DE4445943C1 - Verfahren zur Herstellung von passgenau und oberflächenbündig ineinander fügbaren Karosseriebauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von paßgenau und oberflächenbündig ineinander fügbaren Karosseriebautei­ len gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei der heutigen Herstellung von Fahrzeugkarosserien werden die einzelnen Bauteile wegen der besonderen Paßgenauigkeiten zuneh­ mend als "Integralbauteile" ausgebildet. Ein Integralbauteil ist beispielsweise eine Seitenwand, die alle Türmaße beinhaltet und aus der vor dem Tiefziehvorgang im Bereich der späteren Tür die gesamte Türöffnung bis auf die zum Niederhalten beim Tiefziehen notwendigen Blechabschnitte ausgeschnitten wird. Die am Ort der künftigen Tür aus der Seitenwand ausgeschnittenen Blechstücke werden dabei dem Schrott zugeführt. Nach dem Preßvorgang wird der Türrahmen nochmals beschnitten, wobei zusätzlicher Ver­ schnitt anfällt. Anschließend werden die Versteifungsteile ein­ zeln an der Tür und an der Seitenwand im Türbereich lagegerecht angebracht. Aufgrund der Vielzahl der beschriebenen Einzel­ schritte zur Ausbildung der Karosseriebauteile und des erhebli­ chen Anteils an anfallendem Schrott, der etwa 50% des unbe­ schnittenen Ausgangsmaterials beträgt, ist das bekannte Ferti­ gungsverfahren sehr kostspielig und zeitintensiv. Des weiteren ist zum einen es fertigungstechnisch sehr aufwendig die Türmaße für eine exakte Paßgenauigkeit auf die Türöffnung der Seitenwand abzustimmen und zum anderen bei der Umformung der Zargenbereich der Seitenwand tiefziehtechnisch problematisch.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 34 29 092 A1 be­ kannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, daß der fertigungs­ technische Aufwand und die Kosten zur Herstellung der Karosse­ riebauteile unter Gewährleistung einer exakten Paßgenauigkeit der ineinander fügbaren Karosseriebauteile verringert werden.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Die Vorteile der anspruchsgemäßen Ausgestaltung des Herstel­ lungsverfahrens liegen darin, daß durch die gemeinsame Umformung der Außenteile der ineinander fügbaren Karosseriebauteile und der erst zum Schluß erfolgenden Heraustrennung des später einzu­ passenden aus dem mit diesem noch zusammenhängenden umgebenden Bauteil einerseits der in bisherigen Herstellungsverfahren an­ fallende Verschnittanteil wesentlich reduziert wird und daß an­ dererseits durch das Heraustrennen des einzupassenden Bauteils paßgenaue Trennstellen zwischen beiden Bauteilen erreicht wer­ den, die Nachbearbeitungen von nur geringem Umfang für eine spä­ tere Einpassung erfordern. Es wird durch die Schrottvermeidung somit in größerem Umfang Material eingespart und damit die dafür aufzubringenden Kosten bei der Materialbeschaffung. Weiterhin werden die Recycling-Menge und die damit verbundenen Kosten re­ duziert. Für die Umformung der Karosseriebauteile wird nur ein einziges Tiefziehwerkzeug benötigt, was die Herstellung verein­ facht sowie deren Aufwand, Zeit und Kosten erheblich verringert. Diese wird desweiteren dadurch sehr vereinfacht, daß der für das Versteifungsteil vorgesehene Anbringungsbereich des umgebenden Karosseriebauteils, dessen Gestaltung für ein zur Ausbildung der Einpaßöffnung vorher beschnittenes umgebendes Karosseriebauteil beim Tiefziehen umformtechnisch schwierig ist, erfindungsgemäß beim Tiefziehen nicht berücksichtigt werden muß. Schließlich werden die Herstellungskosten der Karosseriebauteile aufgrund der erzielten Verfahrensökonomie wesentlich verringert.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt die Figur perspekti­ visch in einer schematischen Querschnittdarstellung eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigte Seitenwand eines Kraftfahrzeuges mit Versteifungsteilen in unbeschnittenem Zu­ stand.

In der Figur ist ein Abschnitt einer Seitenwand 1 einer Karos­ serie eines Kraftfahrzeuges dargestellt. In der Seitenwand 1 ist eine Tür 3 noch ungetrennt integriert. Die aus einem Leichtbau­ werkstoff oder Stahl bestehenden, zusammenhängenden Außenhaut­ teile 2 der Seitenwand 1 und der Tür 3 sind durch Tiefziehen be­ züglich ihrer Oberflächenkontur und Umrißkontur konturgerecht, im Querschnitt im wesentlichen U-förmig, ausgebildet.

An der Innenseite 4 der Außenhautteile 2 sind die Innenhautteile 5 befestigt. Die zur Versteifung der Seitenwand 1 und der später herausgetrennten Tür 3 dienenden Innenhautteile 5 beinhalten ei­ ne Türzarge 6 und einen von dieser gesonderten Türinnenrahmen 7, die ebenfalls aus einem Leichtbauwerkstoff bestehen und an den Außenhautteilen 2 im Türbereich angeklebt sind.

Die Türzarge 6 setzt sich aus einem im wesentlichen ebenen Ab­ schnitt 8, der parallel und mit Abstand zum Grund 9 der Außen­ hautteile 2 verläuft, und einem schachtförmigen Abschnitt 10 zu­ sammen, der vom ebenen Abschnitt 8 zum Grund 9 hin senkrecht ab­ ragt. Die Türzarge 6 weist am dem Abschnitt 10 abgewandten Rand 11 des Abschnitts 8 entlang beider Längsseiten 12 der Seitenwand 1 Anklebflansche 13 auf, welche derart vom Rand 11 abgewinkelt sind, daß sie weitgehend parallel zu Schenkeln 14, 15 der U-Form der Außenhautteile 2 innenseitig ausgerichtet sind.

Die Türzarge 6 ist mit den Anklebflanschen 13 an den Schenkeln 14, 15 angeklebt. Durch die bei der parallelen Ausrichtung er­ reichte vergrößerte Flächenpressung der Anklebflansche 13 an dem Außenhautteil 2 der Seitenwand 1 wird die Haftung der Zarge 6 an dieser in der Klebeverbindung gesteigert. Der Abschnitt 10, der senkrecht auf den Grund 9 der Außenhautteile 2 weist, besitzt an seinem grundseitigen Ende 16 einen rechtwinklig abknickenden An­ klebeflansch 17, der somit parallel zum Grund 9 ausgerichtet und und durch den die Zarge 6 am Grund 9 der Außenhautteile 2 durch eine Klebeverbindung mit durch seine parallele Anordnung eben­ falls erhöhter Flächenpressung und damit gesteigerter Haftung befestigt ist.

Der Abschnitt 10 umläuft die zukünftige Türöffnung bzw. den künftigen Türspalt 18, wobei der Anklebeflansch 17 mit seiner Randkante 19 etwa mittig zum später ausgebildeten Türspalt 18 (strichliert dargestellt) abschließt. Die Randkante 19 grenzt unter Ausbildung eines Fügespaltes 20 unmittelbar an eine gleichfalls mittig zum späteren Türspalt 18 angeordnete Rand­ kante 21 eines hinsichtlich des Türspaltes 18 umlaufenden und parallel zum Grund 9 ausgerichteten Anklebflansches 22 des wan­ nenförmig ausgebildeten Türinnenrahmens 7, der über den Ankleb­ flansch 22 an dem türseitigen Außenhautteil 2 angeklebt ist.

Durch die mittige Platzierung der Randkanten 19, 21 bzw. des Fü­ gespaltes 20 innerhalb des späteren Türspaltes 18 infolge der damit erreichten regelmäßig verlaufenden Trennlinie wird eine einfachere Führung eines Trennwerkzeuges bei der Heraustrennung der Tür 3 erzielt wird.

Die Werkstoffwahl sowohl für die Außen- als auch für die Innen­ hautteile 2, 5 ist hier derart, daß beide nicht oder - wenn über­ haupt - nur schwer miteinander verschweißbar sind. Die Außen­ hautteile 2 können in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Ther­ moplast, eventuell auch aus einem glas- oder kohlenfaserver­ stärkten Kunststoff sein, und die Innenhautteile 5 aus Leichtme­ tall, vorzugsweise aus Aluminium bestehen. Ebenso ist eine Um­ kehrung der Verwendung der Werkstoffe für die Außen- und Innen­ hautteile 2, 5 denkbar. Faserverstärkte Kunststoffe geben dabei für die Innenhautteile 5 Versteifungs- und Gewichtsvorteile ge­ genüber anderen Materialien.

Zur Herstellung der ineinander fügbaren Karosseriebauteile, der Tür 3 und der Seitenwand 1, werden diese gemeinsam und gleich­ zeitig aus einer einheitliche ebene Platine - bei einer Leicht­ metallkarosserie beispielsweise eine Blechtafel - bei einer der späteren Einpaßlage entsprechenden Relativlage tiefgezogen, wo­ bei die Blechtafel an den Blechabschnitten 23, 24 von einem Nie­ derhalter an der Tiefziehmatrize festgehalten und durch Beauf­ schlagung durch einen Tiefziehstempel die U-förmige Kontur der Außenhautteile 2 gebildet wird.

Anschließend wird die Zarge 6 an den Anklebeflanschen 13, 17 an die noch zusammenhängenden Außenhautteile 2 der Tür 3 und Sei­ tenwand 1 mittels einer Klebmasse 25 angeklebt, wobei der Flansch 17 mittig im späteren Türspalt 18 endet und diesen durchgängig umläuft. Dann wird der Türinnenrahmen 7 mit der Randkante 21 seines Anklebeflansches 22 an die Randkante 19 des Anklebeflansches 17 der Türzarge 6 angefügt, wodurch der Türin­ nenrahmen 7 lagerichtig zentriert wird, und an die Außenhauttei­ le 2 mit gegebenenfalls gleicher Klebmasse 25 angeklebt.

Die beiden unterschiedlichen Versteifungsteile 6, 7 müssen nicht notwendigerweise einzeln hergestellt werden und aneinandergefügt werden. So ist ebenfalls eine berührungslose lagerichtige An­ bringung denkbar gleichwie ein Tiefziehen beider Versteifungs­ teile 6, 7 gemeinsam und gleichzeitig aus einer einheitlichen Platine bei einer der späteren Einpaßlage entsprechenden Rela­ tivlage. Bei der Herstellung der Versteifungsteile 6, 7 aus einer Platine werden zum einen beim späteren Fügen eine exakte Abstim­ mung der Lage der Teile 6, 7 aufeinander erreicht und gleicherma­ ßen unerwünschte fertigungstoleranzbedingte Ungleichmäßigkeiten bei einer Einzelherstellung, durch die sich eine ungenauere La­ geabstimmung der Teile 6, 7 und gegebenenfalls damit eine schlechtere Verarbeitungsqualität ergibt, vermieden. Zum anderen wird dadurch eine zusätzliche Fertigungslinie und zusätzliche Arbeitsschritte eingespart, wodurch die Fertigungskosten der Ka­ rosseriebauteile 1, 3 verringert werden.

Danach wird von der den Versteifungsteilen 6, 7 abgekehrten Sei­ te der Außenhautteile 2 aus durch Strahlschneiden in einem er­ sten Schnitt mittels eines Hochdruckwasserstrahles oder Lasers von der Randkante 21 leicht zurückversetzt gemäß des Verlaufes des Fügespaltes 20 ein flächiges Wandstück in Form der Tür 3 un­ ter Bildung der Türöffnung aus der Seitenwand 1 ausgeschnitten und in einem darauffolgenden zweiten Schnitt von der Randkante 19 leicht zurückversetzt ein zur Türumrißkontur konturgetreuer Verbundstreifen zur Bildung eines Türspaltes 18 für die Gewähr­ leistung der Schwenkbeweglichkeit der später montierten Tür 3 abgeschnitten. Dabei werden speziell fein einbringbare Fugen in der Fertigung der Karosseriebauteile bei gleichzeitig rationel­ lem Werkstoffeinsatz und der damit verbundenen Ressourcenscho­ nung ermöglicht. Zur Vermeidung von scharfen Kanten werden die Schnittkanten an der Tür 3 und der umgebenden Seitenwand 1 da­ raufhin abgeschliffen.

Abschließend wird dann die Tür 3 an der Seitenwand 1 paßgenau montiert. Die die Türzarge 6 und den Türinnenrahmen 7 beinhal­ tende Versteifung kann auch als einteiliges Formteil ausgebildet sein, das mit ortsgleichen Klebestellen zu den aneinandergefügten Einzelteilen an die Außenschale 2 geklebt ist, wodurch durch den Entfall der Fügevorganges der vereinzelten Versteifungsteile an­ einander und an den Außenhautteilen 2 ein weiterer Arbeits­ schritt gespart und damit die Herstellung vereinfacht und ko­ stengünstiger gestaltet wird.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von paßgenau und oberflächenbün­ dig, ineinander fügbaren Karosseriebauteilen, insbesondere einer Fahrzeugseitenwand mit einer Türöffnung und einer darin zu befe­ stigenden Tür, wobei die Außenhautteile sowohl des umgebenden als auch des einzupassenden Bauteils gemeinsam und gleichzeitig aus einer einheitlichen Platine bei einer der späteren Einpaßlage entspre­ chenden Relativlage tiefgezogen werden, wobei am Ort des später in das umgebende Bauteil einzupassenden Bauteils zur Bildung ei­ ner Einpaßöffnung aus dem umgebenden Bauteil ein flächiges Wand­ stück herausgetrennt wird, und wobei an die Außenhautteile der ineinander fügbaren Bauteile innenseitig Versteifungsteile ange­ bracht werden, deren Werkstoff mit dem der Außenhautteile nicht verschweißbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Tiefziehen der Außenhautteile die Versteifungsteile (6, 7) an ihrem Bestimmungsort an die beiden unterschiedlichen, noch ungetrennt zusammenhängenden Außenhautteile (2) der Karos­ seriebauteile (1, 3) angebracht werden, und daß erst danach die bereits ausgesteiften Karosseriebauteile (1, 3) durch Kontur­ schnitte voneinander getrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsteile (6, 7) der beiden Karosseriebauteile (1, 3) jeweils separat hergestellt und einzeln an die noch un­ getrennt zusammenhängenden Außenhautteile (2) nach lagerichtigem Ausrichten darauf angebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsteile (6, 7) als einteiliges Formteil (26) an den zusammenhängenden Außenhautteilen (2) der Karosseriebauteile (1, 3) nach lagerichtigem Ausrichten darauf angebracht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die beiden unterschiedlichen Versteifungsteile (6, 7) für das umgebende und das einzupassende Karosseriebauteil (1, 3) gemeinsam und gleichzeitig aus einer einheitlichen Platine bei einer der späteren Einpaßlage entsprechenden Relativlage tiefge­ zogen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsteile (6, 7) an die Außenhautteile (2) der Karosseriebauteile (1, 3) angeklebt werden, insbesondere bei nicht-schweißbaren Werkstoffen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Konturschneiden durch Strahlschneiden mittels eines energiereichen Strahles, insbesondere eines Laser- oder Wasserstrahles erfolgt.