DE102005033047B4

DE102005033047B4 - Verfahren zum Herstellen eines Rohkarosserieteils

Info

Publication number: DE102005033047B4
Application number: DE200510033047
Authority: DE
Inventors: Jan Nell; Alexander Schupp
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2025-07-16
Also published as: DE102005033047A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Bau-, insbesondere eines Rohkarosserie-Hohlbauteils für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem auf der Innenseite mit zueinander geneigten Flächenabschnitten versehenen Schalenprofil und einem mit diesem flächenkonform an den geneigten Flächenabschnitten verklebten Verstärkungsprofil, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile unter Zwischenlage eines viskosen Strukturklebstoffs automatisiert zusammengeführt und mit einer mehrdirektional jeweils in Richtung der Flächennormalen der geneigten Flächenabschnitte wirkenden Druckkraftbeaufschlagung zusammengepresst werden, bis der Fügespalt eine definierte Fügespaltbreite erreicht und in einem vorgegebenen, sich über die geneigten Flächenabschnitte erstreckenden Teilbereich vollständig mit dem viskosen Klebstoff ausgefüllt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Bau- und insbesondere eines Rohkarosserie-Hohlbauteils für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Bauteilen dieser Art, bestehend aus zwei zu einem Hohlträger miteinander verschweißten Schalenprofilen und einem mit der Innenseite des höher belasteten Schalenprofils flächenkonform verklebten Verstärkungsprofil, wie sie als Rohkarosserie-Baugruppen, etwa in Form von Schwellern, B-Säulen oder Dachseitenholmen, in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2004 003 190 A1 oder der DE 10 2005 003 978 A1 offenbart sind, stellt sich das Problem, die Profile mit der erforderlichen Genauigkeit zusammenzufügen und den geforderten Festigkeits- und Steifigkeitswerten entsprechend lastfest miteinander zu verkleben.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, dass auf einfache Weise eine gleichbleibend hochwertige und exakte Verklebung des Schalen- mit dem Verstärkungsprofil gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren gelöst.
Durch die automatisierte, mechanisch geführte Positionierung des Schalen- und des Verstärkungsprofils in Verbindung mit der multidirektionalen, zu den geneigten Profilflächen jeweils flächennormalen Druckkraftbeaufschlagung wird erfindungsgemäß ein lufteinschlussfreies Verquetschen des Strukturklebers in einem räumlich gekrümmten, nach Breite und Flächengröße definierten Füge-/Klebespalt erreicht und so eine kostengünstige Serienproduktion mit einer hochgradig lastsicheren und fertigungsgenauen Verklebung der Profilteile ermöglicht.
Als besonders günstig für eine lufteinschlussfreie Klebstofffüllung des Fügespaltbereichs mit geringem Druckkraftbedarf hat es sich erwiesen, dass der Klebstoff nach Anspruch 2 vor dem Zusammenfügen der Profile in ungleichmäßiger Verteilung, vorzugsweise in Form von Klebstoffraupen, auf eines der Profile aufgebracht wird.
Bei hinterschnittigen Profilen wird die exakte Positionierung der Profile mit der sich dabei ausbildenden Klebstoffschicht nach Anspruch 3 zweckmäßigerweise dadurch bewirkt, dass die Profile durch eine kombinierte Translations- und Rotationsbewegung zusammengefügt werden.
Um die mechanischen Eigenschaften der Verklebung an den jeweils vorliegenden Anwendungsfall anpassen zu können, werden die Fügespaltbreite und die Klebeflächengröße – etwa durch entsprechende Positionssteuerung der Profile und/oder entsprechende Klebstoffdosierung – nach Anspruch 4 vorzugsweise variabel voreinstellbar ausgebildet.
Nach Anspruch 5 ist der Klebstoff vorteilhafterweise kalt verpressbar, wodurch die Klebstoffverarbeitung wesentlich erleichtert und ein thermisch bedingter Verzug der Profile vermieden wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es, wie nach Anspruch 6 bevorzugt, gelungen, die für eine fehlstellenfreie Klebstofffüllung des Fügespaltbereichs erforderliche Pressdauer der Profile auf 10 bis 60 sec zu begrenzen und dadurch einen wesentlichen Beitrag zu einer rationelle Serienfertigung der Hohlbauteile zu leisten.
Nach Anspruch 7 schließlich werden die Profile in besonders bevorzugter, steuerungsmäßig einfacher Weise durch profilseitige, mit der mechanischen Positionssteuerung der Profile zusammenwirkende Anschläge auf die vorgegebene Fügespaltbreite eingestellt.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
1 ein hinterschnittiges Schalen- und ein korrespondierendes, mit Klebstoffraupen belegtes Verstärkungsprofil zu Beginn des Fügevorgangs;
2 die in 1 gezeigten Blechprofile in der Endphase des Fügevorgangs;
3 die Blechprofile gemäß 2 nach dem vollständigen Zusammenfügen unter Zwischenlage der Klebstoffschicht; und
4 der fertiggestellte, aus zwei Schalen- und dem Verstärkungsprofil bestehende Hohlträger.
Das anhand der Fign. erläuterte Verfahren dient zur Herstellung des in 4 im Querschnitt dargestellten Hohlträgers 1, z. B. der A-Säule einer Kraftfahrzeug-Rohkarosserie, bestehend aus zwei schalenförmigen, flanschseitig miteinander verschweißten Blechprofilen 2 und 3 und einem im Inneren des Hohlträgers 1 angeordneten Verstärkungsprofil 4, ebenfalls aus Blech, welches mit dem stärker belasteten, hinterschnittigen Schalenprofil 3 an dessen zueinander geneigten Flächenabschnitten 5, 6 über eine Klebstoffschicht 7 lastfest verbunden ist, welche sich im Fügespalt 8 der Profilteile 3 und 4 im Bereich zwischen den zu einander konformen Flächenabschnitten 5, 6 und 9, 10 des Schalen- bzw. Verstärkungsprofils 3, 4 erstreckt.
Zur Herstellung des Hohlträgers 1 werden das Schalen- und das Verstärkungsprofil 3, 4 nach 1 zunächst in eine mechanische Führungsvorrichtung mit einem Halter 11 für das Schalenprofil 3 und einem Aufnahmeteil 12 für das Verstärkungsprofil 4 eingesetzt und das Verstärkungsprofil 4 wird im Bereich der Flächenabschnitte 9, 10 mit Klebstoffraupen 13 aus einem viskosen, bei Raumtemperatur verpressbaren Strukturklebstoff, etwa auf Epoxidbasis, belegt. Durch eine kombinierte Translations- und Rotationsbewegung des Aufnahmeteils 12 wird das Verstärkungsprofil 4 auf einer exakt geführten Bewegungsbahn A (2) in den hinterschnittenen Profilbereich des Schalenprofils 3 verfahren und gegen Ende der Bewegungsbahn mehrdirektional jeweils in Richtung der Flächennormalen der Flächenabschnitte 5, 9 bzw. 6, 10, also in Richtung der Kraftkomponenten H und V gemäß 3, an das Schalenprofil 3 angedrückt, so dass die Klebstoffraupen 13 im Fügespalt 8 verquetscht werden und diesen im Bereich der zueinander geneigten Flächenabschnitte 5, 9 und 6, 10 als durchgehende Klebstoffschicht 7 lufteinschlussfrei ausfüllen, wenn der Fügespalt 8 im Bereich der Klebstoffschicht 7 eine vorgegebene Fügespaltbreite erreicht, wobei die Fügespaltbreite in Richtung der Druckkraftkomponente V durch gegenseitige Anlage der Profilflansche 14 der Profilteile 3, 4 begrenzt wird.
In diesem Zustand werden die Profilteile 3, 4 fixiert und anschließend der Führungsvorrichtung 11, 12 entnommen und im klebefreien Flanschbereich 14 mit dem zweiten Schalenprofil 2 zum Hohlträger 1 verschweißt. Nach dem Aushärten der Klebstoffschicht 7 entsteht zwischen den räumlich abgebogenen Profilabschnitten 5, 6 des Schalenprofils 3 und den korrespondierenden Profilabschnitten 9, 10 des Versteifungsprofils 4 eine hochgradig lastfeste Bindung mittels einer nach Schichtdicke und Flächenerstreckung definierten Verklebung und dadurch eine hochwirksame Festigkeits- und Steifigkeitserhöhung in einem vorgegebenen Teilbereich im Innenraum des Hohlträgers 1.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Bau-, insbesondere eines Rohkarosserie-Hohlbauteils für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem auf der Innenseite mit zueinander geneigten Flächenabschnitten versehenen Schalenprofil und einem mit diesem flächenkonform an den geneigten Flächenabschnitten verklebten Verstärkungsprofil, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile unter Zwischenlage eines viskosen Strukturklebstoffs automatisiert zusammengeführt und mit einer mehrdirektional jeweils in Richtung der Flächennormalen der geneigten Flächenabschnitte wirkenden Druckkraftbeaufschlagung zusammengepresst werden, bis der Fügespalt eine definierte Fügespaltbreite erreicht und in einem vorgegebenen, sich über die geneigten Flächenabschnitte erstreckenden Teilbereich vollständig mit dem viskosen Klebstoff ausgefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff vor dem Zusammenfügen der Profile in ungleichmäßiger Verteilung auf eines der Profile aufgebracht und durch die Druckkraftbeaufschlagung lufteinschlussfrei im Fügespalt verteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an den miteinander verklebten Flächenabschnitten hinterschnittig geneigten Profile durch eine kombinierte Translations- und Rotationsbewegung zusammengefügt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügespaltbreite und die Klebeflächenabmessungen variabel voreinstellbar ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein bei Raumtemperatur verpressbarer Klebstoff verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff durch die Druckkraftbeaufschlagung innerhalb von 10 bis 60 s im Fügespalt verteilt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügespaltbreite durch profilseitige Anschläge begrenzt wird.