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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum bedarfsweisen Erzeugen eines Durchbruchs in einem Bauteil eines Fahrzeugs.
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Fahrzeuge benötigen an den unterschiedlichsten Stellen Durchbrüche zur Durchführung von Leitungen, Gestängen oder zum Einbau weiterer Bauteile. Bei der Serienfertigung beispielsweise von Kraftfahrzeugen in großer Stückzahl mit der Möglichkeit der Individualisierung entsprechend den Kundenwünschen und/oder unter Berücksichtigung unterschiedlicher Marktanforderungen hängt die Art und die Anzahl derartiger Durchbrüche von vielerlei Faktoren ab, beispielsweise der jeweiligen Länderausführung, Motorisierung, Antriebsart, Sonderausstattung etc.
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Aus der
DE 10 2008 007 284 A1 ist es bekannt, einen Durchbruch an einem Kraftfahrzeug durch einen Stanzvorgang am bereits lackierten Karosserieabschnitt nur dann und erst dann zu erzeugen, wenn er wirklich benötigt wird. Hierzu kann beispielsweise ein zangenartig ausgeführtes Stanzwerkzeug eingesetzt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren weiterzuentwickeln und/oder dessen Anwendungsbereich zu erweitern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Kerngedanke ist es hierbei, den Stanzstempel des Stanzwerkzeugs in einem Halter aufzunehmen, wobei beim Stanzvorgang zunächst Halter und Gegenhalter auf das Bauteil gepresst werden. Die Fixierung des Stanzwerkzeugs am Bauteil erfolgt durch eine entsprechend große Anpresskraft, mit der Halter und Gegenhalter gegen den Bauteil gedrückt werden. Damit ist zur lagegenauen Positionierung des Stanzwerkzeugs kein Führungsloch im Bauteil erforderlich, sondern es wird im Unterschied zu dem bekannten Verfahren ein „freier Stanzvorgang“ ermöglicht.
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Das Schließen des Stanzwerkzeugs erfolgt erfindungsgemäß durch gleichzeitig erfolgendes Anlegen von Halter und Gegenhalter. Ein derartiges Vorgehen ist bei einer hohen Positionsgenauigkeit des Bauteils möglich und verkürzt die Dauer des Stanzvorgangs.
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Der Stanzvorgang erfolgt während der Endmontage des Fahrzeugs, also in der Phase des Fertigungsablaufes, in der die Aggregate und Ausstattungsteile des Fahrzeugs an einem Montageband in die lackierte Karosserie des Fahrzeugs eingesetzt werden. Durch das bedarfsweise Stanzen in dieser späten Phase ist es nicht erforderlich, Durchbrüche an den Bauteilen des Fahrzeugs vorzuhalten. Vielmehr werden die Durchbrüche erst im Bedarfsfall im Rahmen der Endmontage des Fahrzeugs eingebracht.
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Der Begriff „Bauteil“ umfasst grundsätzlich alle Teile eines Fahrzeugs. Insbesondere sind häufig Durchbrüche an unterschiedlichen Karosserieabschnitten der lackierten Karosserie eines Fahrzeugs erforderlich, beispielsweise am Dachaußenblech, an der Außenhaut einer Heckklappe etc. Bei den Bauteilen kann es sich jedoch in gleicher Weise auch um Ausstattungsteile handeln, wie beispielsweise Dachhimmel, Türinnenverkleidungen, Teppiche, Konsolen etc.
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Bei den Komponenten, die in einen Durchbruch eingesetzt werden oder durch einen Durchbruch hindurchgeführt werden, handelt es sich beispielsweise um Leitungen, Gestänge, Schalter, Leuchten, Sensoren, Anzeigeinstrumente, Sender und/oder Empfänger etc.
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Der Gegenhalter bildet eine Matrize für den Stanzstempel, der nach der vorstehend beschriebenen Positionierung des Stanzwerkzeugs durch Verlagerung in Richtung des Bauteils den Durchbruch erzeugt.
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Das Stanzwerkzeug kann durch die Möglichkeit der exakten Anpassung an die Bauteilkontur auch an komplex dreidimensional geformten Bauteilen einen Durchbruch erzeugen.
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Zu den weiteren Vorteilen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt werden, wird auf die
DE 10 2008 007 284 A1 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit vollumfänglich in die vorliegende Patentanmeldung einbezogen wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Das Stanzwerkzeug ist U-förmig bzw. C-förmig nach Art einer Zange ausgeführt, mit bügelförmigen Armen, deren freie Endabschnitte den Halter bzw. den Gegenhalter tragen. Das Stanzwerkzeug kann beispielsweise an einem Gestell oder Gehänge aufgenommen sein oder von einem Roboter geführt werden.
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Die Positionierung des Stanzwerkzeugs erfolgt beispielsweise durch ein Kamerasystem oder durch das Anlegen an vorhandene Konturen und/oder sowieso vorhandene Aussparungen des Bauteils.
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Zur Vermeidung von Beschädigungen an den Bauteilen (zum Beispiel an der bereits lackierten Oberfläche eines Karosserieabschnitts oder an der bereits fertig gestellten Oberfläche eines Ausstattungsteils, wie beispielsweise an einer Oberflächennarbung eines Bauteils aus einem Kunststoffmaterial) ist in einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens entlang der Anlagefläche des Halters und/oder des Gegenhalters mit dem Bauteil eine Zwischenlage mit vergleichsweise geringer Härte vorgesehen, wie zum Beispiel ein mit einem gelartigen Material (zum Beispiel Kautschuk) gefülltes Kissen, eine Schicht aus Chloropren-Kautschuk (Handelsname Neopren), EPDM etc.
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Die Schließung des Stanzwerkzeugs erfolgt bevorzugt durch einen Fremdkraft erzeugenden Antrieb, beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder elektromotorisch. In Einzelfällen kann die Stanzkraft auch manuell aufgebracht werden, beispielsweise beim Erzeugen eines Durchbruchs mit einer geringen lichten Weite in einem Bauteil aus Kunststoff, in das ein Schalter, ein Leuchtmittel oder dergleichen eingebracht wird.
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In nicht erfindungsgemäßer Weise ist es möglich, den Halter oder den Gegenhalter zunächst einseitig an den Bauteil anzulegen und anschließend das Schließen durch das Anpressen des Gegenhalters bzw. des Halters vorzunehmen. Dieses Verfahren wird beispielsweise bei Bauteilen angewandt, die im Fertigungsablauf nicht ausreichend genau positioniert sind, um Beschädigungen am Bauteil zu verhindern. In diesen Fällen wird das Bauteil zunächst von der Seite des Gegenhalters bzw. des Halters unter Zuhilfenahme beispielsweise einer optischen Messeinrichtung angefahren und anschließend, nach erfolgter Ausrichtung, der Stanzvorgang durchgeführt.
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Das Stanzen selbst erfolgt durch die Ausfahrbewegung des Stanzstempels, der beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder elektromotorisch beaufschlagt wird. Um Ausstrahlungen in der Bauteiloberfläche zu vermeiden, kann der Stanzvorgang mit einem Niederhalter erfolgen.
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Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:
- 1 ein Stanzwerkzeug in schematischer Seiten- und Vorderansicht,
- 2 das Stanzwerkzeug von 1, positioniert an einem Bauteil, das mit einem Durchbruch versehen werden soll und
- 3 den Ablauf des erfindungsgemäßen Stanzvorgangs in drei Schritten, in der Seitenansicht des Stanzwerkzeugs.
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1 zeigt ein in seiner Gesamtheit mit 2 bezeichnetes Stanzwerkzeug mit einem C-förmigen Bügel 4. Die freien Endabschnitte des Bügels 4 tragen einen Halter 6 bzw. einen Gegenhalter 8. Sowohl Halter 6 als auch Gegenhalter 8 sind als Kolben-Zylinder-Einheiten ausgeführt, mit jeweils einem in Wirkrichtung 10 beweglichen Kolben 12 bzw. 14. In den Kolben 12 des Halters 6 ist ein Stanzstempel 16 integriert, wiederum nach Art einer Kolben-Zylinder-Einheit. Der Kolben 14 des Gegenhalters 8 ist als Matrize ausgeführt und weist eine zum Stanzstempel 16 korrespondierende Öffnung 18 auf.
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Wie aus 2 hervorgeht, kann das Stanzwerkzeug 2 über den offenen Bügel 4 (Aussparung 20) in ein Bauteil 22, in das ein Durchbruch eingebracht werden soll, eingeführt werden. Das Stanzwerkzeug 2 wird hierbei mittels einer Führungseinrichtung 3 bewegt.
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Bei dem Bauteil 22 handelt es sich beispielsweise um einen Karosserieabschnitt eines Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel den hinteren Endabschnitt der Dachaußenhaut eines Personenkraftwagens. In diesem Bereich befinden sich zum Beispiel Dachantennen für Rundfunk-, Telefon- und/oder Navigationsgeräte, so dass hier ein Durchbruch für die Durchführung elektrischer Leitungen und/oder für Befestigungsmittel erforderlich ist. Da nicht alle Fahrzeuge eines serienmäßig hergestellten Kraftfahrzeugtyps eine solche Dachantenne aufweisen, wird der Durchbruch bedarfsweise an der bereits lackierten Dachaußenhaut des Kraftfahrzeugs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingebracht.
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Bei dem Bauteil 22 kann es sich beispielsweise auch um eine für die Endmontage fertig gestellte Dachinnenverkleidung, einen so genannten Dachhimmel, handeln. Am Dachhimmel sind je nach Ausführung des Kraftfahrzeugs in unterschiedlicher Weise Durchbrüche für Schalter, Leuchten, Sensoren, Befestigungselemente etc. erforderlich, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bedarfsweise am für den endgültigen Verbau im Kraftfahrzeug fertiggestellten Dachhimmel angebracht werden.
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3 veranschaulicht den Fertigungsablauf beim bedarfsweisen Einbringen eines Durchbruchs im Bauteil 22 (in 3 nicht dargestellt).
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In einem ersten Schritt wird das Stanzwerkzeug 2 in seiner geöffneten Ausgangslage (linke Darstellung in 3) in das Bauteil 22 eingeführt und positioniert, wie in 2 dargestellt. Hierbei wird das Stanzwerkzeug 2 so ausgerichtet, dass dessen Wirkrichtung 10 senkrecht zur Fläche des Bauteils 22 verläuft. Die genaue Position des Stanzwerkzeugs 2 wird beispielsweise durch ein optisches Messverfahren ermittelt.
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Im nächsten Schritt (mittlere Darstellung in 3) werden die Kolben 12 und 14 von Halter 6 und Gegenhalter 8 auf das Bauteil 22 gepresst, indem ein Arbeitsmedium wie beispielsweise Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit in die Arbeitsräume 24 bzw. 26 der Kolben-Zylinder-Einheiten von Halter 6 und Gegenhalter 8 eingebracht wird. Hierdurch wird das Stanzwerkzeug 2 in seiner Position am Bauteil 22 fixiert. Weitere Maßnahmen zur Positionierung und Fixierung des Stanzwerkzeugs 2 sind nicht erforderlich.
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Abschließend (rechte Darstellung in 3) wird der Stanzstempel 16 über ein Arbeitsmedium im Arbeitsraum 28 in Wirkrichtung 10 bewegt, wodurch am Bauteil 22 an der gewünschten Stelle ein Durchbruch erzeugt wird. Hierbei taucht der Stanzstempel 16 in die Öffnung 18 des Gegenhalters 8 ein. Der ausgestanzte Bereich des Bauteils 22 legt sich als Abfall in der Öffnung 18 ab und wird während oder nach dem Herausbewegen des Stanzwerkzeugs 2 aus dem Bauteil 22 entnommen.
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Zusammenfassend lässt sich die Erfindung wie folgt beschreiben: Zum bedarfsweisen Erzeugen von Durchbrüchen in einem Bauteil 22 eines Fahrzeuges wird erfindungsgemäß ein U- oder C-förmiges Stanzwerkzeug 2 verwendet. Das Stanzwerkzeug 2 hat einen Halter 6 und einen zangenartig gegenüberliegenden Gegenhalter 8. Hierdurch kann das Stanzwerkzeug 2 ohne zusätzliche Führungsbohrungen im Bauteil 22 an einer beliebigen Stelle des Bauteils 22 positioniert werden. Bevorzugt sind Halter 6 und Gegenhalter 8 jeweils nach Art einer Kolben-Zylinder-Einheit ausgeführt und fixieren das Stanzwerkzeug 2 durch Anpressen der Kolben 12 bzw. 14 an das Bauteil 22. Auch der in den Halter 6 integrierte Stanzstempel 16, mit dem der eigentliche Stanzvorgang erfolgt, wird von einer Kolben-Zylinder-Einheit gebildet. Das Verfahren eignet sich auch für Bauteile 22 mit einer komplexen dreidimensionalen Geometrie.
