferably has in the interior a cell, a honeycomb or a V or cross ribbing on. The inherently brittle fracture behavior of short glass fiber reinforced Thermoplastics become positive due to the ductile behavior of the metal parts so that the risk of breaking the structure is not affected given is. When using plastic sheets for the Basic body can be similar strength increases achieve.

Bei Verwendung eines metallischen Grundkörpers wird der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient im Wesentlichen durch das Metall bestimmt.at Use of a metallic base body becomes the linear one Thermal expansion coefficient essentially through the metal certainly.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Verankerungen des Kunststoffs am Metall aus Sicken, welche entweder in die Rippen hineingerichtet oder von ihnen weggerichtet sind. Diese Sicken können runden, länglichen, aber auch unregelmäßigen Querschnitt besitzen. Besonders vorteilhaft ist es, Sicken mit Durchbrüchen zu kombinieren. Alle diese Ausführungsformen zeichnen sich durch eine besonders gute Aufnahme von Schubspannungen aus.According to one preferred embodiment, the anchorages exist the plastic on the metal from beads, which either in the ribs directed or directed away from them. These beads can round, elongated, but also irregular Possess cross-section. It is particularly advantageous beads with breakthroughs to combine. All these embodiments are distinguished by a particularly good absorption of shear stresses.

Vorzugsweise weist der Grundkörper, insbesondere wenn er aus Metall gefertigt wurde, mindestens teilweise eine Überzugsschicht auf, welche aus dem gleichen Kunststoff wie die Verstärkungsrippen besteht.Preferably indicates the main body, especially if it is made of metal was made, at least partially a coating layer on, which consists of the same plastic as the reinforcing ribs.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ränder der Durchbrüche Verformungen aufweisen.Especially It is advantageous if the edges of the openings Have deformations.

Dadurch wird gerade in diesem kritischen Bereich die Oberfläche des Grundkörpers vergrößert. Als Verformungen eignen sich Sicken-artige Einbuchtungen der Ränder der Durchbrüche. Die Ränder können aber auch zusätzlich eingeschnitten und die entstandenen Zungen abgewinkelt oder verdreht sein, wodurch besonders feste Verbindungen erzielbar sind. Durch solche Verformungen wird der Kraftfluss zwischen Grundkörper und Verstärkungsrippen sowie sonstigen angespritzten Verstärkungen verbessert. In der Regel wird man die Verformungen in den Innenraum des Grundkörpers hinein richten um auf diese Weise eine glatte Außenfläche des Grundkörpers zu erzielen. Alternativ kann man die Verformungen aus den Innenraum des Grundkörpers hinaus richten um auf diese Weise gleichzeitig Distanzstücke zu formen.Thereby becomes the surface in this critical area of the body enlarged. As deformations Bead-like indentations of the edges of the are suitable Breakthroughs. The edges can also additionally cut in and angled the resulting tongues or twisted, whereby particularly firm connections can be achieved are. Such deformations will cause the flow of force between the basic body and reinforcing ribs and other molded reinforcements improved. As a rule, one gets the deformations in the interior of the main body in order in this way a smooth outer surface to achieve the basic body. Alternatively, you can see the deformations out of the interior of the main body out to up this way at the same time to form spacers.

Vorzugsweise besitzen die Verstärkungsrippen, insbesondere an den Verbindungsstellen mit dem Grundkörper, einen verbreiterten Fuß. Die damit vergrößerte Kontaktfläche zwischen Grundkörper und Verstärkungsrippen erhöht damit die Aufnahme von Schubkräften.Preferably have the reinforcing ribs, in particular at the joints with the main body, a widened foot. The thus enlarged contact area between Body and reinforcing ribs increased thus the absorption of shear forces.

Es ist auch von besonderem Vorteil, wenn die zwischen den Verstärkungsrippen und den Seitenwänden des Grundkörpers verbleibenden Freiräume trapezförmigen Querschnitt aufweisen statt eines spitzen Dreiecksquerschnitt.It is also of particular advantage when the between the reinforcing ribs and the sidewalls of the main body remaining Free spaces have trapezoidal cross-section instead of a sharp triangular cross-section.

Dadurch werden zum einen die Kontaktflächen mit dem Grundkörper vergrößert und zum anderen ist der Kraftfluss zwischen den Rippen günstiger. Der Übergang zwischen den einzelnen Flächen der Verstärkungsrippen sollte abgerundet sein, um Kerbwirkungen auszuschließen.Thereby become on the one hand the contact surfaces with the main body enlarged and on the other hand is the power flow between the ribs cheaper. The transition between should be the individual surfaces of the reinforcing ribs rounded to exclude notch effects.

Beispielhaft ist ein Hybridbauteil in EP-A 0 370 342 beschrieben. Die 1 zeigt darin ein Hybridbauteil aus tiefgezogenem Stahlblech, welches mit einem Haftvermittler behandelt wurde. In seinem Innenraum sind V-förmige Verstärkungsrippen aus Polyamid-6 mit 30 Gew.-% Glasfasergehalt vorgesehen. Diese Verstärkungsrippen erstrecken sich mit einem Steg über die gesamte Tiefe des Innenraumes und weisen zum Boden des Längsholms hin einen verbreiteten Fuß auf. Die Verstärkungsrippen bilden mit dem Grundkörper trapezartige Freiräume, wobei an den Seitenwänden des Längsholmes, Verbindungsstege aus dem gleichen Kunststoff vorhanden sind, welche parallel zu den Seitenwänden verlaufen und daran fest haften. Sie weisen in etwa die gleiche Stärke auf wie die Verstärkungsrippen. Zwischen den Verstärkungsrippen und dem Längsholm sind gestrichelt dargestellte Verankerungen in Form von Sicken und Durchbrüchen vorgesehen, durch welche der Kunststoff auf die Außenseite hindurchreicht und dort Blöcke bildet. Die Außenseite ist mit einer Überzugsschicht des gleichen Kunststoffes versehen. Zur Demonstration der Anspritztechnik ist der Angusskanal eines nicht dargestellten Formwerkzeuges gestrichelt symbolisiert.An example is a hybrid component in EP-A 0 370 342 described. The 1 shows therein a hybrid component made of deep-drawn sheet steel, which has been treated with a bonding agent. In its interior V-shaped reinforcing ribs made of polyamide-6 are provided with 30 wt .-% glass fiber content. These reinforcing ribs extend with a web over the entire depth of the interior and have a common foot towards the bottom of the longitudinal spar. The reinforcing ribs form with the main body trapezoidal clearances, wherein on the side walls of the longitudinal spar, connecting webs of the same plastic are present, which extend parallel to the side walls and adhere firmly. They have approximately the same thickness as the reinforcing ribs. Between the reinforcing ribs and the longitudinal spar anchors shown in dashed lines in the form of beads and openings are provided, through which the plastic extends to the outside and forms blocks there. The outside is provided with a coating layer of the same plastic. To the De Monstration of Anspritztechnik is the sprue of a mold, not shown, symbolized by dashed lines.

In 2 in der EP-A 0 370 342 besteht der Grundkörper aus durch Warmpressen verformtem Kunststoffblech aus Polyamid mit eingelegter Glasfasermatte von einem Flächengewicht von 1950 g/m2 bei 1 mm Blechdicke und 78 Gew.-% Glasanteil. Im Innenraum dieses Grundkörpers sind Verstärkungsrippen aus Polyamid-6,6 mit einem Glasfasergehalt von 35 Gew.-% angeordnet. An den Verbindungsstellen zwischen dem Grundkörper und den Verstärkungsrippen weist der Grundkörper gestrichelt dargestellte Verformungen (Sicken) auf, durch welche der Kunststoff der Verstärkungsrippen hindurchreicht und auf der Außenseite Wülste bildet. Außerdem sind Anschlussflansche und Verstärkungsaugen aus dem gleichen Kunststoff mit angespritzt. Erfindungsgemäß kann das Anspritzen der Wülste oder Pfropfen und deren Umformung auf der gegenüberliegenden Seite der Durchbrüche in verschiedenen Arbeitsschritten erfolgen. Bevorzugt ist der Vorgang durch maximal zwei Arbeitsschritte abgeschlossen.In 2 in the EP-A 0 370 342 the base body consists of plastic sheet of polyamide with inserted fiberglass mat deformed by hot pressing and having a basis weight of 1,950 g / m 2 at 1 mm sheet thickness and 78% by weight glass content. In the interior of this body reinforcing ribs of polyamide-6,6 are arranged with a glass fiber content of 35 wt .-%. At the junctions between the base body and the reinforcing ribs, the base body has deformations (beading) shown by dashed lines, through which the plastic of the reinforcing ribs extends and forms beads on the outside. In addition, connecting flanges and reinforcing eyes made of the same plastic are molded on. According to the invention, the injection molding of the beads or grafting and their deformation on the opposite side of the openings can be carried out in different steps. Preferably, the process is completed by a maximum of two steps.

Die in 3 der EP-A 0 370 342 dargestellten verschiedenartigen Verankerungen stellen lediglich eine besonders bevorzugte Auswahl aus einer Vielzahl weiterer Möglichkeiten dar.In the 3 of the EP-A 0 370 342 shown various anchors represent only a particularly preferred selection of a variety of other options.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Kombination des Hybridbauteils mit wenigstens einer starren Strukturverstärkung (Strukturverstärkungsinsert), mit dem Rahmen oder Außenpaneele von Karosserien verstärkt werden können, ohne ein Verformen oder eine optische Unebenheit in der Außenfläche des Rahmens/Außenpaneels zu verursachen. Karosserien im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Karosserien von 1, 2, 3 oder 4-achsigen Fahrzeugen, bevorzugt von 2-achsigen Kraftfahrzeugen.The The present invention relates to the combination of the hybrid component with at least one rigid structural reinforcement (structural reinforcement insert), with strengthened the frame or exterior panels of bodies can be without deforming or optical rub in the outer surface of the frame / outer panel to cause. Bodies according to the present invention are bodies of 1, 2, 3 or 4-axle vehicles, preferred of 2-axle vehicles.

Die Trends bei der Konstruktion von Kraftfahrzeugen gehen in Richtung leichterer Fahrzeuge, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern. Gleichzeitig werden die Sicherheitsstandards und die Sicherheitsvorgaben verschärft, wie an den Bestimmungen der Europäischen Union und den Euro-NCAP-Aufpralltests zu erkennen ist. Der Einsatz leichterer Materialien wie zum Beispiel Aluminium zur Herstellung der Hohlprofilelemente, die als Fahrzeughilfsrahmen verwendet werden, hat zur Notwendigkeit zusätzlicher Verstärkung geführt. Es besteht auch die Notwendigkeit einer Verstärkung hinter Außenpaneelen an verschiedenen Stellen in dem Fahrzeug, wie zum Beispiel in Fenster- und Türumgebungen, insbesondere in Hohlräumen zwischen Fenster- und Türrahmen und Außenpaneelen, wie zum Beispiel bei der Verstärkung von Heckklappen und A-Säulen, wo sie sich mit dem Dach des Fahrzeugs verbinden.The Trends in the construction of motor vehicles are heading towards lighter vehicles to reduce fuel consumption. At the same time, the safety standards and security requirements aggravated, as in the provisions of the European Union and the Euro NCAP impact tests. The use lighter materials such as aluminum for the production of Hollow section elements used as vehicle auxiliary frames has the need for additional reinforcement guided. There is also the need for reinforcement behind exterior panels at various points in the vehicle, such as in window and door environments, in particular in cavities between window and door frames and outer panels, such as in reinforcement from tailgates and A-pillars, where they connect with the roof connect the vehicle.

Es gibt vier Hauptanwendungsarten, wo eine Strukturverstärkung in Fahrzeugen erforderlich ist: Aufprallschutz, wo es auf das Vermindern einer Verformung der Fahrzeugkarosserie ankommt, um die Insassen zu schützen; Energieabsorption zum Verbessern des Komponentenverhaltens bei einer Verformung; Verringern des Verwinden oder von Karosseriebewegungen in der Fahrzeugstruktur, insbesondere zum Verbessern der Langlebigkeit und zum Verringern von Spannungsrissen; und die Punktmobilitätsprobleme, die eine Verringerung von Resonanzen mittels Versteifungsmaßnahmen erforderlich machen. Die Notwendigkeit einer Verstärkung besteht unabhängig von den Materialien, die zum Herstellen der Fahrzeugstruktur verwendet werden, und die Notwendigkeit verändert sich von einem Material zum anderen entsprechend der Art der hergestellten Verstärkung. Die Verstärkungsteile können auch das Geräusch verringern, das durch die Bewegung eines Fahrzeugs entsteht, indem sie einen Schalldämpfungseffekt bewirken, weil sie Luftwege in Hohlräumen blockieren.It There are four main types of applications where a structural reinforcement is required in vehicles: impact protection, where it is aimed at reducing a deformation of the vehicle body arrives to the occupants to protect; Energy absorption to improve component behavior at a deformation; Reducing twisting or body movements in the vehicle structure, in particular for improving longevity and for reducing stress cracks; and the point mobility issues, the reduction of resonances by means of stiffening measures make necessary. The need for reinforcement regardless of the materials used to manufacture the Vehicle structure can be used, and the need changed from one material to another according to the type of reinforcement produced. The reinforcing parts can also make the noise reduce, which arises by the movement of a vehicle, by they cause a silencing effect because they are airways in cavities.

Eine mit dem Hybridbauteil verbundene Strukturverstärkung für ein Hohlprofil ist ein starres Verstärkungselement. Dieses hat eine Form, die im Wesentlichen dem zu verstärkenden Querschnitt entspricht. Das erfindungsgemäß aufzubringende ausdehnbare Klebstoffmaterial ist dabei über einen Abschnitt der Oberfläche des starren Verstärkungselements aufgebracht, wobei die Kombi nation aus der Form der starren Strukturverstärkung sowie dem Aufbringungsort, der Größe und der Form des ausdehnbaren Klebstoffmaterials so gewählt ist, dass sich das Material ausdehnt, aber nicht den Teil der Fläche berührt, bei dem es sich um ein Außenpaneel handelt.A Structural reinforcement associated with the hybrid component for a hollow profile is a rigid reinforcing element. This has a shape that is essentially to be reinforced Cross section corresponds. The inventively applied expandable adhesive material is over a section the surface of the rigid reinforcing element applied, wherein the combi nation of the shape of the rigid structural reinforcement as well as the place of application, the size and the shape of the expandable adhesive material is selected so that the material expands, but not the part of the surface touched, which is an outer panel.

Auf diese Weise wird ein Verformen des äußeren Karosseriepaneels während des Verschäumens und/oder Abkühlens des verschäumten ausdehnbaren Materials verringert oder verhindert.On This will be a deformation of the outer body panel during foaming and / or cooling reduced or foamable expandable material prevented.

Die Abmessungen der starren Strukturverstärkung und die Dicke, der Aufbringungsort und die Art des ausdehnbaren Materials sind entscheidend für das Erreichen der gewünschten Karosserieverstärkung und das Vermindern eines Verformens bzw. Auftretens optischer Unebenheiten des äußeren Karosseriepaneels. Die äußere Form der Strukturverstärkung muss im Wesentlichen dem Querschnitt des Profils der Struktur entsprechen, die es verstärken soll, aber es muss so geformt sein, dass der Schaumstoff nicht an der Innenfläche des äußeren Karosseriepaneels in einer solchen Weise anliegt, dass er ein Verformen des Paneels hervorruft. Die Form der Strukturverstärkung kann entlang seiner Länge in dem Maße variieren, wie sich die Abmessungen des Profils der Struktur ändern. Seine Länge wird allerdings zumindest einseitig begrenzt durch das fest mit ihm im gleichen Anspritzvorgang zu verbindende Hybridbauteil. Die Größe des Verstärkungselements einschließlich des ausdehnbaren Klebstoffmaterials muss so gewählt sein, dass ein geringer Freiraum zwischen dem Ende der Strukturverstärkung und den Innenwänden der zu verstärkenden Karosseriestruktur bleibt, damit ein Elektrobeschichtungsfluid dort hindurch passieren kann. Des Weiteren muss das Verstärkungselement so geformt sein, dass der Schaumstoff beim Ausdehnen nicht die Innenfläche des Sichtsbereichs des Außenpaneels berührt, die einen Teil der Wände der Hohlstruktur bildet. Der Schaumstoff muss jedoch andere Flächen der Hohlstruktur berühren und sich mit ihnen verbinden, so dass die starre Strukturverstärkung aber auch das mit dieser verbundene Hybridbauteil sicher im Fahrzeug Hohlkörper gehalten wird. Auch die Strukturverstärkung kann wie das Hybridbauteil, bevorzugt im Inneren eine Zellen-, eine Waben- oder eine Rippenstruktur aufweisen, um eine Verstärkung entlang 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.

Eine oder mehrere der Wände des Fahrzeug Hohlprofils, das gemäß der vorliegenden Erfindung verstärkt ist, können vollständig zu dem Außenpaneel gehören. Gleichermaßen kann ein Teil von einer oder mehreren Wänden des Fahrzeug Hohlprofils durch ein inneres Strukturelement gebildet werden, und ein anderer Teil der Wände des Fahrzeug Hohlprofils kann durch ein Außenpaneel gebildet werden. Im Allgemeinen ist nur eine der Wände, die das Fahrzeug Hohlprofil definieren, ein Außenpaneel, und es kann sein, dass nur ein Teil von einer der Wände ein Außenpaneel ist. Dementsprechend kann unter diesen Umständen das einstückige Verstärkungselement gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gebildet werden, dass sich der ausdehnbare Klebeschaumstoff ausdehnt und an dem Teil des Strukturelements haftet, der kein Außenpaneel ist, und nicht den Teil des Elements berührt und nicht an dem Teil des Elements haftet, der das Außenpaneel bildet. In diesem Fall kann das Außenpaneel dank der Nähe des Schaumstoffs und/oder des Kerns der Strukturverstärkung zu dem Außenpaneel verstärkt werden. Dies kann durch die entsprechende Verteilung des ausdehnbaren Klebstoffmaterials über die Oberfläche des Kerns und das Aufbringen der entsprechenden Menge verschäumbaren Materials erreicht werden. Die optimale Verteilung und Menge an ausdehnbarem Material hängt von der Größe und Form des Hohlprofils sowohl der Strukturverstärkung als auch des mit dieser verbundenen Hybridbauteils ab.A or more of the walls of the vehicle hollow profile, according to the This invention can be fully enhanced belong to the outer panel. equally Can be a part of one or more walls of the vehicle Hollow profiles are formed by an inner structural element, and another part of the walls of the vehicle hollow section can be formed by an outer panel. In general just one of the walls that define the vehicle hollow profile, an exterior panel, and it may just be a part of one of the walls is an exterior panel. Accordingly under these circumstances, the one-piece reinforcing element formed in accordance with the present invention be that the expandable adhesive foam expands and adheres to the part of the structural element that does not have an outer panel is, and does not touch the part of the element and not adheres to the part of the element that forms the outer panel. In this case, the outer panel thanks to the proximity of the Foam and / or the core of the structure reinforcement reinforced to the outer panel. This can by the appropriate distribution of the expandable adhesive material over the surface of the core and the application of the corresponding Amount of foamable material can be achieved. The optimal Distribution and amount of expandable material depends on the size and shape of the hollow profile of both the Structure reinforcement as well as the associated with this Hybrid component from.

Das erfindungsgemäße einstückige Verstärkungselement aus Hybridbauteil und Strukturverstärkung muss bevorzugt in dem zu verstärkenden Hohlprofil in einer Weise angeordnet werden, die ein einwandfreies Ausführen eines Elektrobeschichtungsprozesses, bevorzugt eine kathodische Tauchlackierung (KTL), ohne eine unerwünschte Bewegung der Einheit ermöglicht. Hierfür können bevorzugt verschiedene Befestigungsmittel zum Einsatz kommen. Es können Mittel wie zum Beispiel Halteclips in den Kern hineingeformt werden, die in Löcher in den Wänden des Hohlprofils, die keine Wand oder Wände sind, die das Außenpaneel bilden, eingehängt werden können.The inventive one-piece reinforcing element hybrid component and structural reinforcement must be preferred arranged in the hollow profile to be reinforced in a manner which is a proper execution of an electrocoating process, preferably a cathodic dip coating (KTL), without an undesirable Movement of the unit allows. For this purpose can preferably different fasteners are used. It For example, means such as holding clips can be molded into the core that are in holes in the walls of the hollow section, which are not walls or walls, the outer panel form, can be hung.

Gleichermaßen können Befestigungsmittel wie zum Beispiel Halteclips in den Wänden des Hohlprofils, die nicht zu dem Außenpaneel gehören, ausgebildet werden, die in Löcher im Kern des Verstärkungselements eingesetzt werden können. Alternativ oder zusätzlich kann das Verstärkungselement aus Hybridbauteil und Strukturverstärkung mit kleinen Nasen versehen werden, die es ihm ermöglichen, zu den Innenwänden der Hohlstruktur einen Abstand zu halten. Auf diese Weise sind keine Befestigungsvorrichtungen erforderlich, und die Kontaktfläche zwischen dem einstückigen Verstärkungselement und den Innenwänden des Fahrzeugrahmens wird minimiert. Die Nasen dürfen jedoch nicht die Wand der Hohlstruktur berühren, welche die Innenfläche des Außenpaneels bildet.equally can fasteners such as retaining clips in the walls of the hollow profile, not to the outer panel belong, which are trained in holes in Core of the reinforcing element can be used. Alternatively or additionally, the reinforcing element from hybrid component and structural reinforcement with small noses be provided, which enable it to the inner walls keep the hollow structure at a distance. In this way are none Fasteners required, and the contact surface between the one-piece reinforcing element and the inner walls of the vehicle frame is minimized. However, the noses must not be the wall of the hollow structure Touch the inner surface of the outer panel forms.

Der Freiraum zwischen dem Ende des einstückigen Verstärkungselements und den Innenwänden des Hohlprofils muss bevorzugt breit genug sein, damit die in einem Elektrobeschichtungsbad verwendete Flüssigkeit in ausreichender Menge zwischen dem Verstärkungselement und den Innenwänden der Profile des Fahrzeugs fließen kann, damit eine effektive Korrosionsschutzbeschichtung abgeschieden werden kann. Andererseits darf der Freiraum nicht zu breit sein, weil dadurch die Steifigkeit in der Struktur verloren gehen kann, wenn der ausdehnbare Klebstoff verschäumt wird, um das Verstärkungselement mit den 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. Der Freiraum um die gesamte Struktur herum ermöglicht eine gleichmäßigere Schaumstoffstruktur.Of the Free space between the end of the one-piece reinforcement element and the inner walls of the hollow profile must preferably wide enough for the ones used in an electro-plating bath Liquid in sufficient quantity between the reinforcing element and the inner walls of the profiles of the vehicle flow can be deposited so that an effective anti-corrosion coating can. On the other hand, the free space must not be too wide, because of it The stiffness in the structure can be lost when the expandable Glue is foamed to the reinforcing element the 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 the Free space around the entire structure allows a more even Foam structure.

Wie der Hybridteil kann auch die starre Strukturverstärkung aus jedem geeigneten Material bestehen. Bevorzugt kann es wie der Hybridteil aus Metall oder Kunststoff bestehen. Das Material wird entsprechend dem bevorzugten Herstellungsverfahren gewählt. Dies wiederum wird durch wirtschaftliche Faktoren und die Komplexität des zu verstärkenden Profils bestimmt. Das erfindungsgemäße einstückige Verstärkungselement aus Hybridbauteil mit wenigstens einer Strukturverstärkung kann im Falle einfacher Profile durch Extrusion hergestellt werden, während für komplexere Strukturen Spritzgießen erforderlich sein kann. Metallelemente können durch Stanzen und/oder Formen hergestellt werden. Wo Extrusion zum Einsatz kommt, können die Elemente aus Metall oder Thermoplastmaterial bestehen. Wo Spritzgießen zum Einsatz kommt, sind Thermoplastmaterialien bevorzugt. Polyamide, insbesondere die bereits oben beschriebenen glasgefüllten Polyamide, sind aufgrund ihres hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses geeignete Materialien. Alternativ kann Spritzgießen oder Druckgießen von Metalllegierungen zum Einsatz kommen. Es ist bevorzugt, dass das gesamte einstückige Verstärkungselement mit Mitteln versehen wird, die das Ablaufen von Fluiden ermöglichen. Zum Beispiel können Löcher vorhanden sein, um das Ablaufen von Wasser zu ermöglichen, das sich im Lauf der 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.

Die bevorzugte Form und Struktur des einstückigen Verstärkungselements richtet sich danach, wo es in der Fahrzeugstruktur angeordnet werden soll und welche Funktion es erfüllen soll. Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders zur Verstärkung von Bereichen um den Schweller von Karosserien von Fahrzeugen, so an den Verbindungsstellen von Schweller mit A- und/oder B-Säule oder von A- oder B-Säule mit einem Dachspriegel, wobei der Hybridteil im länglichen Karosserieteil untergebracht wird. Es eignet sich ebenfalls zur Verstärkung von Frontscheibenrahmen, wo sie sich an das Dach des Fahrzeugs anschließen, bei dem es sich um das Außenpaneel handeln kann. Während erfindungsgemäß bevorzugt das Hybridbauteil einseitig fest durch den Herstellprozess mit einer Strukturverstärkung verbunden ist, kann auf der anderen Seite des Hybridbauteils eine weitere Strukturverstärkung lose aufgesteckt werden die erst durch den ausdehnbaren Schaumkleber fest mit dem Hybridbauteil und der Innenseite der zu verstärkenden Karosseriehohlraums verbunden wird. In einzelnen Fällen kann sicherlich aber auch ein Hybridbauteil mit an beiden Seiten im gleichen Herstellprozess angespritzter Strukturverstärkung eingesetzt werden. Dies ist davon abhängig ob Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden müssen. Umgekehrt kann aber auch eine Strukturverstärkung beidseitig oder sogar in weiteren Raumrichtungen mit mehr als einem Hybridteil versehen werden. Entsprechend des Einsatzortes in der zu verstärkenden Karosserie bieten sich die Möglichkeiten der Kombination einer Strukturverstärkung mit zwei, drei oder sogar mit vier Hybridteilen.The preferred shape and structure of the one-piece reinforcing element depends on where it should be located in the vehicle structure and what function it should fulfill. The present invention is particularly suitable for reinforcing areas around the sill of bodies of vehicles, so at the junctions of Sill with A and / or B-pillar or A or B pillar with a roof hoop, the hybrid part being elongated Body part is housed. It is also suitable for Reinforcement of windscreen frame, where they attach to the Connect the roof of the vehicle, which is the Exterior panel can act. While preferred according to the invention the hybrid component on one side firmly by the manufacturing process with a Structural reinforcement is connected on the other Side of the hybrid component another structural reinforcement they are loosely attached by the expandable foam adhesive firmly with the hybrid component and the inside of the reinforcing Body cavity is connected. In some cases but certainly also a hybrid component with on both sides in the same manufacturing process molded structural reinforcement be used. This depends on whether manufacturing tolerances have to be compensated. Conversely, however, can also one Structure reinforcement on both sides or even in other spatial directions be provided with more than one hybrid part. According to the Place to deploy in the body to be reinforced the possibilities of combining a structural reinforcement with two, three or even four hybrid parts.

Das ausdehnbare Klebstoffmaterial erfüllt zwei Hauptfunktionen: Es dehnt sich über den Raum zwischen dem einstückigen Verstärkungselement und dem Inneren des Hohlprofils hinweg aus, ohne die Innenfläche des Außenpaneels zu berühren, und das Material verbindet sich außerdem mit einigen oder allen Innenwänden der Hohlstruktur, die kein Außenpaneel bilden. Dementsprechend bedeutet "ausdehnbares Klebstoffmaterial" erfindungsgemäß, dass das Material aktiviert werden kann, um sich sowohl auszudehnen (in der Regel zu verschäumen) als auch als Klebstoff zu fungieren. Die Aktivierung befähigt darum das ausdehnbare Materia, sich auszudehnen und einen Spalt zwischen dem einstückigen Verstärkungselement und jener Hohlstruktur, die es verstärken soll, auszufüllen und sich mit ausgewählten Innenflächen der Hohlstruktur zu verbinden. Dementsprechend muss sich der ausdehnbare Klebstoff bei der gewünschten Temperatur ausdehnen und muss genügend Klebevermögen aufweisen, um das einstückige Verstärkungselement im Inneren der Fahrzeugstruktur fest zu verbinden. Nach dem Verschäumen muss es genügend fest sein, damit es keine Schwachstellen in den Gesamtverstärkungsprozess einträgt. Die Verteilung des verschäumbaren Materials über dem Verstärkungskern vollzieht sich so, dass es beim und nach dem Verschäumen kein Verformen des Außenpaneels verursacht. Dies wird gemäß dieser Erfindung durch Minimieren der Kontaktfläche zwischen dem Schaumstoff und der Innenfläche des Außenpaneels das den Sichtbereich bildet, erreicht, wobei die Kontaktfläche vorzugsweise null beträgt. Durch sorgfältige Steuerung ist es möglich, ein Außenpaneel zu verstärken, während ein kleiner Spalt zwischen der Innenfläche des Außenpaneels und dem Schaumstoff bleibt. Dies gewährleistet, dass das dünne Blech des Außenpaneels beim Abkühlen und Schrumpfen des Schaumstoffs nicht durch das Zusammenziehen des Schaumstoffs verformt wird.The Expandable adhesive material fulfills two main functions: It stretches across the space between the one piece Reinforcement element and the interior of the hollow profile away out, without the inner surface of the outer panel too touch, and the material also connects with some or all inner walls of the hollow structure, the do not form an outer panel. Accordingly, "expandable Adhesive material according to the invention that the material can be activated to expand both (usually to foam) as well as to act as an adhesive. The Activation therefore enables the expandable matter, itself expand and a gap between the integral reinforcing element and that hollow structure which it is intended to reinforce and with selected inner surfaces of the hollow structure connect to. Accordingly, the expandable adhesive must be expand at the desired temperature and must be sufficient Adhesive ability to the one-piece reinforcing element firmly connect inside the vehicle structure. After foaming it must be strong enough so that there are no weak spots into the overall reinforcement process. The Distribution of the foamable material over the Reinforcement core is such that it is at and after the foaming no deformation of the outer panel caused. This is done according to this invention Minimize the contact area between the foam and the inner surface of the outer panel that the viewing area forms, wherein the contact surface is preferably zero is. Careful control makes it possible to reinforce an exterior panel while a small gap between the inner surface of the outer panel and the foam remains. This ensures that the thin sheet metal of the outer panel during cooling and shrinkage of the foam not by contraction of the foam Foam is deformed.

Vor dem Aktivieren ist das ausdehnbare Klebstoffmaterial vorzugsweise trocken und nicht klebrig, weil dies den Versand und den Umgang vereinfacht und ein Verschmutzen verhindert. Zu den Beispielen bevorzugter verschäumbarer Materialien gehören verschäumbare Epoxydharze. 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 Firma L&L Products Europa. Das Produkt ist entsprechend der erforderlichen Ausdehnungsrate und Schaumstoffdichten auszuwählen. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass es sich bei den Temperaturen ausdehnt, die in dem Elektrobeschichtungsbrennofen auftreten, in der Regel 100°C bis 200°C.In front Upon activation, the expandable adhesive material is preferably dry and not sticky because this is the shipping and handling simplified and prevents contamination. The examples more preferred foamable materials include foamable Epoxy 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 5208 L & L Products Europe. The product is according to the required expansion rate and select foam densities. It is further preferably that it expands at the temperatures used in the electrocoating furnace usually, 100 ° C to 200 ° C.

Das ausdehnbare Klebstoffmaterial wird auf wenigstens einen Abschnitt der Oberfläche des starren Verstärkungselements aus Hybridteil und Strukturverstärkung aufgebracht, die sich neben einer Innenfläche des zu verstärkenden Profils des Fahrzeugrahmens befindet, während die Menge an Schaumstoff neben dem Außenpaneel gesteuert wird. Es ist bevorzugt, dass das verschäumbare Material über wenigstens einen Teil aller Flächen des Verstärkungselements, die sich neben den Wänden des Fahrzeugprofils befinden, aufgebracht wird und dass die Menge und der Auf bringungsort des verschäumbaren Materials, das über die Oberfläche des Verstärkungsmaterials neben der Innenfläche des Außenpaneels aufgebracht wird, so gesteuert wird, dass verhindert wird, dass der Schaumstoff ein Verformen des Außenpaneels verursacht. Die optimale Verteilung hängt von der Form des zu verstärkenden Profils ab, aber der Schaumstoff ist vorzugsweise so angeordnet, dass er zwei nicht-parallele Flächen miteinander verklebt, um eine Festigkeit in wenigstens zwei Dimensionen zu verleihen. Das ausdehnbare Material kann auf das starre Verstärkungselement durch Aufkleben eines Streifens des Materials auf das Element, durch Extrusionsbeschichtung oder durch Spritzgießen aufgebracht werden. Wo das Verstärkungselement durch Spritzgießen hergestellt ist, kann das ausdehnbare Material durch Überformen oder durch Zweistufen-Spritzgießen aufgebracht werden. Das Material muss jedoch unter Bedingungen aufgebracht werden, 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.

Die Dicke des ausdehnbaren Klebstoffmaterials und der Ausdehnungsgrad müssen so gesteuert werden, dass der Schaumstoff beim Ausdehnen den Raum zwischen dem starren Verstärkungselement und dem Hohlprofile ausfüllt, dass aber der Schaumstoff nicht die Innenfläche des äußeren Karosseriepaneels in einem solchen Maße berührt, dass das Abkühlen des ausgedehnten Schaumstoffs das äußere Karosseriepaneel verformt. Dies kann erreicht werden, indem man kein ausdehnbares Material auf die Oberfläche des einstückigen Verstärkungselements aufbringt, die sich neben der Innenfläche des äußeren Paneels befindet, oder indem man die Menge und Dicke des ausdehnbaren Materials auf der Oberfläche des einstückigen Verstärkungselements neben dem äußeren Paneel so steuert, dass es sich beim Ausdehnen in unmittelbarer Nähe zur Innenfläche des Außenpaneels befindet, aber maximal 50% der Innenfläche des Außenpaneels berührt und vorzugsweise die Innenfläche des Außenpaneels überhaupt nicht berührt.The Thickness of the expandable adhesive material and the degree of expansion must be controlled so that the foam during expansion the space between the rigid reinforcing element and the Hollow profiles fills, but that the foam is not the Inner surface of the outer body panel touched to such a degree that cooling expanded foam outer body panel deformed. This can be achieved by not being an expandable Material on the surface of the one-piece reinforcing element which is adjacent to the inner surface of the outer Panel is located, or by the amount and thickness of the expandable Materials on the surface of the one-piece Reinforcement element next to the outer Panel controls so that when expanding in the immediate Close to the inner surface of the outer panel located, but not more than 50% of the inner surface of the outer panel touches and preferably the inner surface of the outer panel at all not touched.

Das Hohlprofil mit dem an seinem Platz befindlichen einstückigen Verstärkungselement kann dann dem Elektrobeschichtungsprozess unterzogen werden, bei dem es durch ein Bad aus Beschichtungsmaterial geleitet wird und eine Korrosionsschutzbeschichtung mittels Elektrolyse auf der Struktur abgeschieden wird. Die Fahrzeugstruktur wird dann in 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 dem Ofen herrschen, um die mittels des Elektrobeschichtungsprozesses aufgebrachte Beschichtung zu brennen. Auf diese Weise dehnt sich das ausdehnbare Material unter den Trocknungsbedingungen aus, um einen Schaumstoff zu erzeugen, der den Raum zwischen dem Verstärkungselement und den Innenwänden ausfüllt und eine feste Verbindung zwischen dem einstückigen Verstärkungselement und der Innenwand herstellt. In der Regel wird die beschichtete Struktur bei 100–200°C bevorzugt bei 160–190°C, insbesondere bei 165–185°C über einen Zeitraum von bis zu 30 Minuten, bevorzugt 10–25 Minuten getrocknet, und dementsprechend muss sich der Klebstoff unter diesen Bedingungen aus dehnen. Die Industrie ist jedoch bestrebt, niedrigere Trocknungstemperaturen und kürzere Trocknungszeiten zu verwenden, und dies kann die Auswahl der ausdehnbaren Klebstoffmaterialien beeinflussen.The Hollow profile with the one-piece located in its place Reinforcing element can then the electro-coating process be subjected to it by a bath of coating material and a corrosion protection coating by electrolysis is deposited on the structure. The vehicle structure then becomes dried in an oven to complete the coating, and the expandable adhesive is preferably chosen that it is activated by the drying conditions used in the Furnace prevail to those by means of electro-coating process to burn applied coating. This way it expands the expandable material under the drying conditions to to create a foam that defines the space between the reinforcing element and the inner walls fills and a solid connection between the one-piece reinforcing element and the inner wall produces. In general, the coated Structure at 100-200 ° C preferably at 160-190 ° C, especially at 165-185 ° C over a Period of up to 30 minutes, preferably 10-25 minutes dried, and accordingly, the adhesive must be under these Stretch conditions out. The industry, however, is eager to lower Drying temperatures and shorter drying times Use, and this may be the choice of expandable adhesive materials influence.

Wenn andere Komponenten, zum Beispiel Schrauben, während der anschließenden Montage durch das einstückige Verstärkungselement hindurchgeführt werden sollen, so muss darauf geachtet werden, dass Löcher, die in dem Verstärkungselement für das Hindurchführen der Schrauben ausgebildet sind, nicht durch den Schaumstoff blockiert werden, wenn dieser sich ausdehnt.If other components, for example screws, during the subsequent assembly by the one-piece reinforcement element care should be taken to ensure that that holes in the reinforcing element for the passage of the screws are not formed be blocked by the foam when it expands.

Die Techniken der vorliegenden Erfindung können für die Verstärkung jeder Konstruktion verwendet werden, die auf einer hohlen Rahmenstruktur basiert, bei der wenigstens ein Teil einer oder mehrerer Wände ein Außenpaneel in Kombination mit einem länglichen Hohlraum ist. Die Techniken können zum Beispiel in der Bauindustrie oder beim Bau von Schiffen, Flugzeugen und Schienenfahrzeugen verwendet werden. Sie eignen sich jedoch besonders zum Verstärken von 1-, 2-, 3- oder 4-achsigen, bevorzugt 2-achsigen Fahrzeugen, bevorzugt Kraftfahrzeugen einschließlich Pkw, Lkw, Wohnwagen und dergleichen. Die Techniken eignen sich besonders für den derzeitigen Trend hin zur Verwendung leichterer und mitunter schwächerer Materialien in der Produktion von Kraftfahrzeughilfsrahmen, wo eine größere Notwendigkeit einer Verstärkung besteht, um die Verringerung der Festigkeit des Basismaterials auszugleichen und dennoch die Sicherheitsvorgaben zu erfüllen. Dies gilt ganz besonders für die Verwendung von Aluminium für den Bau von Automobilen.The Techniques of the present invention can be used for The reinforcement used in any construction, the based on a hollow frame structure in which at least one Part of one or more walls an exterior panel in combination with an elongated cavity. The techniques can be used, for example, in the construction industry or in the construction of ships, Aircraft and rail vehicles are used. They are suitable but especially for reinforcing 1-, 2-, 3- or 4-axis, preferably 2-axle vehicles, preferably motor vehicles including Passenger cars, trucks, caravans and the like. The techniques are particularly suitable for the current trend towards the use of easier and sometimes weaker materials in the production of motor vehicle auxiliary frames, where a greater need for reinforcement exists to compensate for the reduction in the strength of the base material and yet meet the security requirements. this applies especially for the use of aluminum for the construction of automobiles.

Die vorliegende Erfindung betrifft aber auch ein Verfahren zum Verstärken eines Hohlelements, umfassend das Bereitstellen eines steifen Verstärkungselements aus Hybridteil und Strukturverstärkung innerhalb des Hohlelements, mit einer zellularen, wabenförmigen oder gerippten Innenstruktur und mit einer Form, die im Wesentlichen konform zu dem Querschnitt des Abschnittes des Hohlelements ist, und mit einem expandierbaren Klebematerial das über zumindest einen Abschnitt der Oberfläche des steifen Verstärkungselements angebracht ist, der ausreichend ist, das Verstärkungselement an zumindest zwei nichtparallelen Innenflächen des Hohlelements anzuhaften, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Aktivierung, wobei das expandierbare Klebematerial trocken und bei Berührung klebefrei ist und die Verstärkung von einer Größe ist, dass ein Zwischenraum zwischen der Oberfläche des expandierbaren Klebematerials und den Innenwänden des Hohlelements besteht, das steife Verstärkungselement mit kleinen Distanzstücken auf seiner Außenfläche versehen ist, welche ihm eine Beabstandung zu den Innenwänden des Hohlelements ermöglichen, wobei das Hohlelement, welches das steife Verstärkungselement enthält, dem Elektrobeschichtungs-Antikorrosions-Prozess unterworfen wird, bei dem das expandierbare Klebematerial bei den Temperaturen expandiert, mit denen man den Elektrobeschichtungs-Ausheizofen betreibt.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.

Die Erfindung betrifft aber auch die Verwendung einstückiger Verstärkungselemente aus

  • a) einem länglichen, schalenförmigen Grundkörper dessen Innenraum Verstärkungsrippen aufweist, welche mit den Grundkörper fest verbunden sind, wobei die Verstärkungsrippen aus angespritztem Kunststoff bestehen und deren Verbindung mit dem Grundkörper an diskreten Verbindungsstellen über Durchbrüche im Grundkörper erfolgt, durch welche der Kunststoff hindurch- und über die Flächen der Durchbrüche hinausreicht und
  • b) aus einer aus demselben Kunststoff durch denselben Anspritzvorgang an wenigstens einem Ende des Grundkörpers angefügten, starren Strukturverstärkung, welche im Wesentlichen die Form des Querschnitts des an dieser Stelle einer Karosserie zu verstärkenden Hohlprofils entspricht, wobei ein ausdehnbares Klebstoffmaterial über einen Abschnitt der Oberfläche des starren Verstärkungselements und des länglichen, schalenförmigen Grundkörpers aufgebracht ist, wobei die Form des starren Verstärkungselements des länglichen Grundkörpers, sowie die Menge und Verteilung des ausdehnbaren Klebstoffs so gewählt sind, dass das Klebstoffmaterial beim Ausdehnen nicht die Innenfläche des äußeren, im Sichtbereich liegenden Bleches des zu verstärkenden Karosseriehohlraums berührt sondern wenigstens einen Teil der anderen Innenwände des zu verstärkenden Karosseriehohlraumes berührt und daran haftet zur Verstärkung eines Hohlelements, bevorzugt eines Hohlelements das Teil eines Fahrzeugs ist.
However, the invention also relates to the use of one-piece reinforcing elements
  • a) an elongated, shell-shaped body whose interior reinforcing ribs, which are firmly connected to the base body, wherein the reinforcing ribs are made of molded plastic and their connection to the body at discrete connection points via openings in the base body, through which the plastic through and over the areas of the breaches extends and
  • b) of a rigid structural reinforcement attached to at least one end of the body by the same injection molding, which substantially conforms to the shape of the cross-section of the hollow profile to be reinforced at that location, wherein an expandable adhesive material extends over a portion of the surface of the rigid body Reinforcing element and the elongated, shell-shaped base body is applied, wherein the shape of the rigid reinforcing element of the elongated base body, and the amount and distribution of the expandable adhesive are selected so that the adhesive material when expanding not the inner surface of the outer, in the visible area sheet to be reinforced Touched body cavity but at least touched part of the other inner walls of the body cavity to be reinforced and it adheres to reinforce a hollow member, preferably a hollow member, the part of a Fahrzeu gs is.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der Zeichnungen veranschaulicht, die erfindungsgemäß einstückige Verstärkungselemente aus Hybridbauteil und Strukturverstärkung zum Verstärken von Fahrzeug-Karosserien zeigen.The The present invention will be illustrated with reference to the drawings. the invention one-piece reinforcing elements hybrid component and structural reinforcement for reinforcement show of vehicle bodies.

1 zeigt schematisch einen Seitenwandrahmen eines KFZ mit einem erfindungsgemäßen Verstärkungselement im Schwellerbereich zwischen dem Anschluss zur A-Säule und dem Anschluss zur B-Säule. Das einstückige Verstärkungselement besteht hier aus einem schalenförmigen Grundkörper h und jeweils einer angefüngten starren Sturkturverstärkung von beiden Enden des schalenförmigen Grundkörpers h. 1 schematically shows a side wall frame of a motor vehicle with a reinforcing element according to the invention in the sill region between the connection to the A-pillar and the connection to the B-pillar. The one-piece reinforcing element here consists of a shell-shaped main body h and in each case an attached rigid Sturkturverstärkung of both ends of the shell-shaped base body h.

2 Schnitt A-A zeigt die starre Strukturverstärkung d mit Rippen g. Ein innerer Seitenwandrahmen b und ein äußerer Seitenwandrahmen a bilden den zu verstärkenden Hohlkörper. Der innere Seitenwandrahmen ist mit dem Bodenblech c verschweißt oder verklebt f. Ebenso sind der innere und der äußere Seitenwandrahmen miteinander verbunden f. 2 Section AA shows the rigid structural reinforcement d with ribs g. An inner side wall frame b and an outer side wall frame a form the hollow body to be reinforced. The inner side wall frame is welded or glued to the floor panel c f. Likewise, the inner and outer side wall frames are connected together f.

Abschnittweise aufgetragener und expandierter Klebschaumstoff e verbindet die starre Sturkturverstärkung d mit dem Schweller bestehend aus innerem Seitenwandrahmen b und äußerem Seitenwandrahmen a.in sections applied and expanded foam e connects the rigid Sturkturverstärkung d with the sill consisting of inner Sidewall frame b and outer sidewall frame a.

Schnitt B-B zeigt den länglichen schalenförmigen Grundkörper h mit Verstärkungsrippen i. Der Grundkörper h ist abschnittweise über expandieretem Klebschaumstoff e mit dem inneren Seitenwandrahmen und mit dem äußeren Seitenwandrahmen verbunden.cut B-B shows the elongated bowl-shaped body h with reinforcing ribs i. The main body h is section by section over expanded foam e with the inner sidewall frame and with the outer Sidewall frame connected.

3 zeigt ein erfindungsgemäßes Verstärkungselement bestehend aus einer verrippten starren Strukturverstärkung d und einem verrippten länglichen schalenförmigen Grundkörper h. 3 shows a reinforcing element according to the invention consisting of a ribbed rigid structural reinforcement d and a ribbed elongated shell-shaped body h.

4 zeigt schematisch bevorzugte Einsatzorte der erfindungsgemäßen Hohlraumverstärkung. 4 schematically shows preferred locations of the cavity reinforcement according to the invention.

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Claims (18)

Einstückiges Verstärkungselement, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus a) einem länglichen, schalenförmigen Grundkörper dessen Innenraum Verstärkungsrippen aufweist, welche mit den Grundkörper fest verbunden sind, wobei die Verstärkungsrippen aus angespritztem Kunststoff bestehen und deren Verbindung mit dem Grundkörper an diskreten Verbindungsstellen über Durchbrüche im Grundkörper erfolgt, durch welche der Kunststoff hindurch- und über die Flächen der Durchbrüche hinausreicht und b) aus einer aus demselben Kunststoff durch denselben Anspritzvorgang an wenigstens einem Ende des Grundkörpers angefügten starren Strukturverstärkung besteht, welche im Wesentlichen die Form des Querschnitts des an dieser Stelle einer Karosserie zu verstärkenden Hohlprofils entspricht, wobei ein ausdehnbares Klebstoffmaterial über einen Abschnitt der Oberfläche der starren Strukturverstärkung und des länglichen, schalenförmigen Grundkörpers aufgebracht ist, wobei die Form der starren Strukturverstärkung und des länglichen Grundkörpers, sowie die Menge und Verteilung des ausdehnbaren Klebstoffs so gewählt sind, dass das Klebstoffmaterial beim Ausdehnen nicht die Innenfläche des äußeren, im Sichtbereich liegenden Bleches des zu verstärkenden Karosseriehohlraums berührt sondern wenigstens einen Teil der anderen Innenwände des zu verstärkenden Karosseriehohlraumes berührt und daran haftet.One-piece reinforcing element, characterized in that this consists of a) an elongated, shell-shaped body whose interior reinforcing ribs, which are firmly connected to the base body, wherein the reinforcing ribs are made of molded plastic and their connection to the body at discrete connection points via openings in the base body through which the plastic passes and extends beyond the surfaces of the apertures, and b) consists of a rigid structural reinforcement attached to the same plastic by the same Anspritzvorgang at least one end of the body, which substantially the shape of the cross section of the body at this point to reinforcing hollow profile, wherein an expandable adhesive material is applied over a portion of the surface of the rigid structural reinforcement and the elongated, cup-shaped base body, wherein the shape of the st arren structure reinforcement and the elongated body, and the amount and distribution of the expandable adhesive are selected so that the adhesive material during expansion does not touch the inner surface of the outer, visible in the visible area of the body cavity to be reinforced but at least a portion of the other inner walls of the reinforcing body cavity touched and liable. Verstärkungselement nach Anspruch 1, wobei die äußere Form der Strukturverstärkung im Wesentlichen dem Querschnitt des Profils der Struktur entspricht, die es verstärken soll.Reinforcing element according to claim 1, wherein the outer Form of structural reinforcement substantially the cross section corresponding to the profile of the structure reinforcing it should. Verstärkungselement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Größe der Strukturverstärkung und des Hybridteils einschließlich des ausdehnbaren Klebstoffmaterials so gewählt ist, dass ein geringer Freiraum zwischen der äußeren Oberfläche beider Teilstrukturen und den Innenwänden des zu verstärkenden Hohlraums bleibt, damit ein Elektrobeschichtungsfluid dort hindurch passieren kannReinforcing element according to claim 1 or claim 2, wherein the size of the structural reinforcement and the hybrid part including the expandable adhesive material is chosen so that a small space between the outer Surface of both partial structures and the inner walls the cavity to be reinforced remains, thus an electrocoating fluid can happen through there Verstärkungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der Hybridteil oder die Strukturverstärkung oder beide zusammen aus Metall oder Kunststoff hergestellt sind.Reinforcement element according to a of claims 1 to 3, characterized in that either the hybrid part or the structural reinforcement or both made of metal or plastic. Verstärkungselement gemäß Anspruch 3, welches mit Mitteln zum Ermöglichen einer Fluiddrainage versehen ist.Reinforcing element according to claim 3, which includes means for facilitating fluid drainage is provided. Verstärkungselement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das expandierbare Klebematerial bei den Temperaturen expandiert, die man im Elektrobeschichtungs-Ausheizofen erfährt.Reinforcement element according to a of the preceding claims, wherein the expandable adhesive material at the temperatures expanded in the electrocoating baking oven experiences. Verstärkungselement gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das expandierbare Klebematerial bei 100°C bis 200°C expandiert.Reinforcement member according to any of the preceding claims, wherein the expandable adhesive material at 100 ° C to 200 ° C expands. Verstärkungselement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das expandierbare Klebematerial jeweils zumindest auf einem Teil der Oberseite, der Unterseite und den Seiten des Verstärkungselements angebracht ist.Reinforcement element according to a of the preceding claims, wherein the expandable adhesive material each at least on a part of the top, the bottom and attached to the sides of the reinforcing element. Verstärkungselement gemäß der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle des Einsatzes von Kunststoff dieses durch Spritzgießen hergestellt ist.Reinforcing element according to the Claims 4 to 6, characterized in that in the case the use of plastic this made by injection molding is. Verstärkungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zweischalig aufgebaut ist.Reinforcement element according to a of claims 1 to 9, characterized in that this is constructed double-shelled. Verstärkungselement gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Schalen eine Weichkomponente eingefügt ist.Reinforcing element according to claim 10, characterized in that between the two shells Soft component is inserted. Hohlelement, welches durch ein Verstärkungselement gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche verstärkt ist, wobei das expandierbare Klebematerial expandiert wurde, um das Verstärkungselement an die Innenfläche des Hohlelements zu haften.Hollow element, which by a reinforcing element according to any one of the preceding claims is reinforced, wherein the expandable adhesive material expands was to the reinforcing element to the inner surface to adhere the hollow member. Hohlelement gemäß Anspruch 12, welches ein Teil des 1-, 2-, 3- oder 4-achsigen Fahrzeugrahmens oder Fahrzeugaußenpaneels ist.Hollow element according to claim 12, which is part of the 1-, 2-, 3- or 4-axle vehicle frame or vehicle exterior panel. Hohlelement gemäß Anspruch 13, umfassend die A-Säule oder B-Säule oder C-Säule eines Fahrzeuges.Hollow element according to claim 13, comprising the A-pillar or B-pillar or C-pillar of a vehicle. Hohlelement gemäß der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein 2-achsiges Fahrzeug handelt.Hollow element according to the claims 13 or 14, characterized in that it is a 2-axis Vehicle acts. Verfahren zum Verstärken eines Hohlelements, umfassend das Bereitstellen eines steifen Verstärkungselements aus Hybridteil und Strukturverstärkung innerhalb des Hohlelements, mit einer zellularen, wabenförmigen oder gerippten Innenstruktur und mit einer Form, die im Wesentlichen konform zu dem Querschnitt des Abschnittes des Hohlelements ist, und mit einem expandierbaren Klebematerial über zumindest einen Ab schnitt der Oberfläche des steifen Verstärkungselements angebracht ist, der ausreichend ist, das Verstärkungselement an zumindest zwei nichtparallele Innenflächen des Hohlelements anzuhaften, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Aktivierung, wobei das expandierbare Klebematerial trocken und bei Berührung klebefrei ist und die Verstärkung von einer Größe ist, dass ein Zwischenraum zwischen der Oberfläche des expandierbaren Klebematerials und den Innenwänden des Hohlelements besteht, das steife Verstärkungselement mit kleinen Distanzstücken auf seiner Außenfläche versehen ist, welche ihm eine Beabstandung zu den Innenwänden des Hohlelements ermöglichen, wobei das Hohlelement, welches das steife Verstärkungselement enthält, dem Elektrobeschichtungs-Antikorrosions-Prozess unterworfen wird, bei dem das expandierbare Klebematerial bei den Temperaturen expandiert, mit denen man den Elektrobeschichtungs-Ausheizofen betreibt.A method of reinforcing a hollow member, comprising providing a rigid reinforcing member of hybrid member and structural reinforcement within the tubular member, having a cellular, honeycomb or ribbed internal structure and having a shape substantially conforming to the cross section of the portion of the tubular member, and an expandable member Adhesive material is attached 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 is dry and tack-free and the reinforcement of a size is that a twin between the surface of the expandable adhesive material and the inner walls of the hollow element, the rigid reinforcing element is provided with small spacers on its outer surface which allow it to be spaced apart from the inner walls of the hollow element, the hollow element containing the rigid reinforcing element replacing the electrocoating Anticorrosion process in which the expandable adhesive material expands at the temperatures used to operate the electrocoat bake oven. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet dass das expandierbare Material bei 100°C bis 200°C expandiert.A method according to claim 16, characterized characterized in that the expandable material at 100 ° C expands to 200 ° C. Verwendung einstückiger Verstärkungselemente aus a) einem länglichen, schalenförmigen Grundkörper dessen Innenraum Verstärkungsrippen aufweist, welche mit den Grundkörper fest verbunden sind, wobei die Verstärkungsrippen aus angespritztem Kunststoff bestehen und deren Verbindung mit dem Grundkörper an diskreten Verbindungsstellen über Durchbrüche im Grundkörper erfolgt, durch welche der Kunststoff hindurch- und über die Flächen der Durchbrüche hinausreicht und b) aus einer aus demselben Kunststoff durch denselben Anspritzvorgang an wenigstens einem Ende des Grundkörpers angefügten, starren Strukturverstärkung, welche im Wesentlichen die Form des Querschnitts des an dieser Stelle einer Karosserie zu verstärkenden Hohlprofils entspricht, wobei ein ausdehnbares Klebstoffmaterial über einen Abschnitt der Oberfläche des starren Verstärkungselements und des länglichen, schalenförmigen Grundkörpers aufgebracht ist, wobei die Form des starren Verstärkungselements des länglichen Grundkörpers, sowie die Menge und Verteilung des ausdehnbaren Klebstoffs so gewählt sind, dass das Klebstoffmaterial beim Ausdehnen nicht die Innenfläche des äußeren, im Sichtbereich liegenden Bleches des zu verstärkenden Karosseriehohlraums berührt sondern wenigstens einen Teil der anderen Innenwände des zu verstärkenden Karosseriehohlraumes berührt und daran haftet zur Verstärkung eines Hohlelements, bevorzugt eines Hohlelements das Teil eines Fahrzeugs ist.Use of one-piece reinforcing elements out a) an elongated, cup-shaped Basic body whose interior reinforcing ribs having, which are firmly connected to the body, wherein the reinforcing ribs are made of molded plastic and their connection to the body at discrete junctions via Breakthroughs in the body occurs through which the plastic through and over the surfaces of breakthroughs and b) from one the same plastic by the same Anspritzvorgang to at least attached to one end of the body, rigid Structure reinforcement, which is essentially the shape of the Cross-section of the body to be reinforced at this point Hollow profile corresponds with an expandable adhesive material over a portion of the surface of the rigid reinforcing member and the elongated, shell-shaped body is applied, wherein the shape of the rigid reinforcing element of the elongated body, as well as the amount and Distribution of the expandable adhesive are chosen so that the adhesive material does not expand the inner surface when expanding the outer, lying in the visible area sheet touches the body cavity to be reinforced but at least part of the other interior walls of the touched to reinforcing body cavity and adheres to the reinforcement of a hollow element, preferably a hollow element is the part of a vehicle.
DE200710025930 2007-06-02 2007-06-02 One-piece reinforcement element for use during construction of ship, has expandable adhesive material attached over section of surface of rigid structure reinforcement and oblong cup-shaped base body Withdrawn DE102007025930A1 (en)

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