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Die Erfindung betrifft eine Rungentasche, die aus mindestens zwei verschweißten Bauteilen in Form von Schalen besteht, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Rungentasche. Rungentaschen der genannten Art sind insbesondere im Nutzfahrzeugbereich gebräuchlich.
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Systeme zur Ladungssicherung im Nutzfahrzeugbereich, bei denen die Ladefläche über Öffnungen verfügt, in welche Ladungssicherungselemente, insbesondere Rungen, eingesetzt werden können, sind in vielfältigen Ausführungen bekannt. So zeigt
DE 20 2004 009 044 eine Vorrichtung zur Sicherung der Ladung gegen Verrutschen. Dabei weist die Ladefläche in einem Raster angeordnete Öffnungen, auch Rungentaschen genannt, auf, in die Halteelemente eingesetzt werden können. Die Öffnungen bestehen aus nach unten zumindest teilweise verschlossenen Rohrstücken, die mit den die Ladefläche unterwandernden Trägern fest verbunden, vorzugsweise verschweißt sind. Die Außenabmessungen der Rungen unterschreiten die Innenmaße der Rohrstücke geringfügig, so dass sich die Rungen leicht in die Rungentaschen einschieben und aus ihnen herausziehen lassen.
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Nachteilig ist hierbei, dass Rohrprofile gegenüber gewalzten Blechen in aller Regel einen höheren Grundpreis pro Kilogramm bei im Übrigen gleicher Stahlqualität aufweisen. Dies gilt insbesondere für nahtlos gezogene Rohre, die innen keine Gratkante aufweisen und deshalb für den Einsatz als Rungentasche und somit zum Einschieben von Rungen besonders gut geeignet erscheinen. Soweit die aus einem Rohrstück bestehende Rungentasche nachträglich bearbeitet, zum Beispiel mit einer zusätzlichen Bohrung für die Aufnahme einer Rungensicherung versehen werden muss, fallen erhebliche zusätzliche Kosten an, da hierfür wenigstens ein zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich ist.
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Aus
US 20100096874 A1 ist eine Rungentasche (
14) aus mindestens zwei Bauteilen in Form von Schalen bekannt. Die
3D und
3E betreffen Rungentaschen, die über eine Nut-Feder-Verbindung vertilgen. Bei dieser Nut-Feder-Verbindung handelt es sich um eine Führung, welche es ermöglicht, das einen Halbschalenelement gegenüber dem anderen Halbschalenelement zu bewegen. Ein Verschweißen der die Nut-Feder-Verbindung aufweisenden Bauteile ist nicht vorgesehen und würde die an dieser Stelle gewünschte Verschiebbarkeit der Bauteile verhindern.
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DE 10 2009 013 222 B3 offenbart einen aus zwei Halbschalen bestehenden rohrförmigen Hohlkörper, dessen Wandstärke kleiner ist als 3 mm. Zwar kann es sich bei den Halbschalen um identische Elemente handeln, jedoch werden diese Elemente nicht mittels einer Nut-Feder-Verbindung verbunden, sondern über Rastelemente (
56,
57,
58). Der aus den Halbschalen gebildete Holkörper ist zum Einsatz in der Auspuffanlage von Kraftfahrzeugen vorgesehen. Ein Einsatz des Hohlkörpers als Rungentasche und damit zur Ladungssicherung ist nicht vorgesehen.
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Weiterhin offenbart
DE 10 2009 013 222 B3 ein Verfahren zur Herstellung des aus zwei Halbschalen bestehenden Hohlkörpers. Bei diesem Verfahren geht es um die automatisierte Herstellung von Bauteilen einer Auspuffanlage unter Einsatz komplexer Stanz-Biege-Werkzeuge. Im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens wird zwar auch ein Rohrabschnitt (
50) aus zwei Halbschalen hergestellt, Allerdings wird keine Nut-Feder-Verbindung erzeugt, hergestellt werden vielmehr Rastelemente und Rastlaschen.
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Aus
DE 10321863 A1 ist ein Rohr und ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres bekannt. Dieses Rohr wird aus einem im Wesentlichen ebenen, metallischen Blech hergestellt, wobei die Längskanten des Bleches durch formschlüssig ineinander greifende Elemente miteinander verbunden sind. Eingesetzt wird das vorgeschlagene Rohr beispielsweise bei KFZ-Abgasanlagen. Ein Einsatz als Rungentasche bzw. zur Ladungssicherung ist nicht vorgesehen.
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Ebenfalls bekannt und in der Praxis weit verbreitet sind Rungentaschen, bei denen an Stelle von Rohrabschnitten aus Blechzuschnitten hergestellte Schweißbaugruppen verwendet werden. Dabei werden in aller Regel zunächst Zuschnitte von zwei spiegelsymmetrischen Einzelteilen hergestellt, diese dann C-förmig abgekantet und anschließend miteinander verschweißt, so dass die fertige Rungentasche über die gleichen Maße verfügt, wie die aus einem Rohrabschnitt hergestellte Rungentasche. Derartige Rungentaschen werden insbesondere für Rungen mit quadratischem Querschnitt verwendet.
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Zwar sind solche Rungentaschen hinsichtlich ihres Materialpreises kostengünstig und mit modernen Fertigungsanlagen wie Laserschneidzentren und CNC-Abkantern sehr wirtschaftlich in der Herstellung, jedoch müssen die beiden Einzelteile miteinander zu einem rohrartigen Teil verschweißt werden. Hierbei kommt es leicht zu Ungenauigkeiten, da die beiden Einzelteile, die vor dem Schweißen aneinandergelegt werden, sich relativ zueinander verschieben können. Auch können Gratkanten im Bereich der aufeinandertreffenden Anlageflächen die exakte Positionierung verhindern, die zur Einhaltung der in der Regel wenige Zehntel Millimeter betragenden Toleranzmaße der Schweißbaugruppe erforderlich ist. Auch Verformungen aufgrund der Schweißtemperaturen sind zu berücksichtigen.
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Keine der als Stand der Technik bekannten Rungentaschen besteht somit aus zwei gleichen Halbschalen, die über eine Nut-Feder-Verbindung verfügen und zudem noch um 180° versetzt zueinander zusammengeführt und verschweißt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rungentasche und ein Verfahren anzubieten, mit welchen einerseits die Einhaltung der vorgegebenen Toleranzmaße der Rungentasche gewährleistet werden kann und die anderseits eine kostengünstige Herstellung ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird gelöst, indem bei einer aus zwei Schalen gefertigten und mittels einer Nut-Feder-Verbindung zusammengefügten Rungentasche die Schalen miteinander verschweißt sind und die Rungentasche (3) aus zwei gleichen Halbschalen (1, 2) gestaltet ist, welche um 180° gegeneinander verdreht miteinander verbunden sind.
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Die Bauteile sind als Halbschalen ausgebildet, wobei eine der Halbschalen mit mindestens einer Feder und die andere mit einer komplementären, nutartigen Aussparung, im folgenden Nut, versehen ist. Mindestens je eine Nut und je eine Feder auf einer Rungentaschen-Halbschale sind so angeordnet, dass die Nut auf der einen Wange des Bauteiles ist und die Feder auf der anderen. Hierdurch wird es ermöglicht, zwei gleiche Rungentaschen-Halbschalen zu einer Rungentasche zusammenzusetzen, indem die Halbschalen um 180° gegeneinander verdreht miteinander verbunden sind. Es entfallen somit Fertigungs- und Lagerkosten für die Verwaltung zweier unterschiedlicher Einzelteile. Hiervon abgeleitet können auch weitere Nuten und Federn eingesetzt werden.
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Die Toleranzen der Einzelteile sind so eng ausgelegt, dass auch bei den ungünstigsten, gerade noch im Toleranzbereich liegenden Ist-Maßen der Einzelteile insbesondere die Toleranz des in der Schweißbaugruppe angegebenen Rohrinnenmaßes, bei aneinanderliegenden Anlageflächen der beiden Bauteile, in jedem Fall eingehalten wird.
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Vorzugsweise wird die Feder an ihren Eckbereichen mit Fasen ausgestaltet, wobei die Nut vorzugsweise in ihren Eckbereichen über Aussparungen verfügt, so dass die zusammengefügten Halbschalen sich in den Eckbereichen von Nut und Feder nicht berühren und insbesondere kleinste Gratkanten in diesen Bereichen keine störenden Auswirkungen auf die Einhaltung der Toleranz der Rungentasche haben können.
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Die Anforderungen an die Maßhaltigkeit beim Verschweißen sind relativ hoch. Es ergibt sich jedoch eine Vereinfachung für die Abstandlage dann, wenn Nut und Feder der Rungentasche eine sich auf den Nutgrund beschränkende Kontaktfläche aufweisen, die 33% der Höhe der Rungentasche nicht überschreitet.
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Vorteilhaft haben sich auch Ausführungsformen erwiesen, bei denen Nut und Feder in Draufsicht eine Rechteck-, Trapez- oder Spatenform aufweisen, wobei die Anlagefläche durch eine flache oder gewölbte Kontaktfläche gebildet sind.
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Vorteilhaft ist ebenfalls, wenn die Toleranzmaße von Federbreite und Nutbreite so aufeinander abgestimmt sind, dass ein Verschieben der Bauteile in zum Rungentaschenboden senkrechter Richtung nur in einem Bereich möglich ist, der kleiner ist, als der Toleranzbereich von gegebenenfalls in den Bauteilen enthaltenen, zueinander in Bezug stehenden, Bohrungen, die in der Regel in der Schweißbaugruppe auf einer gemeinsamen Mittellinie angeordnet sind.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer mit einer Nut-Feder-Verbindung versehenen Rungentasche, die aus mindestens zwei gleichen, um 180° gegeneinander verdreht miteinander verschweißten Halbschalen in Form von Schalen besteht und bei dem die Rungentasche unter Anwendung folgender Verfahrensschritte hergestellt wird:
- – Zuschnitt der Halbschalen in ihrer abgewickelten Form aus metallischen Werkstoffen, wobei die eine Halbschale mindestens eine Nut und die andere Halbschale mindestens eine mit der Nut kompatible Feder aufweist, wobei der Zuschnitt von Nut und Feder jeweils eine Anlagefläche für einen Kontakt zwischen Nut und Feder aufweist,
- – dreidimensionales Verformen der Zuschnittteile zu Rungentaschen-Schalen;
- – Zusammenfügen der Schalen in einer formschlüssigen Verbindung, wobei die Anlagefläche der Feder die Anlagefläche der Nut berührt, und darüber hinaus eine Differenz von Feder-Maximalmaß abzüglich Nut-Minimalmaß sowie Feder-Minimalmaß abzüglich Nut-Maximalmaß einen Toleranzbereich einschließt, der kleiner ist als der Toleranzbereich des die formschlüssige Verbindung begründenden Maßes der aus den Schalen bestehenden Schweißbaugruppe;
- – Verschweißen der Halbschalen zu einer Rungentasche.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
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Die Figuren der Zeichnung zeigen:
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1: zwei gleiche Bauteile einer Rungentasche in perspektivischer und auseinander gezogener Ansicht;
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2: die Vorderansicht der aneinander gelegten Bauteile;
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3: die Seitenansicht der beiden aneinander gelegten Bauteile;
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4: eine Draufsicht auf die aneinander gelegten Bauteile.
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1 zeigt eine Rungentasche 3 gemäß Erfindung in auseinander gezogener Darstellung, wobei die beiden Bauteile, nämlich zwei gleiche Halbschalen 1 und 2 zu erkennen sind. Nach dem Zusammenfügen der Halbschalen 1 und 2 ergibt sich eine Konfiguration der Rungentasche 3 gemäß den 2 bis 4. Die Halbschalen 1 und 2 haben im Querschnitt etwa eine C-Form, die sich aus zwei Wangen 15 und 16 sowie einer Rückwand 17 zusammensetzt. Die eine freie Kante 15.1 der Wange 15 weist zwei Federn 5 auf. Entsprechend auf derselben Höhe sind kompatible Nuten 4 auf der anderen freien Kante 16.1 der Wange 16 vorgesehen. Beide Halbschalen 1 und 2 sind Blechformteile.
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Bei der Konstruktion der Rungentaschen-Halbschalen 1 und 2, die vorzugsweise identisch, zumindest gleich sind, werden die Zuschnittmaße der Abwicklung im Bereich von Nut 4 und Feder 5 so bemessen, dass die Einhaltung des Toleranzbereiches der in einer entsprechenden Schweißgruppenzeichnung enthaltenen Maße M3 und M3' der fertigen Rungentasche gewährleistet ist.
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Zusätzlich werden die Eckbereiche der Federn 5 mit Fasen 8 und die Eckbereiche der Nuten 4 mit Aussparungen 9 versehen, so dass beim Zusammenschieben der Halbschalen 1 und 2 sich Kontakt- und Anlageflächen 12 und 13 von Nut 4 und Feder 5 im Bereich des Nutbodens ergeben.
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Vorteilhaft haben sich Ausführungsformen erwiesen, bei denen Nut und Feder in Draufsicht eine Rechteck-, Trapez- oder Spatenform aufweisen, wobei der Nutgrund durch eine flache oder gewölbte Kontaktfläche gebildet ist.
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Die flachen Abwicklungen der Halbschalen 1 und 2 werden in ihrer Form aus einem Stahlblech mit einer ausreichenden Dicke, vorzugsweise durch einen Schneidlaser, unter Einhaltung der vorgegebenen Zuschnitt-Toleranzmaße hergestellt, indem in bekannter Weise der Laser einen Schnitt entlang der zuvor in den Computer der Laserschneidanlage eingegebenen Konturlinien automatisch durchführt. Eine analoge Schneidtechnik mit einem Wasserstrahlschneider wird beim Zuschneiden von Aluminiumblech verwendet.
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Die zugeschnittenen Einzelteile werden mit einer Abkantmaschine dergestalt dreidimensional verformt, dass Rungentaschen-Halbschalen 1 und 2 entstehen. Beide Halbschalen verfügen über mindestens eine Feder 4 und über mindestens eine Nut 5, wie in der Figur dargestellt.
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Die beiden Halbschalen 1 und 2 werden einschließlich der Nut-Feder-Verbindung 7 soweit ineinander geschoben, bis die Anlageflächen 12, 13 der Feder 5 und der Nut 4 einander berühren bzw. aufeinander aufliegen. Das Maß M1 der Feder ist größer als das Maß M2 der Nut, so dass sich in vollständig zusammen geschobenem Zustand nur die Anlageflächen 12 und 13 von Nut 4 und Feder 5 berühren und zwischen den beiden Bauteilen 1 und 2 im übrigen Kantenbereichen ein Spalt 6 verbleibt.
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Die Breite M4 der Feder 5 ist so gewählt, dass die Summe der Breiten M4 aller auf der Wange 15 enthaltener Federn 5 weniger als 33% der Höhe H der Rungentasche 3 ausmacht.
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Weiterhin sind die Breite M4 der Feder 5 und die Breite M5 der Nut 4 so bemessen, dass ihr Toleranzfeld eine Spielpassung bildet. Dabei ist die Größe des Toleranzfeldes von Nut 4 und Feder 5 so eng bemessen, dass die sich nach dem Zusammenfügen der Halbschalen 1 und 2 aus den Bohrungshalbkreisen 11 ergebende Bohrungen 10 innerhalb des für diese Bohrung 10 vorgesehen Toleranzbereiches der an der fertigen Rungentasche 3 einzuhaltenden Bohrungstoleranz liegt. Die sich gegenüberliegenden Bohrungen 10 liegen auf einer gemeinsamen Fluchtlinie und dienen der Aufnahme von nicht dargestellten Sicherungsbolzen.
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Nach dem Zusammenfügen erhält man eine aus den Halbschalen 1 und 2 bestehende Rungentasche 3. Die so in definierter Weise zueinander positionierten Halbschalen 1 und 2 werden mittels eines Schweißgerätes miteinander verschweißt, wobei die Schweißnaht vorzugsweise von außen auf die Rungentasche 3 abgelegt wird, um beim späteren Einschieben von Rungen (nicht dargestellt) in die Rungentasche 3 nicht hinderlich zu sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Halbschale
- 2
- Halbschale
- 3
- Rungentasche
- 4
- Nut
- 5
- Feder
- 6
- Spalt
- 7
- Nut-Feder-Verbindung
- 8
- Fase
- 9
- Aussparung
- 10
- Bohrung
- 11
- Bohrungshalbkreis
- 12
- Anlagefläche der Feder
- 13
- Anlagefläche der Nut
- 14
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- 15
- Wange
- 15.1
- freie Kante
- 16
- Wange
- 16.1
- freie Kante
- 17
- Rückwand
- M1
- Höhe der Feder
- M2
- Tiefe der Nut
- M3
- Rohrinnenmaß
- M3'
- Rohrinnenmaß
- M4
- Breite der Feder
- M5
- Breite der Nut
- H
- Höhe
