DE102024102231A1 - Structural connection of structural components of a motor vehicle body - Google Patents
Structural connection of structural components of a motor vehicle bodyInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Strukturverbindung (2) von Strukturbauteilen (3, 5) einer Kraftfahrzeugkarosserie (4), umfassend ein erstes Strukturbauteil (3), ein zweites Strukturbauteil (5) sowie eine zwischen dem ersten Strukturbauteil (3) und dem zweiten Strukturbauteil (5) angeordnete Verbindungsschicht (1).
Erfindungsgemäß weist die Verbindungsschicht (1) eine Basismatrix (6) auf, welche zumindest teilweise mit einem Füllmaterial (7) bestückt ist, welche schwingungsdämpfende Eigenschaften besitzt.
The invention relates to a structural connection (2) of structural components (3, 5) of a motor vehicle body (4), comprising a first structural component (3), a second structural component (5) and a connecting layer (1) arranged between the first structural component (3) and the second structural component (5).
According to the invention, the connecting layer (1) has a base matrix (6) which is at least partially equipped with a filling material (7) which has vibration-damping properties.
Description
Die Erfindung betrifft eine Strukturverbindung von Strukturbauteilen einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a structural connection of structural components of a motor vehicle body according to the preamble of patent claim 1.
Es ist bekannt, dass, insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugkarosserie, aneinander angrenzend ausgebildete Strukturbauteile der Kraftfahrzeugkarosserie zur Herbeiführung einer Strukturverbindung einander überlappend gefügt werden.It is known that, particularly in the area of the motor vehicle body, structural components of the motor vehicle body which are designed to be adjacent to one another are joined in an overlapping manner to create a structural connection.
Aus der Patentschrift
Der Gebrauchsmusterschrift
Aus der Patentschrift
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Strukturverbindung von Strukturbauteilen einer Kraftfahrzeugkarosserie bereitzustellen.The object of the present invention is to provide an improved structural connection of structural components of a motor vehicle body.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Strukturverbindung von Strukturbauteilen einer Kraftfahrzeugkarosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention with a structural connection of structural components of a motor vehicle body having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial further developments of the invention are specified in the respective subclaims.
Eine erfindungsgemäße Strukturverbindung von Strukturbauteilen einer Kraftfahrzeugkarosserie, wobei die Strukturverbindung ein erstes Strukturbauteil, ein zweites Strukturbauteil sowie eine zwischen dem ersten Strukturbauteil und dem zweiten Strukturbauteil angeordnete Verbindungsschicht umfasst. Erfindungsgemäß weist die Verbindungsschicht eine Basismatrix auf, welche zumindest teilweise mit einem Füllmaterial bestückt ist, welche schwingungsdämpfende Eigenschaften besitzt. Der Vorteil ist darin zu sehen, dass eine Schwingungsübertragung zwischen den Strukturbauteilen reduziert oder insbesondere eliminiert werden kann.A structural connection according to the invention for structural components of a motor vehicle body, wherein the structural connection comprises a first structural component, a second structural component, and a connecting layer arranged between the first structural component and the second structural component. According to the invention, the connecting layer has a base matrix that is at least partially filled with a filler material that has vibration-damping properties. The advantage is that vibration transmission between the structural components can be reduced or, in particular, eliminated.
Damit die Strukturverbindung einer Leichtbauweise entspricht, besitzt die Hohlräume, in denen das Füllmaterial aufgenommen ist.In order for the structural connection to correspond to a lightweight construction, it has cavities in which the filling material is accommodated.
Sofern die Basismatrix vollständig von dem Füllmaterial umfasst ist, ist sie vor Korrosion geschützt.If the base matrix is completely covered by the filler material, it is protected from corrosion.
Zur vereinfachten und gesicherten Aufnahme des Füllmaterials in der Basismatrix ist diese netzförmig ausgebildet.To simplify and secure the absorption of the filling material in the base matrix, the matrix is designed in a net-like manner.
Eine formstabile Verbindungsschicht ist auf einfache Weise herbeizuführen, indem die Basismatrix aus einem Metall ausgebildet ist.A dimensionally stable connecting layer can be easily achieved by forming the base matrix from a metal.
Eine einfach gesicherte Verbindung zwischen den Strukturbauteilen und der Verbindungsschicht kann realisiert werden, indem die Basismatrix dem ersten Strukturbauteil zugewandt ausgebildete Wölbungen und den zweiten Strukturbauteil zugewandt ausgebildete Wölbungen aufweist. So ist beispielsweise bei einem Verschweißen der Strukturbauteile mit der Verbindungsschicht ein direkter Kontakt der Strukturbauteile miteinander, wodurch eine unmittelbare Körperschwingung übertragen würde, vermieden.A simple, secure connection between the structural components and the connecting layer can be achieved by having the base matrix with bulges facing the first structural component and bulges facing the second structural component. For example, when welding the structural components to the connecting layer, direct contact between the structural components, which would otherwise directly transmit body vibration, is avoided.
Sofern das Füllmaterial in Form eines Klebstoffes ausgebildet ist, kann auf einfache Weise eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Verbindungsschicht und den Strukturbauteilen herbeigeführt werden.If the filling material is in the form of an adhesive, a material bond between the connecting layer and the structural components can be easily achieved.
Das Füllmaterial kann ebenso zumindest teilweise in Form eines elastischen Beutels ausgebildet sein. Somit weist die mit dem Füllmaterial in Form von bevorzugt einzelnen Beuteln ausgebildete Verbindungsschicht ebenfalls eine schwingungsdämpfende Eigenschaft auf. Der Beutel besitzt eine Hülle, in der ein in seiner Form veränderbares Beutelfüllmaterial aufgenommen ist, ähnlich wie bei bekannten Gelpads.The filling material can also be at least partially in the form of an elastic bag. Thus, the connecting layer formed with the filling material, preferably in the form of individual bags, also has vibration-damping properties. The bag has a shell in which a shape-changing bag filling material is accommodated, similar to known gel pads.
Zur gesicherten Verbindung des elastischen Beutels weist dieser an seiner Oberfläche dem ersten Strukturbauteil und/oder dem zweiten Strukturbauteil und/oder der Basismatrix zugewandt eine Klebeschicht auf.To ensure a secure connection of the elastic bag, the bag has an adhesive layer on its surface facing the first structural component and/or the second structural component and/or the base matrix.
Der elastische Beutel kann in Abhängigkeit von seiner Ausführung und den Bauraumverhältnissen auf der Basismatrix und/oder in der Basismatrix angeordnet sein.Depending on its design and the space available, the elastic bag can be arranged on the base matrix and/or in the base matrix.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Es zeigen:
-
1 in einer Draufsicht eine Verbindungsschicht einer erfindungsgemäßen Strukturverbindung von Strukturbauteilen einer Kraftfahrzeugkarosserie, und -
2 in einer Explosionsdarstellung die erfindungsgemäße Strukturverbindung zweier Strukturbauteile der Kraftfahrzeugkarosserie.
-
1 in a plan view a connecting layer of a structural connection according to the invention of structural components of a motor vehicle body, and -
2 in an exploded view the structural connection according to the invention between two structural components of the motor vehicle body.
In
Die Verbindungsschicht 1 weist eine Basismatrix 6 in Form eines Gewebes auf, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form eines metallischen Gewebes ausgebildet ist. oder mit anderen Worten gesagt, es ist die Basismatrix 6 aus einem Metall ausgeführt. Ebenso könnte die Basismatrix 6 auch ein textiles Gewebe oder ein halbtextiles Gewebe oder ein kohlenstofffaser Gewebe oder Mischgewebe aus den genannten Materialien sein, wobei instabile Gewebe, wie bspw. das textile Gewebe ein Verfahren zur Herbeiführung einer Formstabilität aufweisen sollten.The connecting layer 1 has a base matrix 6 in the form of a fabric, which in the present exemplary embodiment is in the form of a metallic fabric. In other words, the base matrix 6 is made of a metal. Likewise, the base matrix 6 could also be a textile fabric, a semi-textile fabric, a carbon fiber fabric, or a blend of the aforementioned materials. Unstable fabrics, such as the textile fabric, should have a method for achieving dimensional stability.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Basismatrix 6 in Form eines Drahtgitters ausgeführt, wobei das Drahtgitter ausgehend von seiner Mittenebene, die sich in einer virtuellen Ebene 10 erstreckt, sich abwechselnd und abschnittsweise konkav in Richtung des ersten Strukturbauteils 3 und konkav in Richtung des zweiten Strukturbauteils 5 erstreckt, wie in
Die in Form des Drahtgitters ausgeführte Basismatrix 6 besitzt eine Dicke des Drahtes in einem Bereich von 0,2mm bis 0,5mm, und die Wölbungen 11 besitzen eine Erstreckung ausgehend von der virtuellen Ebene 10 in einem Bereich zwischen 1,5mm und 2mm.The base matrix 6, which is designed in the form of a wire grid, has a wire thickness in a range of 0.2 mm to 0.5 mm, and the bulges 11 have an extension starting from the virtual plane 10 in a range between 1.5 mm and 2 mm.
Die Basismatrix 6 ist mit einem Füllmaterial 7 bestückt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Basismatrix 6 derart mit dem Füllmaterial 7 bestückt, dass sie von dem Füllmaterial 7 durchsetzt ist, bspw. durch Tränkung, wobei das Füllmaterial 7 schwingungsdämpfende Eigenschaften besitzt. So kann das Füllmaterial 7 ein Polymer oder ein Elastomer sein, welches derart modifiziert ist, dass es Körperschallschwingungen absorbieren kann.The base matrix 6 is filled with a filler material 7. In the present embodiment, the base matrix 6 is filled with the filler material 7 in such a way that it is permeated by the filler material 7, for example, by impregnation, whereby the filler material 7 has vibration-damping properties. Thus, the filler material 7 can be a polymer or an elastomer modified to absorb structure-borne sound vibrations.
Die Basismatrix 6, welche netzförmig ausgeführt ist, weist Hohlräume 8, welche auch als Taschen bezeichnet werden können, auf, die mit dem schwingungsdämpfenden Füllmaterial 7 befüllt werden. Das Füllmaterial 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel in Form eines Klebstoffes ausgebildet, welcher zur Herbeiführung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Verbindungsschicht 1 und dem ersten Strukturbauteil 3 sowie dem zweiten Strukturbauteil 5 ausgeführt ist.The base matrix 6, which is designed in a mesh-like manner, has cavities 8, which can also be referred to as pockets, which are filled with the vibration-damping filler material 7. In this exemplary embodiment, the filler material 7 is in the form of an adhesive designed to create a material-to-material bond between the connecting layer 1 and the first structural component 3 and the second structural component 5.
Die Hohlräume 8, können miteinander durchströmbar verbunden sein, damit sich das Füllmaterial 7 insbesondere bei Belastungsfällen in den Hohlräumen 8 belastungsabhängig verteilen kann, und beispielsweise bei einem Fügevorgang aus den Hohlräumen 8 überschüssiges Füllmaterial 7 überfließen kann und somit die Basismatrix 6 vollständig umfassen kann.The cavities 8 can be connected to one another in a flow-through manner so that the filling material 7 can be distributed in the cavities 8 in a load-dependent manner, particularly during load cases, and, for example, during a joining process, excess filling material 7 can overflow from the cavities 8 and thus completely encompass the base matrix 6.
So weist bevorzugt die Basismatrix 6 zur Herbeiführung der erfindungsgemäßen Strukturverbindung 2 zu Beginn des Fügevorgangs übermäßig Füllmaterial 7 auf. Das heißt mit anderen Worten, dass die Hohlräume 8 und/oder die Taschen übermäßig Füllmaterial 7 besitzen, derart, dass beim Fügevorgang durch Verdrängung sich das Füllmaterial 7 vollständig um die Basismatrix 6 in einem zwischen dem ersten Strukturbauteil 3 und dem zweiten Strukturbauteil 5 ausgebildeten Fügespalt 9 schließt. So ist die Basismatrix 6 vollständig eingehüllt, oder mit anderen Worten gesagt, von dem Füllmaterial 7 umfasst. Durch die vollständige Einhüllung ist vorteilhaft die Strukturverbindung 2 vor Korrosion geschützt.Thus, to create the structural connection 2 according to the invention, the base matrix 6 preferably has an excess of filler material 7 at the beginning of the joining process. In other words, this means that the cavities 8 and/or the pockets have an excess of filler material 7, such that during the joining process, the filler material 7 completely closes around the base matrix 6 in a joining gap 9 formed between the first structural component 3 and the second structural component 5 by displacement. Thus, the base matrix 6 is completely enveloped, or in other words, encompassed by the filler material 7. The complete enveloping advantageously protects the structural connection 2 from corrosion.
In einem nicht näher abgebildeten Ausführungsbeispiel ist das Füllmaterial 7 in Form geschlossener elastischer, befüllter Beutel ausgeführt, beispielsweise in Form von so genannten Gelpads, die an ihren Oberflächen zur Herbeiführung der stoffschlüssigen Verbindung eine Klebeschicht besitzen. Somit können sie an ihrer einen Oberfläche mit der Basismatrix 6 und an ihrer von der einen Oberfläche abgewandt ausgebildeten anderen Oberfläche mit dem ihnen gegenüberliegenden Strukturbauteil 3; 5 verbunden werden. Der Beutel besitzt schwingungsdämpfende Eigenschaften, da er in seinem Inneren ein entsprechendes Beutelfüllmaterial aufweist, wie beispielsweise Gel der Gelpads. Bevorzugt werden die Beutel in den Hohlräumen 8 angeordnet, wobei sie jeweils mit den ihren Oberflächen gegenüberliegenden Strukturbauteilen 3, 5 verbunden werden. Selbstredend sind sie mit der Basismatrix 6 ebenfalls fest verbunden. Das heißt, dass die elastischen Beutel auf der Basismatrix 6, dem ersten Strukturbauteil 3 und dem zweiten Strukturbauteil 5 zugewandt angeordnet sein können. Auch könnten sie zusätzlich oder alleine in der Basismatrix 6 in deren Hohlräumen 8 angeordnet sein.In an embodiment not shown in detail, the filling material 7 is designed in the form of closed, elastic, filled bags, for example in the form of so-called gel pads, which have an adhesive layer on their surfaces to create a material bond. Thus, they can be connected on one surface to the base matrix 6 and on the other surface facing away from the one surface to the opposing structural component 3; 5. The bag has vibration-damping properties because it has a corresponding bag filling material inside, such as the gel of the gel pads. Preferred The bags are arranged in the cavities 8, each of which is connected to the structural components 3, 5 located opposite their surfaces. They are, of course, also firmly connected to the base matrix 6. This means that the elastic bags can be arranged on the base matrix 6, facing the first structural component 3 and the second structural component 5. They could also be arranged additionally or alone in the base matrix 6 in its cavities 8.
In
An den dem jeweiligen Strukturbauteil 3; 5 gegenüberliegenden Wölbungen 11 kann die Basismatrix 6 mit dem Strukturbauteilen 3; 5 verschweißt werden, so dass ein Durchschweißen zwischen den beiden Strukturbauteilen 3; 5, somit eine unmittelbare Schweißverbindung zwischen den Strukturbauteilen 3, 5, unterbunden ist.The base matrix 6 can be welded to the structural components 3; 5 at the curvatures 11 opposite the respective structural component 3; 5, so that a through-welding between the two structural components 3; 5, thus a direct weld connection between the structural components 3, 5, is prevented.
Üblicherweise erfolgt das Verschweißen der Basismatrix 6 mit den Strukturbauteilen 3, 5 mit Hilfe eines Widerstands- oder Laser-Punktschweißens.Typically, the welding of the base matrix 6 to the structural components 3, 5 is carried out by means of resistance or laser spot welding.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Verbindungsschichtconnection layer
- 22
- StrukturverbindungStructural connection
- 33
- Erstes StrukturbauteilFirst structural component
- 44
- KraftfahrzeugkarosserieMotor vehicle body
- 55
- Zweites StrukturbauteilSecond structural component
- 66
- BasismatrixBase matrix
- 77
- FüllmaterialFilling material
- 88
- Hohlraumcavity
- 99
- FügespaltJoint gap
- 1010
- Virtuelle EbeneVirtual level
- 1111
- Wölbungcurvature
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 3 339 017 B1 [0003]EP 3 339 017 B1 [0003]
- DE 21 2014 000 231 U1 [0004]DE 21 2014 000 231 U1 [0004]
- US 10,086,587 B2 [0005]US 10,086,587 B2 [0005]
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Publications (1)
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2024
- 2024-01-26 DE DE102024102231.0A patent/DE102024102231A1/en active Pending
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