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Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil, einen Zusammenbau mit einem solchen Verbundbauteil und einem zu verstärkenden Bauteil, und ein Fahrzeug mit einem solchen Zusammenbau.
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Aus der europäischen Patentanmeldung
EP 2 712 790 A1 ist ein Zusammenbau in Form eines gewölbten Fahrzeugdachs aus Metallblech, Kunststoff oder Verbundwerkstoff mit einem fahrzeuginnenseitig auf das Fahrzeugdach aufgeklebten Dachverstärkungselement als Verbundbauteil aus einer Verbundplatte bekannt, die aus einem Schaumstoffkern und beidseitig mit dem Schaumstoffkern fest verbundenen Deckschichten besteht. Das Dachverstärkungselement ist eben ausgebildet und ausschließlich auf der dem Fahrzeugdach zugewandten Seite mit einem Muster linienförmiger Schnitte mit einer Schnitttiefe von wenigstens 55% einer Dicke des Dachverstärkungselements versehen, wobei die Schnitte die eine Deckschicht ganz durchschneiden und außerdem auch einen Teil des Schaumstoffkerns schneiden. Das gewölbte Fahrzeugdach ist also an seiner Unterseite mittels des Dachverstärkungselements als Verbundbauteil verstärkt. Die linienförmigen Schnitte dienen insbesondere dazu, beim Ankleben des Verbundbauteils an das Fahrzeugdach eine Anpassung an die Kontur, insbesondere die Wölbung desselben, zu erreichen und dabei Rückstellkräfte bei der Klebung an das Fahrzeugdach zu unterbinden, die ansonsten zu optischen Beeinträchtigungen, insbesondere Beulen, führen können. Zum Verkleben solcher Verbundbauteile an Fahrzeugdächern werden typischerweise Kleberaupen verwendet, die eine Dicke von 1 cm bis 2 cm aufweisen.
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Da sich die linienförmigen Schnitte nicht nur über die obere Deckschicht, sondern auch weit in den Schaumstoffkern hinein erstrecken, ist das Verbundbauteil anfällig für Rissbildung. Die mit von 1 cm bis 2 cm vergleichsweise starken Kleberaupen können leicht zu Lufteinschlüssen beim Ankleben führen, die dann wiederum optische Beeinträchtigungen zur Folge haben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbundbauteil, einen Zusammenbau mit einem solchen Verbundbauteil und ein Fahrzeug mit einem solchen Zusammenbau zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verbundbauteil geschaffen wird, welches eine erste Deckschicht und eine zweite Deckschicht aufweist, wobei zwischen der ersten Deckschicht und der zweiten Deckschicht ein Kern angeordnet ist, und wobei die erste Deckschicht und die zweite Deckschicht durch den Kern voneinander beabstandet sind. Dabei ist vorgesehen, dass nur die zweite Deckschicht Einschnitte aufweist, wobei die erste Deckschicht und der Kern frei sind von Einschnitten. Die Einschnitte sind dabei linienförmig ausgebildet und bilden ein polygonales Muster. Auf der zweiten Deckschicht sind Klebebahnen aufgebracht, die entlang ihrer Längserstreckung gesehen überall, das heißt in jedem Abschnitt ihrer Längserstreckung, senkrecht zu ihrer Längserstreckung gesehen voneinander beabstandet sind. Dadurch, dass die linienförmigen Einschnitte nur die zweite Deckschicht und insbesondere nicht den Kern – und bereits dadurch schon gar nicht die erste Deckschicht – durchdringen, weist das Verbundbauteil eine hohe Rissstabilität auf. Die entlang ihrer Längserstreckung gesehen überall voneinander beabstandeten Klebebahnen können mit geringer Stärke aufgebracht werden, sodass die Gefahr von Lufteinschlüssen deutlich reduziert wird, was wiederum optische Beeinträchtigungen beim Kleben des Verbundbauteils an ein zu verstärkendes Bauteil zu vermeiden hilft. Das Verbundbauteil weist also zugleich eine hohe Rissstabilität auf und ermöglicht eine rücksprungfreie Adaption an die Kontur des zu verstärkenden Bauteils ohne Lufteinschlüsse beim Ankleben. Zugleich wird die Stabilität des Verbundbauteils dadurch erhöht, dass die Einschnitte eine geringe Schnitttiefe aufweisen und sich nur bis in die zweite Deckschicht erstrecken. Insbesondere das polygonale Muster, welches die linienförmigen Einschnitte bilden, trägt dazu bei, dass sich das Verbundbauteil rücksprungsfrei an die – insbesondere gewölbte – Kontur eines zu verstärkenden Bauteils, beispielsweise eines Fahrzeugdachs, anpassen kann.
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Dadurch, dass die Klebebahnen voneinander entlang ihrer gesamten Längserstreckung beabstandet sind, kann beim Ankleben des Verbundbauteils an das zu verstärkende Bauteil die dazwischen befindliche Luft herausgedrückt werden, wobei sie entlang der Längserstreckung der Klebebahnen entweichen kann. Die überall entlang der Längserstreckung vorgesehene Beabstandung der Klebebahnen sorgt also insbesondere dafür, dass quasi Kanäle für die Luft bereitgestellt werden, entlang derer diese dann – in Längsrichtung der Klebebahnen gesehen – entweichen kann. Die Klebebahnen erstrecken sich also vorzugsweise alle parallel entlang einer Richtung, insbesondere entweder in Breitenrichtung oder in Längsrichtung des Verbundbauteils. So können Lufteinschlüsse, die das Bauteil mit Blick auf seine Optik und Funktionalität insbesondere infolge wechselnder Wärmebelastungen beeinträchtigen, vermieden werden.
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Die erste Deckschicht dient im Wesentlichen der Steifigkeit des Verbundbauteils und darf daher keine Einschnitte, Risse oder sonstige Schwächungen aufweisen. Vielmehr ist die erste Deckschicht bevorzugt unverletzt, homogen und durchgängig ausgebildet.
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Bei der zweiten Deckschicht handelt es sich vorzugsweise um diejenige Deckschicht, welche bestimmungsgemäß mit einem zu verstärkenden Bauteil verklebt wird, also dem zu verstärkenden Bauteil zugewandt ist. Die erste Deckschicht ist vorzugsweise diejenige Deckschicht, welche bei bestimmungsgemäßer Einbaulage dem zu verstärkenden Bauteil abgewandt ist.
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Das Verbundbauteil ist insbesondere eingerichtet zur Verstärkung eines gewölbten Bauteils, insbesondere eines Fahrzeugdachs.
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Der Kern ist vorzugsweise eigensteif ausgebildet, wodurch das Verbundbauteil besonders günstige verstärkende Eigenschaften aufweisen kann. Zugleich ist der Kern jedoch vorzugsweise flexibel ausgebildet, insbesondere flexibel und eigensteif.
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Die linienförmigen Einschnitte bilden insbesondere Muster von polygonalen, aneinandergrenzenden Teilflächen. Insbesondere dies ermöglicht eine rücksprungfreie Adaption des Verbundbauteils an das zu verstärkende Bauteil.
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Die Klebebahnen sind vorzugsweise flach ausgebildet, wobei sie insbesondere bevorzugt eine Auftragshöhe von weniger als 1 cm, vorzugsweise von weniger als 0,5 cm aufweisen. Die Klebebahnen sind vorzugsweise parallel zueinander auf die zweite Deckschicht aufgebracht, was insbesondere einer einfacheren Applizierung des Klebstoffs auf dem Verbundbauteil dient.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Deckschicht bei bestimmungsgemäßer Einbaulage des Verbundbauteils in einem Zusammenbau, insbesondere in einem Fahrzeug, eine obere Deckschicht der beiden Deckschichten ist. Insbesondere ist die zweite Deckschicht vorzugsweise einem Fahrzeugdach eines Fahrzeugs zugewandt und somit – in Fahrzeug-Hochrichtung gesehen – oberhalb der ersten Deckschicht und oberhalb des Kerns angeordnet. Die zweite Deckschicht schließt also das Verbundbauteil nach oben ab, während die erste Deckschicht bevorzugt das Verbundbauteil nach unten begrenzt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einschnitte zumindest in randfernen Bereichen der zweiten Deckschicht hexagonale oder polyhexagonale Teilflächen begrenzen. Die Einschnitte können dabei selbst entlang von Kanten einzelner Hexagone verlaufen, oder sie können entlang von Kanten polyhexagonaler Strukturen verlaufen, wobei die polyhexagonalen Strukturen aus einer Mehrzahl von Hexagonen zusammengesetzt sind, die ihrerseits nicht durch Einschnitte, aber durch anderweitiges Strukturieren der zweiten Deckschicht, beispielsweise durch eine Prägung oder dergleichen, gebildet sind. Unter randfernen Bereichen werden insbesondere zentral und/oder mittig angeordnete Bereiche der zweiten Deckschicht verstanden. Es ist aber auch möglich, dass die Einschnitte entlang einer gesamten Oberfläche der zweiten Deckschicht hexagonale oder polyhexagonale Teilflächen begrenzen. Dabei ist es möglich, dass die Einschnitte in bestimmten Bereichen der zweiten Deckschicht hexagonale und in anderen Bereichen der Deckschicht polyhexagonale Teilflächen begrenzen. Solche Hexagone bilden quasi eine honigwabenähnliche Struktur, die in besonders günstiger Weise eine rücksprungfreie Adaption des Verbundbauteils an eine insbesondere gewölbte Form eines zu verstärkenden Bauteils ermöglicht. Je nach Wölbungsgrad des zu verstärkenden Bauteils können die Teilflächen aus mehreren Hexagonen zusammengesetzt sein, sodass eine Teilflächengeometrie entsteht, die lokal eine polyhexagonale Form aufweist. Eine solche Form erbringt besonders hohe Steifigkeit. Polyhexagonale Teilflächen sind dabei insbesondere für flachere Stellen des zu verstärkenden Bauteils vorgesehen, also für solche Stellen, die eine geringere Krümmung aufweisen. Für Bereiche mit höherer Krümmung, also stärkerer Wölbung, sind bevorzugt einzelne Hexagone vorgesehen, da diese eine noch bessere und lokal genauere Adaption des Verbundbauteils auch an starke Wölbungen ermöglichen. Hexagone haben sich als optimale Geometrieform in Hinblick auf Steifigkeit und Flexibilität des Verbundbauteils erwiesen. Eine Kantenlänge eines solchen Hexagons beziehungsweise einer hexagonalen oder polyhexagonalen Teilfläche beträgt bevorzugt 30 mm.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klebebahnen sich zumindest abschnittsweise entlang der Einschnitte erstrecken.
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Bevorzugt werden die Klebebahnen so aufgebracht, dass sie kollineare Schnittstrecken, also Bereiche der Einschnitte, abdecken. Insbesondere können die Klebebahnen so aufgebracht sein, dass diese Abschnitte der Einschnitte in Breitenrichtung des Verbundbauteils oder in Längenrichtung desselben liegen. Dies kann insbesondere so erfolgen, dass nur die Einschnitte mit Klebstoff beaufschlagt sind. Einfacher für die Applizierung und für einen verbesserten Halt des Verbundbauteils an dem zu verstärkenden Bauteil ist es allerdings, die Klebebahnen durchgängig – insbesondere nach Art einer flachen, langen Nudel – auszubilden. Die Klebebahnen erstrecken sich dann insbesondere entlang ihrer Längserstreckung gesehen teilweise über eingeschnittene Bereiche der zweiten Deckschicht, wobei sie teilweise auch auf nicht eingeschnittenen Bereichen positioniert sind, insbesondere wenn sich die Einschnitte nicht durchgängig entlang einer Richtung, sondern beispielsweise nach Art eines Zick-Zack-Musters, eines hexagonalen Musters, diskontinuierlich oder dergleichen, erstrecken. Durch die Klebebahnen wird das Verbundbauteil an den Orten der Einschnitte quasi repariert, wenn die Klebebahnen auf den Einschnitten angeordnet sind. Dabei bilden die Klebebahnen quasi eine Art Filmscharnier, welches die Einschnittkanten abdeckt.
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Die Klebebahnen erstrecken sich also zumindest abschnittsweise entlang der Einschnitte. Insbesondere sind sie zumindest bereichsweise auf den Einschnitten angeordnet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine flächige Ausdehnung der von den Einschnitten begrenzten Teilflächen über die Oberfläche der zweiten Deckschicht variiert. Die Teilflächen sind also nicht überall entlang der Oberfläche der zweiten Deckschicht gleich groß, sondern weisen lokal verschiedene Ausdehnungen auf. Die flächige Ausdehnung der Teilflächen ist insbesondere dort kleiner, wo das Verbundbauteil bei bestimmungsgemäßer Einbaulage, insbesondere an einem gewölbten, zu verstärkenden Bauteil, stärker gewölbt ist. Wie bereits zuvor erläutert, kann sich das Verbundbauteil dort besser an stärkere Wölbungen anpassen, wo es lokal kleinere Teilflächen aufweist, die von den Einschnitten begrenzt werden. Wo das Verbundbauteil lokal für weniger stark gewölbte Bereiche des zu verstärkenden Bauteils vorgesehen ist, können dagegen größere Teilflächen mit einer größeren flächigen Ausdehnung von den Einschnitten begrenzt werden, was der Anpassungsfähigkeit des Verbundbauteils an die dort vorherrschende, geringere Wölbung keinen Abbruch tut, aber in vorteilhafter Weise die Stabilität des Verbundbauteils im Vergleich zu einer Ausgestaltung erhöht, in welcher das Verbundbauteil überall kleinere Teilflächen aufweist. Auf diese Weise kann das Verbundbauteil lokal so ausgestaltet werden, dass einerseits dem Bedürfnis nach einer flexiblen und rücksprungfreien Adaption an die Wölbung des verstärkenden Bauteils und andererseits nach einer möglichst hohen Steifigkeit und Stabilität des Verbundbauteils Rechnung getragen wird. Insbesondere können die Teilflächen für Bereiche stärkerer Wölbung eine einfache hexagonale Form aufweisen, also aus einzelnen Hexagonen bestehen, wobei sie für lokal geringere Wölbungen eine polyhexagonale Form aufweisen können, welche mehrere, beispielsweise durch Prägen oder Eindrücken entstandene Formen aufweisen kann. Auch kann die Größe der einzelnen Hexagone lokal variieren.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Einschnitt ausgewählt aus den linienförmigen Einschnitten, einen diskontinuierlichen Schnittverlauf aufweist. Anders als die Klebebahnen erstreckt sich dieser wenigstens eine Einschnitt dann nicht durchgängig entlang einer Richtung, bevorzugt aber auch nicht durchgängig entlang einer eine hexagonale Struktur begrenzenden Zick-Zack-Linie. Vielmehr ist der Einschnitt bereichsweise unterbrochen durch nicht eingeschnittene Bereiche und weicht somit über seine Breiten- oder Längenrichtung von der Durchgängigkeit des gleichförmigen Zick-Zack-Verlaufs ab. Auf diese Weise kann die Rissfestigkeit des Verbundbauteils deutlich erhöht werden. Bevorzugt weist eine Mehrzahl von Einschnitten, besonders bevorzugt weisen alle Einschnitte, einen solchen diskontinuierlichen Schnittverlauf auf. Des Weiteren erstrecken sich die Einschnitte bevorzugt nicht entlang einer einzigen, durchgängigen Richtung, sondern folgen vielmehr einer polygonalen Struktur von Begrenzungskanten polygonaler Teilflächen, sodass sie lokal abschnittsweise die Richtung wechseln. Sie sind also insbesondere lokal linienförmig ausgebildet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kern ein Schaumstoffmaterial aufweist oder aus einem Schaumstoffmaterial, insbesondere einem Schaumstoff, besteht. Auf diese Weise kann der Kern sowohl flexibel als auch eigensteif ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich weist der Kern vorzugsweise eine Säulenwabenstruktur auf oder ist aus einer Säulenwabenstruktur ausgebildet. Eine solche Säulenwabenstruktur kann ebenfalls hexagonal, insbesondere honigwabenförmig, ausgebildet sein und verleiht dem Verbundbauteil eine besonders hohe Stabilität. Abgesehen von einem Schaumstoff kann der Kern auch ein Material aufweisen, welches ähnliche oder äquivalente Eigenschaften aufweist wie ein Schaum. Neben versteifenden Eigenschaften weist das Kernmaterial bevorzugt auch Dämpfungseigenschaften auf, insbesondere um die Vibrationen zu kompensieren. Vorzugsweise weist das Material des Kerns auch wärmeisolierende Eigenschaften auf.
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Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste Deckschicht und/oder die zweite Deckschicht ein Fasermaterial aufweist/aufweisen oder aus einem Fasermaterial besteht/bestehen. Als Fasermaterialien kommen insbesondere Papier, Pappe oder textile Materialien sowie auch faserverstärkte Kunststoffe infrage. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die erste Deckschicht und/oder die zweite Deckschicht wenigstens einen Kunststoff aufweisen oder aus wenigstens einem Kunststoff oder einem Kunststoffgemisch besteht/bestehen.
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Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die zweite Deckschicht ein Fasermaterial aufweist oder aus einem Fasermaterial besteht, wobei sich die linienförmigen Einschnitte vorzugsweise zumindest bereichsweise, besonders bevorzugt vollständig, entlang einer Faserlängsrichtung des Fasermaterials erstrecken. Auf diese Weise kann eine Schädigung der zweiten Deckschicht durch die Einschnitte gering gehalten werden, sodass die Festigkeit der zweiten Deckschicht möglichst in großem Umfang erhalten bleibt. Dies kann insbesondere erreicht werden, indem die zweite Deckschicht derart auf dem Kern angeordnet wird, dass die Einschnitte entlang der Faserlängsrichtung verlaufen können. Dies ist in besonders günstiger Weise möglich, wenn die zweite Deckschicht als Fasermaterial Papier, Pappe oder ein textiles Material aufweist.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Zusammenbau geschaffen wird, der ein zu verstärkendes, vorzugsweise gewölbtes Bauteil aufweist, sowie ein Verbundbauteil nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, wobei das Verbundbauteil mit dem zu verstärkenden Bauteil über die Klebebahnen verklebt ist. In Zusammenhang mit dem Zusammenbau ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verbundbauteil erläutert wurden. Insbesondere kann das Verbundbauteil der Kontur des zu verstärkenden Bauteils rücksprungfrei und flexibel folgen und weist dabei zugleich eine hohe Rissstabilität sowie eine hohe Steifigkeit auf, wobei die Gefahr von Lufteinschlüssen beim Verkleben des Verbundbauteils mit dem zu verstärkenden Bauteil deutlich verringert ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klebebahnen in mit dem zu verstärkenden Bauteil verklebten, insbesondere in mit dem zu verstärkenden Bauteil verpressten Zustand, eine Breite, die insbesondere senkrecht zur Längserstreckung der Klebebahnen gemessen wird, von mindestens 6 mm bis höchstens 10 mm, vorzugsweise von 8 mm aufweisen. Alternativ oder zusätzlich weisen die Klebebahnen in diesem Zustand eine lokal entlang einer Flächennormalen der zweiten Deckschicht, das heißt senkrecht zu der zweiten Deckschicht gemessene Höhe von mindestens 0,8 mm bis höchstens 1,2 mm, vorzugsweise von 1 mm auf. Alternativ oder zusätzlich weisen die Klebebahnen in diesem Zustand einen – senkrecht zur Längserstreckung derselben gemessenen – Abstand zueinander von mindestens 10 mm bis höchstens 15 mm, vorzugsweise von 13 mm auf. Dieser Abstand wird insbesondere zwischen einander unmittelbar nächstbenachbarten Klebebahnen gemessen. Die Klebebahnen sind also jedenfalls in verklebtem und insbesondere verpresstem Zustand flach ausgebildet, wobei ihre Höhe über der zweiten Deckschicht deutlich geringer ist als ihre in der Ebene der zweiten Deckschicht gemessene Breite. Der Abstand der Klebebahnen zueinander ist dabei wiederum deutlich größer als die Höhe, und insbesondere auch größer als die Breite der Klebebahnen. Insbesondere auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass die Klebebahnen überall entlang ihrer Längserstreckung voneinander beabstandet sind, sich also nirgends berühren.
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Beim Verkleben mit dem zu verstärkenden Bauteil wird das Verbundbauteil vorzugsweise an dieses angepresst, um eine besonders feste und stabile Klebeverbindung zu erreichen. Daher wird auch von einem verpressten Zustand der Klebebahnen gesprochen.
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Dadurch, dass sich die Klebebahnen nicht überschneiden, kann beim Anpassen des Verbundbauteils an das zu verstärkende Bauteil die dazwischen liegende Luft entweichen, so dass Lufteinschlüsse, die zu optisch unerwünschten Abdrücken am zu verstärkenden Bauteil führen würden, vermieden werden.
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Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem ein Fahrzeug geschaffen wird, welches einen Zusammenbau nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Bei dem zu verstärkenden Bauteil handelt es sich bevorzugt um ein flächiges Karosseriebauteil des Fahrzeugs, insbesondere um ein Fahrzeugdach. Es kann sich aber auch um ein anderes, insbesondere ausladendes, flächiges Karosseriebauteil handeln, beispielsweise um eine Motorhaube, einen Heckdeckel, eine Seitenwand, oder eine Fahrzeugtür. In Zusammenhang mit dem Fahrzeug ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Zusammenbau und dem Verbundbauteil erläutert wurden.
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Das Fahrzeug ist insbesondere als Kraftfahrzeug ausgebildet, besonders bevorzugt als Personenkraftwagen. Es ist aber auch möglich, dass es sich bei dem Fahrzeug um ein Nutzfahrzeug oder um einen Lastkraftwagen handelt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel eines Zusammenbaus und einem Ausführungsbeispiel eines Verbundbauteils, und
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2 eine schematische Detaildarstellung des Verbundbauteils gemäß 1.
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1 zeigt eine schematische Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs 1, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit einem Zusammenbau 3, der ein zu verstärkendes Bauteil 5 und ein Verbundbauteil 7 aufweist. Das Verbundbauteil 7 ist dabei zur Verstärkung des zu verstärkenden Bauteils 5 mit diesem verklebt. Das zu verstärkende Bauteil 5 ist vorzugsweise gewölbt ausgebildet und insbesondere ein flächiges Karosseriebauteil des Fahrzeugs 1. Insbesondere kann es sich bei dem zu verstärkenden Bauteil 5 um ein Fahrzeugdach handeln. Es ist aber auch möglich, dass das zu verstärkende Bauteil 5 eine Motorhaube, ein Heckdeckel, eine Seitenwand, eine Fahrzeugtür, oder ein anderes, insbesondere ausladendes, flächiges Karosseriebauteil des Fahrzeugs 1 ist.
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Das Verbundbauteil 7 weist eine dem zu verstärkenden Bauteil 5 abgewandte, erste Deckschicht 9 und eine dem zu verstärkenden Bauteil 5 zugewandte, insbesondere mit dem zu verstärkenden Bauteil 5 verklebte zweite Deckschicht 11 auf, wobei zwischen der ersten Deckschicht 9 und der zweiten Deckschicht 11 – in Höhenrichtung des Verbundbauteils 7 gesehen – ein Kern 13 angeordnet ist, durch welchen die erste Deckschicht 9 und die zweite Deckschicht 11 voneinander beabstandet sind. Wie im Folgenden noch erläutert wird, weist lediglich die zweite Deckschicht 11 Einschnitte auf, wobei der Kern 13 und die erste Deckschicht 9 frei sind von Einschnitten. Hierdurch ist die Stabilität des Verbundbauteils 7 im Vergleich zu einer Ausgestaltung, bei welcher Einschnitte bis tief in den Kern 13 vordringen, erhöht, wobei zugleich die Rissstabilität des Verbundbauteils 7 deutlich erhöht ist.
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2 zeigt eine schematische Detaildarstellung des Verbundbauteils 7 gemäß 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei zeigt 2 insbesondere einen Blick des Betrachters auf die zweite Deckschicht 11 von oben. Das zu verstärkende Bauteil 5 ist hier also entfernt, beziehungsweise noch nicht mit dem Verbundbauteil 7 verklebt, sodass der Blick des Betrachters frei auf das noch nicht mit dem zu verstärkenden Bauteil 5 verbundene Verbundbauteil 7 und insbesondere auf dessen zweite Deckschicht 11 fällt. Insbesondere ist dem Betrachter in 2 eine Oberfläche 15 der zweiten Deckschicht 11 zugewandt.
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Bei dem hier vorgeschlagenen Verbundbauteil 7 weist nun die zweite Deckschicht 11 Einschnitte 17 auf, wobei hier der einfacheren Darstellung wegen nur ein Einschnitt mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet ist. Die erste Deckschicht 9 und der Kern 13 sind frei von Einschnitten 17, wodurch die Rissstabilität des Verbundbauteils 7 insbesondere im Vergleich zu einem Verbundbauteil, bei welchem sich die Einschnitte 17 tief in den Kern 13 erstrecken, deutlich erhöht ist. Zugleich weist das Verbundbauteil 7 auf diese Weise eine hohe Steifigkeit auf.
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Die Einschnitte 17 sind linienförmig ausgebildet und bilden ein polygonales Muster. Insbesondere dies ermöglicht eine rücksprungfreie Adaption des Verbundbauteils 7 an die Kontur des zu verstärkenden Bauteils 5.
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Auf der zweiten Deckschicht 11, insbesondere auf der Oberfläche 15, sind Klebebahnen 19 aufgebracht, die sich entlang einer, in 2 horizontalen, Längserstreckung erstrecken und überall entlang ihrer Längserstreckung – senkrecht zu der Längserstreckung gesehen – voneinander beabstandet sind. Auf diese Weise kann Luft beim Anpressen des Verbundbauteils 7 gegen das zu verstärkende Bauteil 5 entlang der Längserstreckung der Klebebahnen 19 entweichen, sodass Lufteinschlüsse vermieden werden und eine hohe optische Qualität und Funktionalität – insbesondere auch bei wechselnde Wärmebelastungen – des Verbundbauteils 7 gewährleistet werden kann.
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2 zeigt auch, dass die Einschnitte 17 – zumindest in randfernen Bereichen der zweiten Deckschicht 11 –, vorzugsweise aber überall entlang der zweiten Deckschicht 11, hexagonale oder polyhexagonale Teilflächen 21 bilden, von denen hier nur eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Ein solches Hexagon kann eine Kantenlänge von 30 mm aufweisen.
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Die flächige Ausdehnung der von den Einschnitten 17 begrenzten Teilflächen kann über die Oberfläche 15 der zweiten Deckschicht 11 variieren, wobei die flächige Ausdehnung insbesondere lokal dort kleiner sein kann, wo das Verbundbauteil 7 bei bestimmungsgemäßer Einbaulage an dem zu verstärkenden Bauteil 5 stärker gewölbt ist, wo also insbesondere lokal auch das zu verstärkende Bauteil 5 eine stärkere Krümmung aufweist. Insbesondere ist es möglich, dass die Hexagone nicht überall entlang ihrer Kanten von Einschnitten 17 begrenzt sind, sondern dass beispielsweise die Einschnitte 17 polyhexagonale Teilflächen 21 einschließen, die sich aus mehreren, aneinandergrenzenden Hexagonen zusammensetzen, wobei die inneren Kanten der einzelnen Hexagone der polyhexagonalen Teilflächen durch Eindrücken oder Prägen, nicht jedoch durch Schneiden, gebildet sind. Insbesondere in flacheren Bereichen des Verbundbauteils 7, das heißt in solchen Bereichen, die zur Anlage an flacheren Bereichen des zu verstärkenden Bauteils 5 vorgesehen sind, können solche polyhexagonalen Teilflächen vorgesehen sein, sodass das Verbundbauteil 7 hier lokal eine erhöhte Steifigkeit und Stabilität aufweist. In Bereichen des Verbundbauteils 7, die zur Anlage an stärker gewölbten oder gekrümmten Bereichen des zu verstärkenden Bauteils 5 vorgesehen sind, können dagegen die Einschnitte 17 einzelne Hexagone begrenzen, sodass das Verbundbauteil 7 hier in besonders flexibler Weise an die lokal erhöhte Krümmung des zu verstärkenden Bauteils 5 angepasst werden kann, sodass sich insbesondere eine rücksprungfreie Adaption und flächige Anlage ergibt.
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Vorzugsweise weisen die Einschnitte 17 zumindest bereichsweise einen diskontinuierlichen Schnittverlauf auf. Dabei können sie insbesondere unterbrochen sein, sodass sie weder durchgängig einer eindeutigen Richtung, noch durchgängig einem gleichförmigen Zick-Zack-Verlauf folgen. Dadurch kann die Rissfestigkeit des Verbundbauteils 7 erhöht werden.
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Die Klebebahnen 19 erstrecken sich bevorzugt zumindest bereichsweise entlang der Einschnitte, wobei sie insbesondere zumindest bereichsweise auf den Einschnitten 17 liegen. Hierdurch werden die durch die Einschnitte 17 verursachten Verletzungen der zweiten Deckschicht 11 zumindest bereichsweise durch die Klebebahnen 19 quasi repariert, sodass diese nach Art eines Filmscharniers die Schnittkanten der Einschnitte 17 abdecken.
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Die Klebebahnen 19 weisen bevorzugt in mit dem zu verstärkenden Bauteil 5 verklebtem und insbesondere verpresstem Zustand eine Breite – in 2 in vertikaler Richtung gemessen – von mindestens 6 mm bis höchstens 10 mm, vorzugsweise von 8 mm; und/oder eine – senkrecht zur Bildebene von 2 gemessene – Höhe von mindestens 0,8 mm bis höchstens 1,2 mm, vorzugsweise von 1 mm; und/oder einen Abstand d zueinander von mindestens 10 mm bis höchstens 15 mm, vorzugsweise von 13 mm, auf.
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Der Kern 13 ist bevorzugt aus Schaumstoff gebildet, oder aus einem anderen Material mit ähnlichen Eigenschaften. Alternativ oder zusätzlich kann der Kern 13 auch eine Säulenwabenstruktur umfassen. Neben versteifenden Eigenschaften soll das Material des Kerns 13 auch Dämpfungseigenschaften aufweisen, um Vibrationen zu kompensieren und bevorzugt wärmeisolierend zu wirken.
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Zumindest eine der Deckschichten, ausgewählt aus der ersten Deckschicht 9 und der zweiten Deckschicht 11, vorzugsweise beide Deckschichten 9, 11, weist/weisen ein Fasermaterial, insbesondere Papier, Pappe oder ein textiles Material, und/oder einen Kunststoff auf, oder sie bestehen aus einem solchen Material.
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Besonders bevorzugt weist zumindest die zweite Deckschicht 11 ein Fasermaterial auf oder besteht aus einem Fasermaterial, wobei sich die Einschnitte 17 zumindest bereichsweise entlang einer Faserlängsausrichtung des Fasermaterials erstrecken, um in möglichst geringem Umfang die zweite Deckschicht 11 zu schädigen und damit deren Festigkeit weitestgehend zu erhalten.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Verbundbauteil 7, dem Zusammenbau 3 und dem Fahrzeug 1 ist es möglich, eine rücksprungfreie Adaption des Verbundbauteils 7 an das zu verstärkende Bauteil 5 ohne Lufteinschlüsse bei zugleich hoher Steifigkeit des Verbundbauteils 7 zu erreichen, wobei dieses eine hohe Rissstabilität aufweisen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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