DE102005012778B4

DE102005012778B4 - Bauteilverbindung

Info

Publication number: DE102005012778B4
Application number: DE102005012778.9A
Authority: DE
Inventors: Simon Neumeier; Gerhard Berndt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-03-19
Filing date: 2005-03-19
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2025-03-20
Also published as: DE102005012778A1

Abstract

Bauteilverbindung (1), mit – einem ersten Bauteil (2), das aus einem ersten Material besteht, – einem zweiten Bauteil (3), das an mindestens zwei voneinander beabstandeten Stellen mit dem ersten Bauteil (2) verbunden ist, wobei das erste und das zweite Bauteil (2, 3) im Bereich zwischen den zwei voneinander beabstandeten Stellen einen vorgegebenen Abstand (D) voneinander haben und in diesem Bereich eine Tasche (17–19) bilden, – einem dritten Bauteil (4), das aus einem sich von dem ersten Material unterscheidenden zweiten Material besteht, wobei das dritte Bauteil (4) in seinem Randbereich mindestens einen laschenartigen Fortsatz (5–7) aufweist, der in die Tasche (17–19) hineinragt, wobei die Dicke (d) des laschenartigen Fortsatzes (5–7) kleiner ist als der vorgegebene Abstand (D) des ersten und des zweiten Bauteils und wobei der laschenartige Fortsatz (5–7) mit dem ersten und dem zweiten Bauteil (2, 3) verklebt ist, derart, dass der laschenartige Fortsatz (5–7) durch eine erste Klebeschicht (20) von dem ersten Bauteil (2) und durch eine zweite Klebeschicht (21) von dem zweiten Bauteil (3) beabstandet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bauteilverbindung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Zum technischen Hintergrund der vorliegenden Erfindung zählen die beiden nachveröffentlichten Druckschriften EP 1 580 098 A1 sowie JP 2002-308 145 A .
Im Fahrzeugkarosseriebau kommen zunehmend sogenannte Mischbauverbindungen zum Einsatz. Unter Mischbauverbindungen versteht man die Verbindung von Bauteilen, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, z. B. Stahl-Aluminium-Verbindungen, Stahl-Kohlefaser-Verbindungen etc. Die Bauteile einer Mischbauverbindung werden üblicherweise punktförmig und starr verbunden. Bei Mischbauverbindungen, bei denen die miteinander verbundenen Bauteile unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen, entstehen bei Temperaturschwankungen Bauteilspannungen, die zur Verformungen und Welligkeiten führen. Ein weiteres Problem bei Mischbauverbindungen ist die Bauteilkorrosion. An Stellen, an denen die Bauteile durch Schrauben, Nieten, etc. elektrisch miteinander verbunden sind, besteht erhöhte Korrosionsgefahr, insbesondere wenn derartige Stellen Feuchtigkeit oder im Winter Salzwasser ausgesetzt sind. Um Korrosion zu vermeiden, wird ein erheblicher technischer Aufwand betrieben, was mit teils sehr hohen Kosten verbunden ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bauteilverbindung, insbesondere eine Mischbauverbindung zu schaffen, die eine hohe Festigkeit aufweist, unterschiedliche Temperaturdehnungen der miteinander verbundenen Bauteile kompensiert und die korrosionsbeständig ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung geht von einer Bauteilverbindung aus, die drei Bauteile aufweist, nämlich ein erstes Bauteil, das aus einem ersten Material besteht, ein zweites Bauteil, das an mindestens zwei voneinander beabstandeten Stellen mit dem ersten Bauteil verbunden ist und ein drittes Bauteil, das aus einem sich von dem ersten Material unterscheidenden zweiten Material besteht. Die beiden Stellen, an denen das erste und das zweite Bauteil miteinander verbunden sind, haben einen vorgegebenen Abstand voneinander. Zwischen diesen ”Befestigungsstellen” bildet das zweite Bauteil mit dem ersten Bauteil eine ”taschenartige Ausnehmung”. Das dritte Bauteil weist in seinem Randbereich mindestens einen laschenartigen Fortsatz auf, der in die durch das erste und das zweite Bauteil gebildete taschenartige Ausnehmung hineinragt. Der laschenartige Fortsatz des dritten Bauteils ist also zwischen das erste und das zweite Bauteil eingesetzt. Die Dicke des laschenartigen Fortsatzes ist kleiner als der Abstand des ersten und des zweiten Bauteils. Der laschenartige Fortsatz des dritten Bauteils ist mit dem ersten und dem zweiten Bauteil jeweils verklebt und zwar derart, dass der laschenartige Fortsatz durch eine erste Klebeschicht von dem ersten Bauteil und durch eine zweite Klebeschicht von dem zweiten Bauteil getrennt ist. Der laschenartige Fortsatz des dritten Bauteils ist also in die Klebeschicht eingebettet, ohne dass er das erste oder das zweite Bauteil berührt.
Vorzugsweise ist die in Richtung einer Verbindungslinie zwischen den voneinander beabstandeten Befestigungsstellen gemessene Breite der taschenartigen Ausnehmung größer als die in dieser Richtung gemessene Breite des laschenartigen Fortsatzes. Dadurch ist sichergestellt, dass sich der laschenartige Fortsatz in der taschenartigen Ausnehmung dehnen kann. Dies ist insbesondere dann wichtig und von Vorteil, wenn das erste und das dritte Bauteil aus unterschiedlichen Materialien bestehen bzw. aus Materialien, die unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dadurch ist nämlich gewährleistet, dass sich das erste und das dritte Bauteil relativ zueinander dehnen bzw. verschieben können. Vorzugsweise ist der verwendete Klebstoff entsprechend elastisch.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht der Klebstoff aus einem elektrisch isolierenden Material. Dadurch ist sichergestellt, dass das erste und das dritte Bauteil kathodisch voneinander getrennt sind.
Bei dem ersten und dem dritten Bauteil kann es sich beispielsweise um Bleche handeln, die im Wesentlichen eben sind, wobei das dritte Bauteil entlang seines Randes mehrere oder eine Vielzahl solcher laschenartiger Fortsätze aufweisen kann. Dementsprechend kann das zweite Bauteil ein streifenartiges Blech sein, das im Bereich zwischen den laschenartigen Fortsätzen des dritten Bauteils jeweils eine Vertiefung, Sicke o. ä. aufweist, an denen es mit dem ersten Bauteil verbunden ist. Das erste und das zweite Bauteil können im Bereich zwischen den aufeinander folgenden laschenartigen Fortsätzen des dritten Bauteils miteinander verschweißt, verschraubt, vernietet oder in anderer Weise verbunden sein. Das erste und das zweite Bauteil können beispielsweise durch Widerstandspunktschweißen im Bereich zwischen den laschenartigen Fortsätzen des dritten Bauteils miteinander verschweißt sein.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung der Bauteilverbindung; und
2 einen Querschnitt durch die Bauteilverbindung der 1.
Die 1 und 2 zeigen eine Bauteilverbindung 1, bestehend aus einem ersten Blech 2, das im Folgenden auch als erstes Bauteil bezeichnet wird, einem Klammerblech 3, das im Folgenden auch als zweites Bauteil bezeichnet wird, und einem dritten Blech 4, das im Folgenden auch als drittes Bauteil bezeichnet wird. Wie aus 1 ersichtlich ist, weist das dritte Blech 4 laschenartige Fortsätze 5–7 auf, die im Randbereich des Blechs 4 vorgesehen sind und die z. B. ausgestanzt sein können. In 1 sind drei dieser laschenartigen Fortsätze 5–7 dargestellt, die durch entsprechende Aussparungen bzw. ausgestanzte Blechbereiche 8, 9 voneinander getrennt sind.
Der klammerartige Blechstreifen 3 weist im Bereich der Ausstanzungen 8, 9 sickenartige Vertiefungen 10, 11 auf. Im Bereich dieser sickenartigen Vertiefungen, d. h. zwischen aufeinander folgenden laschenartigen Fortsätzen 5–7 ist der klammerartige Blechstreifen 3 durch Schweißpunkte 12, 13 mit dem Blech 2 verschweißt. Die erhabenen Blechabschnitte des klammerartigen Blechs 3, d. h. die Blechabschnitte 14, 15, 16 ”übergreifen” die laschenartigen Fortsätze 5, 6, 7. Die erhabenen Blechabschnitte 14, 15, 16 bilden dabei zusammen mit dem Blech 2 taschenartige Ausnehmungen 17–19, in welche die laschenartigen Fortsätze 5–7 hineinragen. Wie aus 2 ersichtlich ist, ist der Abstand D zwischen dem Blech 2 und dem erhabenen Blechabschnitt 15 des klammerartigen Blechs 3 größer als die Dicke d des laschenartigen Fortsatzes 5 des Blechs 4. Der Zwischenraum zwischen dem klammerartigen Blech 3 und dem Blech 2 ist durch einen Klebstoff ausgefüllt. Die laschenartigen Fortsätze 5–7 sind also in die Klebstoffschicht eingebettet bzw. ”schwimmen” in der Klebstoffschicht. Der laschenartige Fortsatz 5 ist durch eine erste Klebstoffschicht 20 von dem ersten Blech 2 und durch eine zweite Klebstoffschicht 21 von dem klammerartigen Blech 3 getrennt. Vorzugsweise besteht der Klebstoff aus einem elektrisch nicht leitenden Material, so dass die beiden Bleche 4, 2 bzw. 4, 3 elektrisch voneinander isoliert sind.
Wie aus 2 ersichtlich ist, ist die in Richtung einer Verbindungslinie zwischen den beiden Schweißpunkten 12, 13 gemessene Breite der laschenartigen Fortsätze 5–7 kleiner als die Breite der zugeordneten taschenartigen Ausnehmungen 17–18. Für den Fall, dass die Bleche 4, 2 aus Materialien bestehen, deren Temperaturausdehnungskoeffizienten unterschiedlich sind, können sich das Blech 2 und die laschenartigen Fortsätze des Blechs 4 bei Temperaturänderungen relativ zueinander dehnen, ohne dass dehnungsbedingte Spannungen bzw. Verformungen auftreten. Von Vorteil ist es, wenn der Klebstoff entsprechend elastisch ist.

Claims

Bauteilverbindung (1), mit – einem ersten Bauteil (2), das aus einem ersten Material besteht, – einem zweiten Bauteil (3), das an mindestens zwei voneinander beabstandeten Stellen mit dem ersten Bauteil (2) verbunden ist, wobei das erste und das zweite Bauteil (2, 3) im Bereich zwischen den zwei voneinander beabstandeten Stellen einen vorgegebenen Abstand (D) voneinander haben und in diesem Bereich eine Tasche (17–19) bilden, – einem dritten Bauteil (4), das aus einem sich von dem ersten Material unterscheidenden zweiten Material besteht, wobei das dritte Bauteil (4) in seinem Randbereich mindestens einen laschenartigen Fortsatz (5–7) aufweist, der in die Tasche (17–19) hineinragt, wobei die Dicke (d) des laschenartigen Fortsatzes (5–7) kleiner ist als der vorgegebene Abstand (D) des ersten und des zweiten Bauteils und wobei der laschenartige Fortsatz (5–7) mit dem ersten und dem zweiten Bauteil (2, 3) verklebt ist, derart, dass der laschenartige Fortsatz (5–7) durch eine erste Klebeschicht (20) von dem ersten Bauteil (2) und durch eine zweite Klebeschicht (21) von dem zweiten Bauteil (3) beabstandet ist.
Bauteilverbindung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung einer Verbindungslinie zwischen den voneinander beabstandeten Befestigungsstellen (12, 13) gemessene Breite der Tasche größer ist als eine in dieser Richtung gemessene Breite des laschenartigen Fortsatzes (5–7).
Bauteilverbindung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff, aus dem die Klebeschichten (20–21) bestehen, elektrisch isolierend ist.
Bauteilverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das dritte Bauteil (2, 4) unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen.
Bauteilverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten und dem dritten Bauteil (2, 4) um Metallbleche handelt.
Bauteilverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (3) ein klammerartiges Blech ist, das im Bereich zwischen den laschenartigen Fortsätzen (5–7) des dritten Bauteils (4) sickenartige Vertiefungen (10, 11) aufweist.
Bauteilverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Bauteil (2, 3) aus Stahl und das dritte Bauteil aus Aluminium bestehen, oder umgekehrt.
Bauteilverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Bauteil (2, 3) miteinander verschweißt sind.
Bauteilverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Bauteil (2, 3) durch Widerstandspunktschweißen miteinander verbunden sind.