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Title:
REINFORCEMENT MEANS AND METHOD FOR REINFORCING A CAVITY IN A CARCASS STRUCTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/158396
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a reinforcement means (10) for stabilising a cavity (7) formed by connected hollow profiles (3, 5), comprising: an expandable casing (12), and bulk material (14), which is enclosed in the expandable casing (12), the bulk material (14) being designed such that it expands under the effect of an activation temperature and agglomerates to form a block of mass, and the expandable casing (12) is designed such that it causes compression of and a pressure build-up in the expanding bulk material (14). The invention also relates to a corresponding method for reinforcing a cavity in a carcass structure (1) by means of at least one reinforcement means (10) of this kind.

Inventors:
JÄSCHKE ANJA (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/052752
Publication Date:
August 22, 2019
Filing Date:
February 05, 2019
Export Citation:
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Assignee:
AUDI AG (DE)
International Classes:
B62D21/00; B62D29/00
Domestic Patent References:
WO2015082681A12015-06-11
Foreign References:
JP2004262096A2004-09-24
US20120235442A12012-09-20
BE664050A1965-09-16
EP1356911A22003-10-29
DE19707462C11998-06-18
DE102010012722A12010-10-21
EP1062397B12003-05-21
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE:

1. Verstärkungsmittel (10) zur Stabilisierung eines durch verbundene Hohl- profile (3, 5) gebildeten Hohlraums (7), umfassend:

- eine dehnbare Hülle (12), und

Schüttgut (14), welches in der dehnbaren Hülle (12) eingeschlos- sen ist, wobei das Schüttgut (14) derart ausgestaltet ist, dass es bei Einwirkung einer Aktivierungstemperatur expandiert und sich zu einem Masseblock verbindet, und wobei die dehnbare Hülle (12) derart ausgestaltet ist, dass sie eine Verdichtung und einen

Druckaufbau des expandierenden Schüttguts (14) bewirkt.

2. Verstärkungsmittel (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut (14) als granulatähnliches Füllmaterial überwiegend duro- plastische oder thermoplastische Partikel oder überwiegend ein Gemisch aus expandierbarem Material und Füllstoffen wie Blähgas, Metallkugeln, Tonkugeln und/oder Aluminiumpartikeln aufweist.

3. Verstärkungsmittel (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass eine wabenähnliche Verstärkung innerhalb der Hülle (12) an- geordnet ist, welche vom expandierten Schüttgut (14) eingeschlossen ist.

4. Verstärkungsmittel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine geometrische Grundform der dehnbaren Hülle (12) an eine geometrische Form des Hohlraums (7) angepasst ist.

5. Verstärkungsmittel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine Verbundfolie die dehnbare Hülle (12) ausbildet. 6. Verstärkungsmittel (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Metallfolie und/oder eine textile Deckschicht die Verbundfolie ver- stärken.

7. Verfahren zur Hohlraumverstärkung einer Rohbaustruktur (1 ) mit wenigs- tens einem durch verbundene Hohlprofile (3, 5) gebildeten Hohlraum (7), umfassend folgende Schritte:

Bereitstellen mindestens eines Verstärkungsmittels (10), welches nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgeführt ist, Einführen des mindestens einen Verstärkungsmittels (10) in den durch verbundene Hohlprofile (3, 5) gebildeten Hohlraum (7), Erwärmen des mindestens einen Verstärkungsmittels (10) auf we- nigstens die Aktivierungstemperatur, so dass dessen Schüttgut (14) expandiert und sich zu einem Masseblock verbindet.

8. Verfahren nach 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Masseblock derart ausgestaltet ist, dass er eine mechanisch stabilisierende Wirkung und/o- der eine schalldämmende Wirkung aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dehnbare Hülle (12) bei Temperatureinwirkung an der Außenseite auf- schmilzt und als Haftvermittler an der zu verstärkenden Rohbaustruktur (1 ) haftet und diese nach dem Erkalten und Verfestigen verstärkt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erwärmen des mindestens einen Verstärkungsmittels (10) wäh- rend eines Durchlauf eines Trocknungsofens beim Lackierprozess er- folgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Verstärkungsmittel (10) in einem Hohlraum (7) über ein Verbindungselement (18) miteinander verbunden werden.

12. Verfahren nach 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Verstärkungsmittel (10) eine gemeinsame Hülle (12) aufweisen, welche abschnittsweise nicht mit Schüttgut (14) gefüllt wird, wobei der nicht mit Schüttgut (14) gefüllte Abschnitt der Hülle (12) das Verbindungselement (18) zwischen den mindestens zwei Verstärkungsmitteln (10) ausbildet.

Description:
Verstärkungsmittel und Verfahren zur Hohlraumverstärkung einer

Rohbaustruktur

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft ein Verstärkungsmittel zur Stabilisierung eines durch ver- bundene Hohlprofile gebildeten Hohlraums. Des Weiteren betrifft die Erfin dung ein Verfahren zur Hohlraumverstärkung einer Rohbaustruktur mit einem solchen Verstärkungsmittel.

Verfahren zur Hohlraumverstärkung einer Rohbaustruktur und korrespondie- rende Strukturbauteile für Fahrzeugkarosserien sind in zahlreichen Variatio- nen bekannt. Hohlraumteile werden üblicher Weise mit eingeschweißten Me- tallverstärkungen gegen Knicken und Beulen im Lastfall verstärkt. Zudem wer- den Einlegeteile aus Polyamid und Epoxidharz oder Metall eingesetzt. Des Weiteren können hohle Karosseriebauteile durch Patchen mit faserverstärkten Kunststoffmatten verstärkt werden, welche in einem Werkzeug auf das Karos- seriebauteil aufgebracht und unter Zufuhr von Wärme ausgehärtet bzw. um- geformt werden. Alle Versteifungen verhindern ein Ausknicken in bestimmten Belastungspunkten, während die energieverzehrende Wirkung nicht optimal ist. Zudem sind Verfahren bekannt, welche energieverzehrende Körper und eine Vergussmasse in einen Hohlraum des Strukturbauteils einfüllen und aus- härten. Die Vergussmasse fixiert üblicherweise die energieverzehrenden Kör- per nach dem Aushärten. Der mit energieverzehrenden Körpern gefüllte Hohl- raum verzehrt üblicherweise mehr Energie und dämpft eingeleitete Kräfte durch Verformung der energieverzehrenden Körper besser als ein nicht mit energieverzehrenden Körpern gefüllter Hohlraum. Des Weiteren sind Verstärkungen mit Wabenstrukturen und/oder Wellenprofi- len und/oder deformierbaren Schäumen bekannt. Hierbei werden beispiels- weise Wellenprofilverstärkungen in einem Schwellerbereich angeordnet. Wa- benstrukturen werden mit umliegenden Bereichen des zu verstärkenden Be- reichs verbunden. So können beispielsweise die Wabenstrukturen zu diesem Zweck einseitig in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und/oder allseitig durch eine großflächige Verklebung mit Strukturkleber auf das zu verstärkende Bau- teil aufgebracht werden. Der Hohlraum kann zudem mit dem deformierbaren Schaum ausgeschäumt werden.

Aus der DE 197 07 462 CI ist ein gepanzertes Fahrzeug mit verstärkten Ka- rosseriebauteilen bekannt, welche eine Hohlraumverstärkung aufweisen. Die Hohlraumverstärkung schützt einen Fahrzeuginsassen vor einem Durch- schuss. Um die Hohlraumverstärkung zu schaffen, ist in die Hohlräume der Strukturbauteile der Karosserie eine Vergussmasse eingebracht, in welche eine Vielzahl reglos angeordneter energieverzehrender Körper und/oder bal listische Gewebeteile eingebracht sind. Das Strukturbauteil ist insbesondere als A-Säule und/oder als B-Säule und/oder C-Säule ausgeführt. Strukturbau- teile aus faserverstärkten Kunststoffteilen und Metallblechschalen weisen ei- nen relativ hellhörigen Charakter auf, was sich negativ auf den Geräuschkom- fort eines solchen Fahrzeugs auswirkt. Daher wird üblicher Weise Dämpfungs- material, das mit zumindest einem Bauteilbereich des Strukturbauteils verklebt ist oder Schottbleche bzw. Kunststoffschottteile in solche Strukturen einge- bracht. Diese Akustikschotts sind dadurch gekennzeichnet, dass es Bauteile sind, die in den Rohbau eingebracht werden und bei denen eine Verbindung zwischen dem Dämpfungsmaterial und dem Strukturbauteil und zum anderen eine besonders gute Dämpfung der Schallabstrahlung des Strukturbauteils ge- währleistet wird.

Die DE 10 2010 012 722 AI offenbart eine Rohbaustruktur für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem als Versteifungsstrebe ausgebildeten Strukturbauteil, welches einen Hohlraum aufweist. Der Hohlraum umfasst zumindest eine Kammer, innerhalb welcher ein Strukturelement angeordnet ist, welches eine innere Struktur mit einer Vielzahl von weiteren Hohlräumen aufweist. Die Viel- zahl von Hohlräumen werden durch eine Schaumstruktur ausgebildet, welche aus einem porösen Metallschaum ausgebildet ist.

Aus der EP 1 062 397 B1 ist ein Doppellagenblech aus zwei einen Zwischen- raum zwischen sich bildenden Deckblechen, von denen mindestens ein Deck- blech als Noppenblech ausgebildet ist und an seinen Noppenspitzen mit dem anderen Deckblech verschweißt oder angelötet ist. Der Zwischenraum ist mit einem Füllmaterial ausgefüllt. Als Füllmaterial wird vorzugsweise ein Kunst- stoff verwendet, in welchem dispergierte Kunststoffhohlkügelchen verteilt sind.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verstärkungsmittel zur Sta- bilisierung eines durch verbundene Hohlprofile gebildeten Hohlraums sowie ein Verfahren zur Verstärkung einer Rohbaustruktur bereitzustellen, welche eine verbesserte Schalldämpfung bei einer gleichzeitig effizienten Ausnutzung des Bauraums und eine verstärkende Struktur zur Energieverzehrung ermög- lichen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verstärkungsmittel mit den Merkmalen des Pa- tentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Verstärkung einer Rohbaustruk- tur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestal- tungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhän- gigen Patentansprüchen angegeben.

Um ein Verstärkungsmittel zur Stabilisierung eines durch verbundene Hohl- profile gebildeten Hohlraums bereitzustellen, welches eine verbesserte Schall dämpfung bei einer gleichzeitig effizienten Ausnutzung des Bauraums und eine verstärkende Struktur zur Energieverzehrung ermöglichen, ist eine dehn- bare Hülle und Schüttgut vorgesehen, welches in der dehnbaren Hülle einge- schlossen ist. Das Schüttgut ist derart ausgestaltet, dass es bei Einwirkung einer Aktivierungstemperatur expandiert und sich zu einem Masseblock ver- bindet. Die dehnbare Hülle ist derart ausgestaltet, dass sie eine Verdichtung und einen Druckaufbau des expandierenden Schüttguts bewirkt. Zudem wird ein Verfahren zur Hohlraumverstärkung einer Rohbaustruktur mit wenigstens einem durch verbundene Hohlprofile gebildeten Hohlraum vorge- schlagen, welches folgende Schritte umfasst: Bereitstellen mindestens eines solchen Verstärkungsmittels. Einführen des mindestens einen Verstärkungs- mittels in den durch verbundene Hohlprofile gebildeten Hohlraum. Erwärmen des mindestens einen Verstärkungsmittels auf wenigstens die Aktivierungs- temperatur, so dass dessen Schüttgut expandiert und sich zu einem Masse- block verbindet.

Die erzeugte Rohbaustruktur zeichnet sich dadurch aus, dass der wenigstens eine Hohlraum zumindest teilweise mit dem Verstärkungsmittel ausgefüllt ist. Der vorhandene Hohlraum wird funktional genutzt, wodurch eine effiziente Ausnutzung des vorhandenen Bauraums erzielt wird, so dass für die Dämp- fung des Hohlprofils bzw. der Rohrbaustruktur und zur Verzehrung von Crashenergie kein zusätzlicher Bauraum benötigt wird.

Weiterhin wird eine aufwendige Herstellung von Verstärkungsteilen und die zugehörige Verbindungstechnik zum Einbringen dieser Verstärkungen einge- spart. Zusätzlich kann die Akustik dieser Hohlprofile verbessert werden und damit Schottteile und deren Kosten eingespart werden. Schalen der Hohlpro- file können eine Abstützung der dehnbaren Hülle mit dem expandierenden Schüttgut an der Bauteilwand ausbilden. Das expandierende Schüttgut wird in der dehnbaren Hülle in die Fahrzeugstruktur eingebracht, expandiert und här- tet aus. Dabei kann in vorteilhafter Weise eine vorhandene Prozesswärme im Lackierofen genutzt werden. Damit entsteht eine Karosseriestruktur bzw. Roh- baustruktur in Leichtbauweise, die eine gute Körperschalldämpfung aufweist. Die Hohlprofile sind vorzugsweise aus einem Verbundmaterial oder aus einem Leichtmetall, wie Aluminium, Magnesium usw., oder aus einer Metalllegierung hergestellt. Die mit dem Dämpfungs- und energieverzehrenden Schüttgut aus- gefüllte dehnbare Hülle ist idealer Weise mit den, den Hohlraum ausbildenden Hohlprofilen verbunden. Das führt zur Verringerung des in das Hohlprofil bzw. Strukturbauteil eingeleiteten Körperschalls. Durch mehrere eingebrachte Ver- stärkungsmittel und damit eine Mehrzahl voneinander abgetrennter Hohl- räume, welche jeweils mit dem Verstärkungsmittel ausgefüllt sind, wird nicht nur die Steifigkeit der Rohbaustruktur erhöht, sondern auch das Akustikver- halten und die Energieverzehrung verbessert.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verstärkungsmittels kann das Schüttgut als granulatähnliches Füllmaterial überwiegend duroplas- tische oder thermoplastische Partikel aufweisen. Alternativ kann das Schüttgut als granulatähnliches Füllmaterial überwiegend ein Gemisch aus expandier- barem Material und Füllstoffen wie Blähgas, Metallkugeln, Tonkugeln und/o- der Aluminiumpartikeln aufweisen. Zudem kann innerhalb der Hülle eine wa- benähnliche Verstärkung angeordnet sein, welche vom expandierten Schütt- gut eingeschlossen werden kann. Das bedeutet, dass das Schüttgut beim Ein- füllen in die Hülle die vorzugsweise dreidimensionale wabenähnliche Verstär- kung umfließt und nach dem Expansionsvorgang einschließt. Die wabenähn- liche Verstärkung kann beispielsweise durch Textiltechnik, wie Stricken, oder durch formgebende Verfahren, wie Spritzgießen, Metallgießen, Blasformen, Pressen als geschlossenzelliger wabenförmiger Körper hergestellt werden. Das Schüttgut kann in vorteilhafter Weise an die spezifischen Anforderungen angepasst, variiert und kombiniert werden. Durch den begrenzten Raum bei der Ausdehnung in der dehnbaren Hülle wird eine„Flaut" des Verstärkungs- mittel gebildet und das Schüttgut verschweißt bei der Aktivierungstemperatur zu dem Masseblock.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verstärkungs- mittels kann eine geometrische Grundform der dehnbaren Hülle an eine geo- metrische Form des Flohlraums angepasst werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verstärkungs- mittels kann eine Verbundfolie die dehnbare Hülle ausbilden. Zudem kann eine Metallfolie und/oder eine textile Deckschicht die Verbundfolie verstärken.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Masseblock derart ausgestaltet sein, dass er eine mechanisch stabi lisierende Wirkung aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann der Masseblock derart ausgestaltet sein, dass er eine schalldämmende Wirkung aufweist. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die dehnbare Hülle bei Temperatureinwirkung an der Außenseite auf- schmelzen und als Haftvermittler an der zu verstärkenden Rohbaustruktur haf- ten und diese nach dem Erkalten und Verfestigen verstärken. Das Erwärmen des Verstärkungsmittels kann während eines Durchlauf eines Trocknungs- ofens beim Lackierprozess erfolgen. Das bedeutet, dass die Aktivierungs- wärme für die Expansion des Schüttguts und/oder die Schmelzwärme für die Außenseite der dehnbaren Hülle durch die Prozesswärme beim Lackieren der Rohbaustruktur zur Verfügung gestellt wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können mindestens zwei Verstärkungsmittel in einem Hohlraum über ein Ver- bindungselement miteinander verbunden werden. Hierbei können die mindes- tens zwei Verstärkungsmittel eine gemeinsame Hülle aufweisen, welche ab- schnittsweise nicht mit Schüttgut gefüllt wird, wobei der nicht mit Schüttgut gefüllte Abschnitt der Hülle das Verbindungselement zwischen den mindes- tens zwei Verstärkungsmitteln ausbilden kann. Bei dieser Ausführungsform ist die gemeinsame Hülle beispielsweis als Schlauch ausgeführt, welcher ab- schnittsweise mit Schüttgut gefüllt wird, aber auch Abschnitte ohne Schüttgut aufweist.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskom- binationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinati- onen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Er- findung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit ge- zeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und wer- den in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung be- zeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungs- beispiels einer Rohbaustruktur mit einem ersten Ausführungsbei- spiel eines Verstärkungsmittel zur Stabilisierung eines durch ver- bundene Hohlprofile gebildeten Hohlraums;

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausfüh- rungsbeispiels einer Rohbaustruktur mit einem zweiten Ausfüh- rungsbeispiel eines Verstärkungsmittel zur Stabilisierung eines durch verbundene Hohlprofile gebildeten Hohlraums;

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungs- beispiels einer Rohbaustruktur mit einem dritten Ausführungsbei- spiel eines Verstärkungsmittel zur Stabilisierung eines durch ver- bundene Hohlprofile gebildeten Hohlraums;

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung eines vierten Ausfüh- rungsbeispiels einer Rohbaustruktur mit einem vierten Ausfüh- rungsbeispiel eines Verstärkungsmittel zur Stabilisierung eines durch verbundene Hohlprofile gebildeten Hohlraums; und

Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung eines fünften Ausfüh- rungsbeispiels einer Rohbaustruktur mit einem fünften Ausfüh- rungsbeispiel eines Verstärkungsmittel zur Stabilisierung eines durch verbundene Hohlprofile gebildeten Hohlraums.

Wie aus Fig. 1 bis 5 ersichtlich ist, weist die Rohbaustruktur 1 , 1A, 1 B, 1 C, 1 D, 1 E in den dargestellten Ausführungsbeispielen mindestens einen durch ver- bundene Hohlprofile 3, 5 gebildeten Hohlraum 7, 7A, 7B, 7C, 7D, 7 E auf. In welchen zur Stabilisierung mindestens ein erfindungsgemäßes Verstärkungs- mittel 10 eingebracht ist.

Wie aus Fig. 1 bis 5 weiter ersichtlich ist, umfasst das Verstärkungsmittel 10 zur Stabilisierung eines durch verbundene Hohlprofile 3, 5 gebildeten Hohl- raums 7, 7A, 7B, 7C, 7D, 7E jeweils eine dehnbare Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E und Schüttgut 14, welches in der dehnbaren Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E eingeschlossen ist. Hierbei ist das Schüttgut 14 derart ausge- staltet, dass es bei Einwirkung einer Aktivierungstemperatur expandiert und sich zu einem Masseblock verbindet. Die dehnbare Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E ist derart ausgestaltet, dass sie eine Verdichtung und einen Druck- aufbau des expandierenden Schüttguts 14 bewirkt.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das expandierende Schüttgut 14 in der dehnbare Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E eingeschweißt und in zu stabilisierenden Hohlräume 7, 7A, 7B, 7C, 7D, 7 E der Rohbaustrukturen 1 , 1A, 1 B, 1 C, 1 D, 1 E eingebracht. Wie aus Fig. 1 bis 5 weiter ersichtlich ist, ist eine geometrische Grundform der jeweiligen dehnbaren Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E an eine geometrische Form des zugehörigen Hohlraums 7, 7A, 7B, 7C, 7D, 7 E angepasst, in welche das Verstärkungsmittel 10 eingebracht ist. Beim Durchlaufen eines Trocknungsofens während der Lackierung der kor- respondierenden Rohbaustruktur 1 , 1A, 1 B, 1 C, 1 D, 1 E expandiert das Schütt- gut 14 und verscheißt durch den begrenzten Raum bei der Expansion inner- halb der dehnbaren Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E zu einem Masseblock, welcher den zugehörigen Hohlraum 7, 7A, 7B, 7C, 7D, 7 E zumindest teilweise ausfüllt. Fig. 1 bis 5 zeigen das Verstärkungsmittel 10 jeweils vor dem Durch- laufen des Trocknungsofens, d.h. vor der Expansion des Schüttguts 14. Die dehnbare Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D. 12E sorgt für Verdichtung und den Druckaufbau des zu expandierenden Schüttguts 14. Damit wird eine Verstei- fung in der Rohbaustruktur 1 , 1A, 1 B, 1 C, 1 D. 1 E ohne zusätzlichen Aufwand erzielt und der gesamte Bauraum genutzt. Die dehnbare Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E kann einfach im Hohlraum 7, 7A, 7B, 7C, 7D, 7E der Hohlprofile 3, 5 verbleiben eine zusätzliche Verstärkung der Rohbaustruktur 1 , 1A, 1 B, 1 C, 1 D, 1 E bewirken. Der Masseblock ist derart ausgestaltet, dass er eine mechanisch stabilisierende Wirkung und/oder eine schalldämmende Wirkung aufweist.

Die Hohlprofile 3, 5 umfassen beispielsweise jeweils zwei Halbschalen, wel- che eine Abstützung für die dehnbare Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E mit dem expandierenden Schüttgut 14 ausbilden. Die Hohlprofile 3, 5 sind vor- zugsweise aus einem Verbundmaterial oder aus einem Leichtmetall, wie Alu- minium, Magnesium usw., oder aus einer Metalllegierung hergestellt und bil- den beispielsweise ein Strukturbauteil wie einen Schweller, einen Längsträger, einen Querträger oder eine Säule der Rohbaustruktur 1 , 1A, 1 B, 1 C, 1 D, 1 E aus. Aufgrund des geringen Gewichts kann die dehnbare Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E im Hohlraum 7, 7A, 7B, 7C, 7D, 7E belassen werden, ohne dass das Gewicht der Rohbaustruktur 1 , 1 A, 1 B, 1 C, 1 D, 1 E signifikant erhöht wird. Das expandierte Schüttgut 14 in der dehnbaren Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E füllt den Hohlraum 7, 7A, 7B, 7C, 7D, 7E zumindest teilweise aus, ohne dass Spalten zur Strukturverstärkung entstehen. In einer bevorzugten Ausführungsform haftet die dehnbare Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D an der Wandung des Hohlraums 7, 7A, 7B, 7C, 7D.

Das Schüttgut 14 kann an die spezifischen Anforderungen angepasst, variiert und kombiniert werden. Das Schüttgut 14 kann beispielsweise als granulat- ähnliches Füllmaterial überwiegend duroplastische oder thermoplastische Partikel aufweisen. Alternativ kann das Schüttgut 14 überwiegend ein Ge- misch aus expandierbarem Material und Füllstoffen wie Blähgas, Metallku- geln, Tonkugeln und/oder Aluminiumpartikeln aufweisen. Zudem kann inner- halb der Hülle 12 eine wabenähnliche Verstärkung angeordnet werden, wel- che vom expandierten Schüttgut 14 eingeschlossen ist.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen bildet eine Verbundfolie die dehn- bare Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E aus. Zusätzlich kann eine Metallfolie und/oder eine textile Deckschicht die Verbundfolie verstärken. In den darge- stellten Ausführungsbeispielen schmilzt die dehnbare Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E bei Temperatureinwirkung an der Außenseite auf und haftet als Haftvermittler an der zu verstärkenden Rohbaustruktur 1 , 1A, 1 B, 1 C, 1 D, 1 E. Nach dem Erkalten verfestigt sich die dehnbare Hülle 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E an der Wandung des Hohlraum 7, 7A, 7B, 7C, 7D, 7E bzw. an der zu verstärkenden Rohbaustruktur 1 , 1A, 1 B, 1 C, 1 D, 1 E und verstärkt diese zusätzlich. Die Textilschicht kann gezielt mit Verstärkungsfasern aus Glas, Kohle, Polyaramide oder Metall verstärkt werden, welche in Belastungsrich- tung verlaufen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Hohlraumverstärkung einer Rohbau- struktur 1 mit wenigstens einem durch verbundene Hohlprofile 3, 5 gebildeten Hohlraum 7, umfasst folgende Schritte: Bereitstellen eines oben beschriebe- nen Verstärkungsmittels 10. Einführen des Verstärkungsmittels 10 in den durch verbundene Hohlprofile 3, 5 gebildeten Hohlraum 7, 7A, 7B, 7C, 7D, 7 E. Erwärmen des Verstärkungsmittels 10 auf wenigstens die Aktivierungstempe- ratur, so dass dessen Schüttgut 14 expandiert und sich zu einem Masseblock verbindet.

Das Erwärmen des Verstärkungsmittels 10 erfolgt bei den dargestellten Aus- führungsbeispielen vorzugsweise während eines Durchlauf eines Trocknungs- ofens bei einem Lackierprozess der Rohbaustruktur 1 , 1A, 1 B, 1 C, 1 D, 1 E.

Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, umfasst die Rohbaustruktur 1 im darge- stellten ersten Ausführungsbeispiel einen Verbindungsknoten 1 A, an welchem ein erstes Hohlprofil 3 mit einem zweiten Hohlprofil 5 verbunden ist. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, weist der ausgebildete Hohlraum 7A und die mit Schüttgut 14 gefüllte dehnbare Hülle 12A jeweils eine T-Form auf. Durch diese geometrische Grundform der dehnbaren Hülle 12A kann das Verstärkungsmit- tel 10 nicht im Verbindungsknoten 1A verrutschen.

Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, umfasst die Rohbaustruktur 1 im darge- stellten zweiten Ausführungsbeispiel ein Hohlprofil 3 mit einem Knick 1 B. Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, weist der ausgebildete Hohlraum 7B und die mit Schüttgut 14 gefüllte dehnbare Hülle 12B jeweils ebenfalls einen Knick 1 B auf. Durch diese geometrische Grundform der dehnbaren Hülle 12B kann das Verstärkungsmittel 10 nicht im Knick 1 B verrutschen. Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, umfasst die Rohbaustruktur 1 im darge- stellten dritten Ausführungsbeispiel ein Hohlprofil 3 mit einer Verjüngung 1 C. Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, weist der ausgebildete Hohlraum 7C und die mit Schüttgut 14 gefüllte dehnbare Hülle 12C jeweils ebenfalls eine Ver- jüngung 1 C auf. Durch diese geometrische Grundform der dehnbaren Hülle 12C kann das Verstärkungsmittel 10 nicht an der Verjüngung 1 C verrutschen.

Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, umfasst die Rohbaustruktur 1 im darge- stellten vierten Ausführungsbeispiel ein als gerader Träger 1 D ausgeführtes Hohlprofil 3. Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, ist die mit Schüttgut 14 gefüllte dehnbare Hülle 12D an zwei Fixierungspunkten 16 an der Wandung des aus- gebildeten Hohlraums 7D vorfixiert, so dass das Verstärkungsmittel 10 nicht im Träger 1 D verrutschen kann.

Wie aus Fig. 5 weiter ersichtlich ist, umfasst die Rohbaustruktur 1 im darge- stellten fünften Ausführungsbeispiel analog zum vierten Ausführungsbeispiel ein als gerader Träger 1 E ausgeführtes Hohlprofil 3. Wie aus Fig. 5 weiter ersichtlich ist, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Verstär- kungsmittel 10 in dem Hohlraum 7 E angeordnet, welche über Verbindungs- elemente 18 miteinander verbunden sind. Durch die Länge der Verbindungs- elemente 18 kann der Abstand zwischen zwei benachbarten Verstärkungsmit- teln 10 vorgegeben werden. Im dargestellten fünften Ausführungsbeispiel ist die gemeinsame Hülle 12E der drei Verstärkungsmittel 10 als Schlauch aus- geführt, welcher abschnittsweise mit Schüttgut 14 gefüllt ist. Die nicht mit Schüttgut 14 gefüllten Abschnitte des Schlauchs sind verklebt bzw. ver- schweißt und bilden die Verbindungselemente 18 zwischen zwei benachbar- ten Verstärkungsmitteln 10 aus.

Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können zusätzliche Ar- beitsschritte zum Herstellen und Fügen von Verstärkungsteilen, Schottele- menten in vorteilhafter weise eingespart werden, so dass eine kostengünstige Herstellung der Rohbaustruktur bzw. des Verstärkungsmittels ermöglicht wird. Ausführungsformen der Erfindung können für Karossen in Schalenbauweise, Spaceframebauweise, Monococks, aber auch für strukturverstärkende Profile und Crashrohre eingesetzt werden.

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BEZUGSZEICHENLISTE

1 Rohbaustruktur

1A Verbindungsknoten 1 B Knick

1C Verjüngung

1 D, 1 E Träger

3 erstes Hohlprofil

5 zweites Hohlprofil

7, 7A, 7B, 7C, 7D, 7E Hohlraum

10 Verstärkungsmittel

12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E dehnbare Hülle

14 Schüttgut

16 Fixierungsstelle

18 Verbindungselement