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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbinden eines Hybridbauteils an ein Metall aufweisendes Anbindungselement gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Strukturelement gemäß Oberbegriff des Anspruchs 7, und eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur gemäß Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Insbesondere im Karosseriebau für Kraftfahrzeuge finden verstärkt Hybridbauteile Verwendung, die einen metallischen Grundkörper aufweisen, wobei in einem Verstärkungsbereich typischerweise auf einer Seite des Grundkörpers ein nichtmetallisches Verstärkungselement angeordnet ist. Ein solches Hybridbauteil geht beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2009 009 112 A1 hervor. Das auch als Patch bezeichnete Verstärkungselement besteht typischerweise aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere aus glasfaserverstärktem oder kohlefaserverstärktem Kunststoff. Es wird zur lokalen Verstärkung in den Verstärkungsbereich des metallischen Grundkörpers eingeklebt oder eingepresst. Der metallische Grundkörper weist typischerweise Stahl oder ein Leichtmetall, insbesondere Aluminium, auf. Aufgrund der lokalen Verstärkung des Hybridbauteils durch das Verstärkungselement, welches typischerweise spezifisch leichter ist als der metallische Grundkörper, ist es möglich, die Wandstärke des Grundkörpers im Vergleich zu einen rein metallischen Bauweise deutlich zu reduzieren. In Summe ist damit eine Gewichtseinsparung möglich.
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Insbesondere im Karosseriebau ergibt sich das Problem, dass solche Hybridbauteile mit konventionellen, metallischen Bauteilen gefügt werden müssen. Dabei zeigt sich, dass in dem Verstärkungsbereich keine Anbindung mittels konventioneller Fügeverfahren möglich ist, die eine beidseitige Zugänglichkeit der Fügestelle erfordern. Der metallische Grundkörper ist nämlich nur von einer Seite zugänglich, während auf der anderen Seite desselben das nicht-metallische Verstärkungselement angeordnet ist. Hierdurch scheiden insbesondere gängige Schweißverfahren zum Fügen aus. Um gleichwohl herkömmliche Fügeverfahren nützen zu können, wird das Hybridbauteil im Bereich eines Randes mit einem herkömmlichen, metallischen Bauteil gefügt, wobei kein Verstärkungsbereich in dem Randbereich vorgesehen ist. Falls gleichwohl ein Fügen in dem Verstärkungsbereich erforderlich ist, wird das Verstärkungselement in einem Fügebereich ausgespart, sodass hier lokal konventionelle Fügetechniken angewendet werden können. Hierdurch wird allerdings die Struktur des Hybridbauteils im Bereich der Aussparung nachteilig geschwächt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, ein Strukturelement und eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere soll es möglich sein, das Hybridbauteil mit einem Anbindungselement auch in dem Verstärkungsbereich zu fügen, ohne dass dieser nachteilig geschwächt wird.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 geschaffen wird. Dabei wird ein Hybridbauteil mit einem Anbindungselement gefügt, wobei das Anbindungselement zumindest in einem Anbindungsbereich, in welchem es mit dem Hybridbauteil gefügt wird, aus Metall besteht. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Hybridbauteil durch Laserschweißen in dem Verstärkungsbereich mit dem Anbindungselement gefügt wird. Durch das Laserschweißen ist es möglich, eine Anbindung des Hybridbauteils an das Anbindungselement sicher und fest auch in dem Verstärkungsbereich zu bewirken, ohne dass deswegen das Verstärkungselement ausgespart werden muss. Auf diese Weise wird trotz der Anbindung in dem Verstärkungsbereich keine Schwächung des Verstärkungselements und damit des Hybridbauteils beziehungsweise der gesamten zu bildenden Struktur verursacht. Vielmehr behält diese ihre Stabilität auch bei und nach dem Fügen.
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Es ist möglich, dass ein Anbindungselement verwendet wird, welches als konventionelles Strukturelement ausgebildet ist, wobei es vollständig aus Metall, vorzugsweise aus Leichtmetall, besteht. Alternativ ist es möglich, dass ein Anbindungselement verwendet wird, welches zumindest bereichsweise andere Werkstoffe als Metall, insbesondere nichtmetallische Werkstoffe, umfasst. Insbesondere ist es auch möglich, dass das Anbindungselement als Hybridbauteil ausgebildet ist, wobei zwei Hybridbauteile im Rahmen des Verfahrens miteinander gefügt werden, wobei das eine Hybridbauteil in dem Verstärkungsbereich und das andere Hybridbauteil in einem nicht verstärkten Anbindungsbereich, der aus Metall besteht, an dem jeweils anderen Teil befestigt ist. Es wird also der Anbindungsbereich des Anbindungselements, der aus Metall besteht, mithin keine anderen Materialien, insbesondere kein Verstärkungselement umfasst, mit dem Verstärkungsbereich des Hybridbauteils verbunden, wobei der Verstärkungsbereich sowohl den metallischen Grundkörper als auch das nicht-metallische Verstärkungselement umfasst.
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Im Rahmen des Verfahrens ergibt sich eine optimale Anbindung des Hybridbauteils an das Anbindungselement, insbesondere an eine umgebende Struktur einer Kraftfahrzeug-Karosserie. Dabei ergibt sich keine Schwächung der Struktur durch Aussparung des Verstärkungselements oder durch einen eventuell unerwünschten Abstand desselben von einem Rand des Grundkörpers, der lediglich zum Fügen vorgesehen ist. Vielmehr kann vollständig auf einen solchen Abstand verzichtet werden, weil kein rein metallischer Bereich auf Seiten des Hybridbauteils zur Anbindung an das Anbindungselement erforderlich ist. Das Verstärkungselement kann daher bis zum Rand des Grundkörpers vorgesehen werden.
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Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Anbindungsbereich mit einer ersten Seitenfläche in Kontakt mit einer in dem Verstärkungsbereich angeordneten Anlagefläche des metallischen Grundkörpers gebracht wird. Dabei wird ein Laserstrahl eines Schweißlasers auf eine der Anlagefläche abgewandte, zweite Seitenfläche des Anbindungsbereichs gerichtet. Der Anbindungsbereich des Anbindungselements weist also zwei Seitenflächen auf, von denen eine erste in Kontakt mit einer Anlagefläche des metallischen Grundkörpers gebracht wird. Auch der metallische Grundkörper weist zwei Seitenflächen auf, nämlich die Anlagefläche und eine dieser abgewandte Verstärkungsfläche, an der das Verstärkungselement angeordnet ist. Es werden also zwei metallische Flächen miteinander in Anlage gebracht, wobei das Verstärkungselement auf der Verstärkungsfläche vorgesehen ist, die der Anlagefläche und damit der ersten Seitenfläche des Anbindungsbereichs abgewandt ist. Die zweite Seitenfläche des Anbindungsbereichs ist der Anlagefläche abgewandt. Auf diese wird der Strahl des Schweißlasers gerichtet.
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Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, das von der zweiten Seitenfläche des Anbindungselements ausgehend in den metallischen Grundkörper des Hybridbauteils eingeschweißt wird. Dabei wird das an der Verstärkungsfläche angeordnete Verstärkungselement nicht beschädigt. Es wird also bevorzugt ein Laserstrahleinschweißen durchgeführt, wobei von der zweiten Seitenfläche aus durch den Anbindungsbereich des Anbindungselements hindurch in den metallischen Grundkörper des Hybridbauteils eingeschweißt wird. Dabei wird die Eindringtiefe des Laserstrahls – vorzugsweise bestimmt durch eine Laserleistung, einen Strahldurchmesser, eine Pulsdauer eines Pulslasers und/oder andere Parameter des Laserstrahls – so gewählt, dass weder der Laserstrahl noch vorzugsweise ein beim Schweißen aufgeschmolzener Bereich des metallischen Grundkörpers in den Bereich des Verstärkungselements eindringt. Dieses wird also durch die Laserschweißung nicht tangiert, insbesondere nicht beschädigt. Gegebenenfalls wird ein kürzester Abstand eines tiefsten Eindringpunkts eines Schweißpunktes oder einer Schweißnaht von der Verstärkungsfläche so gewählt, dass das Verstärkungselement auch thermisch nicht in einer Weise belastet wird, die zu einer Beschädigung führen könnte.
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Das Laserstrahleinschweißen stellt ein schnelles und kostengünstiges Verfahren bereit, mit dem große Stückzahlen von Hybridbauteilen und Anbindungselementen miteinander gefügt werden können, wobei kurze Taktzeiten realisierbar sind.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass mithilfe des Laserstrahls mindestens ein Schweißpunkt erzeugt wird. Es ist also möglich, im Rahmen des Verfahrens ein Punktschweißen durchzuführen beziehungsweise das Hybridbauteil an das Anbindungselement anzupunkten. Alternativ oder zusätzlich wird mithilfe des Laserstrahls bevorzugt mindestens eine Schweißnaht erzeugt. Hierzu wird vorzugsweise eine Relativbewegung zwischen der zu fügenden Anordnung aus dem Hybridbauteil und dem Anbindungselement einerseits und dem Laserstrahl andererseits bewirkt, sodass dieser entlang seines Verlagerungswegs eine Schweißnaht erzeugen kann. Es ist auch möglich, dass der Laserstrahl entlang eines Verlagerungswegs eine Anzahl voneinander abgesetzter Schweißpunkte erzeugt.
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Als Laser wird vorzugsweise ein Pulslaser oder ein Dauerstrich-Laser verwendet.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass eine Hohlkammerstruktur hergestellt wird. Dabei ist es möglich, dass ein schalenförmiges Hybridbauteil und/oder ein schalenförmiges Anbindungselement verwendet wird/werden. Diese werden bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens so miteinander gefügt, dass eine von dem Anbindungselement einerseits und dem Hybridbauteil andererseits ummantelte Hohlkammerstruktur entsteht. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Hybridbauteil in einem Hohlraum zwischen zwei Anbindungselementen angeordnet. Dabei wird es mit mindestens einem der Anbindungselemente, bevorzugt mit beiden Anbindungselementen, gefügt. Bevorzugt ist mindestens eines der Anbindungselemente schalenförmig ausgebildet. Besonders bevorzugt sind beide Anbindungselemente schalenförmig ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass das Hybridbauteil schalenförmig ausgebildet ist.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass ein Strukturelement für eine Rohbaustruktur einer Kraftfahrzeug-Karosserie hergestellt wird. Das Strukturelement wird in diesem Fall aus mindestens einem Hybridbauteil und mindestens einem Anbindungselement hergestellt, indem das Hybridbauteil und das Anbindungselement miteinander gefügt werden. Hierdurch ist es möglich, im Rahmen der Rohbaustruktur der Kraftfahrzeug-Karosserie Leichtbau zu betreiben, wobei erhebliche Gewichtspotentiale und letztlich eine bedeutende Kraftstoffersparnis möglich ist. Insbesondere, wenn das Strukturelement als Hohlkammerstruktur ausgebildet wird, wird auf die genannte Weise bevorzugt ein Schweller, eine A-Säule, ein Dachrahmen, ein Längsträger, ein Tunnel, ein Querträger oder ein anderes, entsprechendes Strukturelement einer Kraftfahrzeug-Karosserie hergestellt, das insbesondere in Schalenbauweise gefertigt wird.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Strukturelement mit den Merkmalen des Anspruchs 7 geschaffen wird. Das Strukturelement, welches insbesondere für einen Rohbau einer Kraftfahrzeug-Karosserie vorgesehen ist, weist mindestens ein Hybridbauteil auf, welches einen metallischen Grundkörper und mindestens ein in einem Verstärkungsbereich einseitig an dem Grundkörper angeordnetes, nicht metallisches Verstärkungselement umfasst. Es weist weiterhin ein Anbindungselement auf, welches zumindest in einem Anbindungsbereich aus Metall besteht. Das Strukturelement zeichnet sich dadurch aus, dass das Hybridbauteil durch Laserschweißen in dem Verstärkungsbereich mit dem Anbindungselement in dessen Anbindungsbereich gefügt ist. Besonders bevorzugt ist das Strukturelement durch ein Verfahren nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsformen hergestellt. Somit ergeben sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
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Es wird ein Strukturelement bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Anbindungselement insgesamt aus Metall besteht. Bevorzugt besteht das Anbindungselement aus einem Leichtmetall, besonders bevorzugt aus Aluminium, Magnesium, einer Aluminiumlegierung, oder einer Magnesiumlegierung. Das Anbindungselement ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel als herkömmliches Bauteil einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur ausgebildet und wird im Rahmen des Karosseriebaus mit mindestens einem Hybridbauteil kombiniert.
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Das Anbindungselement und/oder der metallische Grundkörper des Hybridbauteils ist/sind vorzugsweise in Blech- und/oder Schalenbauweise gefertigt, mithin insbesondere als umgeformtes, insbesondere tiefgezogenes Blech ausgebildet.
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Alternativ wird bevorzugt, dass das Anbindungselement mindestens ein weiteres Material außer Metall umfasst. Insbesondere ist es bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auch möglich, dass auch das Anbindungselement als Hybridbauteil ausgebildet ist, wobei es einen Anbindungsbereich aufweist, in dem kein Verstärkungselement angeordnet ist. Vielmehr besteht der Anbindungsbereich vollständig aus Metall.
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Es wird auch ein Strukturelement bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Hybridbauteil eine Schalenstruktur aufweist. Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt, dass das Anbindungselement eine Schalenstruktur aufweist. Weiterhin alternativ oder zusätzlich ist das Strukturelement vorzugsweise als Hohlkammerstruktur ausgebildet. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn ein schalenförmiges Hybridbauteil mit einem Anbindungselement gefügt ist, oder wenn ein schalenförmiges Anbindungselement mit einem Hybridbauteil gefügt ist, oder wenn ein schalenförmiges Anbindungselement mit einem schalenförmigen Hybridbauteil gefügt ist, wobei bei jedem dieser Ausführungsbeispiele vorzugsweise das Hybridbauteil und das Anbindungselement einen Hohlraum begrenzen. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Hybridbauteil in einem Hohlraum zwischen zwei Anbindungselementen angeordnet, wobei es mit mindestens einem der Anbindungselemente gefügt ist. Dabei ist vorzugsweise zumindest eines der Anbindungselemente schalenförmig ausgebildet. Bevorzugt sind beide Anbindungselemente schalenförmig ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass auch das Hybridbauteil schalenförmig ausgebildet ist.
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Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 10 geschaffen wird. Diese zeichnet sich durch ein Strukturelement nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aus. Damit ergeben sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren und dem Strukturelement beschrieben wurden.
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Es zeigt sich, dass insbesondere die Beschreibung des Verfahrens und des Strukturelements komplementär zueinander zu verstehen sind. Insbesondere wird ein Strukturelement bevorzugt, das sich durch mindestens ein Merkmal auszeichnet, welches durch mindestens einen Verfahrensschritt, vorzugsweise Kombinationen hiervon, des Verfahrens bestimmt ist. Umgekehrt wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich durch mindestens einen Verfahrensschritt auszeichnet, der durch mindestens ein Merkmal, vorzugsweise Kombinationen hiervon, des Strukturelements bedingt ist. Insofern sind in Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebene Merkmale vorzugsweise einzeln oder in Kombination miteinander Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Strukturelements. Umgekehrt sind in Zusammenhang mit dem Strukturelement beschriebene Verfahrensschritte vorzugsweise einzeln oder in Kombination miteinander bevorzugte Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Strukturelements;
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2 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Strukturelements, und
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3 eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Strukturelements.
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1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Strukturelements 1. Dieses weist ein Hybridbauteil 3 auf, welches einen metallischen Grundkörper 5 umfasst. Der metallische Grundkörper weist zwei Seiten auf, wobei er bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel schalenförmig ausgebildet ist und insoweit eine konkave Innenseite 7 und eine konvexe Außenseite 9 aufweist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der konkaven Innenseite 7 ein Verstärkungselement 11 in einem Verstärkungsbereich 12 angeordnet. Die konvexe Außenseite 9 weist kein Verstärkungselement auf. Das Verstärkungselement 11 ist insoweit einseitig an dem metallischen Grundkörper 5 angeordnet.
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Der metallische Grundkörper 5 besteht vorzugsweise aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, oder aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung. Es ist auch möglich, dass der metallische Grundkörper 5 aus Stahl besteht.
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Das Verstärkungselement 11 besteht vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere aus kohlefaserverstärktem Kunststoff oder aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Es ist vorzugsweise mit dem Grundkörper 5 verklebt oder verpresst, insbesondere in den Grundkörper 5 eingeklebt oder eingepresst.
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Das Strukturelement 1 weist außerdem ein Anbindungselement 13 auf, das einen Anbindungsbereich 15 zur Anbindung des Hybridbauteils 3 umfasst. Dabei besteht das Anbindungselement 13 zumindest in dem Anbindungsbereich 15 aus Metall oder einer Metalllegierung, vorzugsweise aus Stahl, oder aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, oder aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung. Bevorzugt besteht das Anbindungselement 13 insgesamt aus einem der genannten Materialien.
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Vorzugweise handelt es sich sowohl bei dem Hybridbauteil 3 als auch bei dem Anbindungselement 13 um Bauteile für eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur. Dabei ist das Anbindungselement 13 bevorzugt als herkömmliches beziehungsweise konventionelles Bauteil einer Kraftfahrzeug-Karosserie ausgebildet. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es jedoch möglich, dass das Anbindungselement 13 ebenfalls als Hybridbauteil ausgebildet ist, wobei es jedoch in dem Anbindungsbereich 15 vollständig aus Metall besteht.
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Der Anbindungsbereich 15 weist eine erste Seitenfläche 17 auf, die in Kontakt ist mit einer Anlagefläche 19 des metallischen Grundkörpers 5, die in dem Verstärkungsbereich 12 angeordnet ist. Entsprechend weist der metallische Grundkörper 5 eine der Anlagefläche 19 abgewandte Verstärkungsfläche 21 auf, an der das Verstärkungselement 11 angeordnet ist.
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In 1 ist eine Schweißnaht 23 im Querschnitt dargestellt, die von einer zweiten Seitenfläche 25 her in den Anbindungsbereich 15 eingebracht ist, wobei die zweite Seitenfläche 25 der Anlagefläche 19 abgewandt ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann auch ein Schweißpunkt vorgesehen sein.
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Die Schweißnaht 23 wird im Rahmen des Verfahrens von einem auf die zweite Seitenfläche 25 gerichteten Laserstrahl eingebracht. Insbesondere wird von der zweiten Seitenfläche 25 aus durch den Anbindungsbereich 15 in den metallischen Grundkörper 5 eingeschweißt, wobei die Schweißnaht 23 nicht so tief reicht, dass das Verstärkungselement 11 tangiert wäre.
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Vorzugsweise erstreckt sich die Schweißnaht 23 senkrecht zur Bildebene von 1, wobei sie vorzugsweise durch eine Relativverlagerung des Strukturelements 1 und des Laserstrahls erzeugt wird, die senkrecht zur Bildebene von 1 verläuft.
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Es zeigt sich, dass das Hybridbauteil 3 und das Anbindungselement 13 einerseits in dem Verstärkungsbereich 12 und andererseits in dem Anbindungsbereich 15 miteinander durch die Schweißnaht 23 gefügt sind, wobei dies mithilfe des Verfahrens möglich ist, obwohl in dem Verstärkungsbereich 12 das Verstärkungselement 11 angeordnet ist. Dieses muss nicht ausgeschnitten oder ausgespart werden, weil es zur Durchführung des Verfahrens keiner Zugänglichkeit der Verstärkungsfläche 21 bedarf. Dadurch wird auch die verstärkte Struktur des Hybridbauteils 3 nicht bereichsweise geschwächt. Dieses behält also seine vollständige Stabilität auch während und nach dem Fügeverfahren.
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Insbesondere zeigt sich anhand von 1 dass es möglich ist, das Hybridbauteil 3 quasi mitten in dem Verstärkungsbereich 12 mit dem Anbindungselement 13 zu fügen. Die Fügestelle muss nicht an einen gegebenenfalls nur zu diesem Zweck unverstärkten Rand des Hybridbauteils 3 verlegt werden, wie es – alternativ zu einer Aussparung des Verstärkungselements 11 – bei bekannten Verfahren der Fall ist.
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2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Strukturelements 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangehende Beschreibung verwiesen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel zeigt sich, dass das Verstärkungselement 11 bis nahe an einen Rand 27, 27' des metallischen Grundkörpers 5 vorgesehen sein kann, wobei es möglich ist, dieses bis unmittelbar an den Rand 27, 27' reichen zu lassen, oder es sogar über den Rand 27, 27' hinaus überstehen zu lassen. Trotzdem ist es möglich, in dem Bereich des Randes 27, 27' Fügeverbindungen zu dem Anbindungselement 13 vorzusehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Anbindungselement 13 schalenförmig ausgebildet und weist zwei Anbindungsbereiche 15 auf. Diese sind mithilfe des Verfahrens und mittels einer Schweißnaht 23 mit dem Hybridbauteil 3 gefügt. Auf diese Weise ist ein Hohlraum 29 ausgebildet, sodass das Strukturelement 1 insgesamt als Hohlkammerstruktur ausgebildet ist.
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3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Strukturelements 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangehende Beschreibung verwiesen wird. Das Ausführungsbeispiel des Strukturelements 1 ist als Hohlkammerstruktur ausgebildet, wobei hier zwei Anbindungselemente 13, 13' aneinander derart angeordnet sind, dass sich zwischen ihnen ein erster Hohlraum 29 ergibt. Vorzugsweise sind die beiden Anbindungselemente 13, 13' in konventioneller Weise, beispielsweise durch Schweißen, Löten, Kleben, Nieten, Schrauben oder in anderer geeigneter Weise miteinander gefügt. Dabei ist hier das Anbindungselement 13 als schalenförmiges Element ausgebildet. Es weist also eine Schalenstruktur auf.
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In dem ersten Hohlraum 29 ist ein Hybridbauteil 3 angeordnet, welches hier in der insbesondere in Zusammenhang mit 1 ausführlich beschriebenen Weise durch zwei Schweißnähte 23 mit dem Anbindungselement 13 gefügt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Hybridbauteil 3 nicht mit dem zweiten Anbindungselement 13' gefügt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass das Hybridbauteil 3 sowohl mit dem ersten Anbindungselement 13 als auch mit dem zweiten Anbindungselement 13' gefügt ist. Hierzu kann das beschriebene Verfahren angewendet werden. Es ist alternativ oder zusätzlich auch möglich, dass das Hybridbauteil 3 in Bereichen, in denen es aus Metall besteht, die also nicht als Verstärkungsbereich 12 ausgebildet sind, in herkömmlicher Weise mit einem der Anbindungselemente 13, 13' gefügt ist.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel schließen das Hybridbauteil 3 und das zweite Anbindungselement 13' miteinander einen zweiten Hohlraum 31 ein. Dadurch, dass im Rahmen des Verfahrens eine Verbindung des ersten Anbindungselements 13 mit dem Hybridbauteil 3 quasi von außen durch Einschweißen erfolgt, ist es ohne Weiteres möglich, das Hybridbauteil 3 in dem ersten Hohlraum 29 zwischen den Anbindungselementen 13, 13' anzuordnen und dort zu fügen. Dabei ist es insbesondere möglich, zuerst die Anbindungselemente 13, 13' miteinander zu fügen und dann das zuvor oder danach in den ersten Hohlraum 29 eingebrachte Hybridbauteil 3 mit mindestens einem der Anbindungselemente 13, 13' von außen zu fügen. Hierzu bedarf es keines Zugangs zu dem ersten Hohlraum 29 oder zu dem zweiten Hohlraum 31.
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Insgesamt zeigt sich, dass es mithilfe des Verfahrens, des Strukturelements und der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur möglich ist, effektiv, kostengünstig, in großen Stückzahlen und mit kurzen Taktzeiten eine Anbindung von Hybridbauteilen insbesondere für den Kraftfahrzeug-Leichtbau bereitzustellen, wobei keine Schwächung von Verstärkungsstrukturen hingenommen werden muss. Dabei sind auch Hohlkammerstrukturen, beispielsweise für Schweller, A-Säulen, Dachrahmen, Längsträger, Tunnel, Querträger und andere entsprechende Elemente ohne Weiteres darstellbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009009112 A1 [0002]
