DE102016117903A1

DE102016117903A1 - Karosserieteilanordnung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Karosserieteilanordnung

Info

Publication number: DE102016117903A1
Application number: DE102016117903.5A
Authority: DE
Inventors: Philipp Kellner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-09-22
Filing date: 2016-09-22
Publication date: 2018-03-22
Also published as: CN107867330A; US10232889B2; CN107867330B; US20180079454A1

Abstract

Karosserieteilanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Karosserieteil (2) in dem mindestens ein Stromleitungsorgan (8, 10) in einem Aufnahmewerkstoff (6) des Karosserieteils integriert ist, wobei das Karosserieteil (2) ein Formteil (4) aufweist, in dem ein Kunststoffteil (6) vorgesehen ist, wobei das mindestens eine Stromleitungsorgan (8, 10) im Kunststoffteil (6) eingebettet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosserieteilanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Karosserieteil, in dem mindestens ein Stromleitungsorgan in einem Aufnahmewerkstoff des Karosserieteils integriert ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Karosserieteilanordnung.
Insbesondere bei Fahrzeugen mit Elektroantrieb fließen hohe elektrische Ströme, beispielsweise zwischen einer Hochvoltbatterie und einem Elektromotor. Hierzu müssen im Kraftfahrzeug dicke und schwere Stromleitungsorgane verbaut werden. Da der Elektroantrieb und die Hochvoltbatterie sowie andere Verbraucher nicht unbedingt benachbart zueinander angeordnet sind, müssen Karosseriekanäle zum Verlegen der Stromleitungsorgane bereitgestellt werden. Dies stellt die Fahrzeugkonstrukteure jedoch vor das große Problem, eine schwierige Bauraumsituation noch weiter durch die Verlegung der Stromleitungsorgane zu komplizieren. Eine Lösung für dieses Problem findet sich beispielsweise in der DE 10 2012 112 540 A1 , die ein Fahrzeugbauteil beschreibt, das aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet ist und in dem zumindest ein Stromleitungsorgan integriert, insbesondere einlaminiert ist. Durch die Integration der Stromleitungsorgane, können Karosserieteile auf einfache Weise als Kanäle für die Stromleitungsorgane genutzt werden. Das Einlaminieren der Stromleitungsorgane macht im vorliegenden Fall eine separate elektrische Isolierung der Stromleitungsorgane zwingend notwendig. Aus diesem Grund ist das Verfahren zur Herstellung aufwendig und begrenzt hinsichtlich der Gestaltungsfreiheit.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die oben genannten Nachteile auf einfache und kostengünstige Art und Weise zu vermeiden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Karosserieteil ein Formteil aufweist, in dem ein Kunststoffteil vorgesehen ist, wobei das mindestens eine Stromleitungsorgan im Kunststoffteil eingebettet ist. Hierdurch wird auf besonders einfache und kostengünstige Weise ein Karosserieteil für eine Karosserieteilanordnung mit einem Stromleitungsorgan geschaffen, wobei das Vorsehen eines Kunststoffteiles in einem Formteil eine hohe Gestaltungsfreiheit bei gleichzeitig hoher Steifigkeit des Karosserieteils bietet.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Kunststoffteil aus einem thermoplastischen Werkstoff hergestellt, wodurch das Stromleitungsorgan auf einfache Weise elektrisch isoliert ist. Eine separate Isolierungsummantelung kann hierdurch entfallen. Zudem weist der thermoplastische Werkstoff eine hohe Gestaltungsfreiheit auf. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der thermoplastische Werkstoff faserverstärkt, bevorzugt glasfaserverstärkt, ausgeführt ist. Um bei geringem Gewicht und geringem Bauraum eine hohe Steifigkeit der Karosserieteilanordnung zu erzeugen, kann das Kunststoffteil in vorteilhafter Weise eine Rippenanordnung aufweisen.
Das Formteil ist in vorteilhafter Weise aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise Stahl, Aluminium, Magnesium oder aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise aus einem Organoblech, hergestellt. Hierdurch wird die Karosserieteilanordnung auf einfache Weise als Hybrid-Bauteil ausgeführt, bei der das Stromleitungsorgan durch den thermoplastischen Kunststoff isoliert ist.
Um die Steifigkeit der Karosserieteilanordnung und damit der gesamten Karosserie auf einfache Weise zu erhöhen, besteht das mindestens eine Stromleitungsorgan aus einer massiven Metallstange, wie beispielsweise aus einer Aluminium-, Magnesium-, Stahl- oder Kupferstange.
Das Formteil kann in vorteilhafter Weise als tunnelförmiges, einseitig geöffnetes Formteil ausgebildet sein, wodurch auf einfache Weise ein Einbetten des Kunststoffteils ermöglicht wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das Karosserieteil eine elektrische Kontaktierung, die bevorzugt als Anschlussorgan ausgeführt ist, auf.
Hierdurch können dann bei der Montage der Karosserieanordnung verschiedene Karosserieteilanordnungen über eine Schraub- oder Steckverbindung miteinander elektrisch kontaktiert werden.
Die Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Karosserieteilanordnung gelöst, bei dem in einem ersten Schritt das Formteil und das mindestens eine Stromleitungsorgan in ein Press- oder Spritzgusswerkzeug eingelegt wird und wobei in einem zweiten Schritt das Kunststoffteil hergestellt wird, wobei das mindestens eine Stromleitungsorgan in radialer Richtung bzw. in Querrichtung vollumfänglich umschlossen wird.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:
1 eine perspektivische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Karosserieteilanordnung, und
2 eine Unteransicht der Karosserieteilanordnung aus 1.
1 zeigt eine perspektivische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Karosserieteilanordnung 1 für ein nicht weiter dargestelltes Kraftfahrzeug. Die Karosserieteilanordnung 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Mittelträgerteil des Kraftfahrzeuges. Die Karosserieteilanordnung besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Karosserieteil, das ein Formteil 4 aufweist. Das Formteil 4 ist als tunnelförmiges, einseitig geöffnetes Formteil ausgebildet. In dem Formteil 4 ist ein Kunststoffteil 6 vorgesehen, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Glasfaser verstärkten thermoplastischen Werkstoff hergestellt ist. In diesem Kunststoffteil 6 sind zwei Stromleitungsorgane 8, 10 eingebettet, die jeweils vollkommen in radialer Richtung vom Glasfaser verstärkten thermoplastischen Werkstoff des Kunststoffteiles 6 umschlossen sind. Hierdurch ist eine isolierende Ummantelung der Stromleitungsorgane 8, 10 nicht notwendig. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Stromleitungsorgane 8, 10 jedoch jeweils von einer derartigen isolierenden Ummantelung 12 umschlossen.
Die Stromleitungsorgane weisen im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine massive Kupferstange auf, die hierdurch wesentlich zur Steifigkeit der erfindungsgemäßen Karosserieteilanordnung 2 beiträgt. Des Weiteren können die Stromleitungsorgane 8, 10 eine nicht weiter dargestellte elektrische Kontaktierung, die beispielsweise als Anschlussorgan ausgeführt ist, aufweisen, um auf einfache Weise mit weiteren Verbindungteilen gekoppelt zu werden.
Das Formteil 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem faserverstärkten Kunststoff (Organoblech) hergestellt.
2 zeigt nun eine Unteransicht der Karosserieteilanordnung 2 aus 1. Hier ist deutlich zu erkennen, dass das Kunststoffteil 6 eine Rippenanordnung 14 besitzt, durch die auf einfache Weise die Steifigkeit der Karosserieteilanordnung 2 in Leichtbauweise erhöht wird.
Das Karosserieteil 2 wird dadurch hergestellt, dass in einem ersten Schritt das Formteil 4 und die zwei Stromleitungsorgane 8, 10 in ein nicht weiter dargestelltes Press- oder Spritzgusswerkzeug eingelegt werden und dass in einem zweiten Schritt nach Schließen des Press- oder Spritzgusswerkzeugs das Kunststoffteil 6 hergestellt und gleichzeitig mit dem Formteil 4 verbunden wird. Hierbei wird sichergestellt, dass die Stromleitungsorgane 8, 10, im vorliegenden Fall in radialer Richtung, vollumfänglich umschlossen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012112540 A1 [0002]

Claims

Karosserieteilanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Karosserieteil (2) in dem mindestens ein Stromleitungsorgan (8, 10) in einem Aufnahmewerkstoff (6) des Karosserieteils integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Karosserieteil (2) ein Formteil (4) aufweist, in dem ein Kunststoffteil (6) vorgesehen ist, wobei das mindestens eine Stromleitungsorgan (8, 10) im Kunststoffteil (6) eingebettet ist.
Karosserieteilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (6) aus einem thermoplastischen Werkstoff hergestellt ist.
Karosserieteilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Werkstoff faserverstärkt, bevorzugt glasfaserverstärkt, ausgeführt ist.
Karosserieteilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (6) eine Rippenanordnung (14) aufweist.
Karosserieteilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (4) aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise Stahl, Aluminium, Magnesium oder aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise aus einem Organoblech, hergestellt ist.
Karosserieteilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Stromleitungsorgan (8, 10) aus einer massiven Metallstange, wie beispielsweise aus einer Aluminium-, Magnesium-, Stahl- oder Kupferstange, besteht.
Karosserieteilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Formteil (4) als tunnelförmiges, einseitig geöffnetes Formteil (4) ausgebildet ist.
Karosserieteilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Karosserieteil (2) eine elektrische Kontaktierung, die bevorzugt als Anschlussorgan ausgeführt ist, aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Karosserieteilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt das Formteil (4) und das mindestens eine Stromleitungsorgan (8, 10) in ein Press- oder Spritzgusswerkzeug eingelegt wird und dass in einem zweiten Schritt nach Schließen des Press- oder Spritzgusswerkzeugs das Kunststoffteil (6) hergestellt und gleichzeitig mit dem Formteil (4) verbunden wird, wobei das mindestens eine Stromleitungsorgan (8, 10) in radialer Richtung bzw. Querrichtung vollumfänglich umschlossen wird.