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Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Modellen beim
Bau von Fahrzeugkarosserien
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den Modellen erst nach Beendigung der erwähnten Vorarbeiten erfolgen konnte. Die gleichzeitig erfolgende Durchführung der Arbeiten zur Herstellung von Modellen nach der Erfindung wird durch eine neuartige Zwischenpatrize ermöglicht, die in den Ausmassen genau dem dreidimensionalen Formmodell aus Ton entspricht.
Ein bekanntes Verfahren betrifft die Herstellung je einer aus Metall gegossenen, räumlichen Prüf- lehre, die an Stelle der sonst üblichen zahlreichen, flachen Schablonen zur Kontrolle und genauen Bear-
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tiven Nachbildung der zu erzeugenden Karosserieteilfläche versehen ist, in geringem Abstand von einem Modell angebracht, das eine genaue positive Wiedergabe der zu erzeugenden Teilfläche darstellt. Dann
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genden Fläche abgedichtet und dieser Zwischenraum mit einer beim Abkühlen erstarrenden Flüssigkeit, u. zw. mit einer niedrig schmelzenden Metallegierung ausgegossen. Der auf diese Weise gewonnene genaue Abguss der zu formenden Teilfläche wird dann als Matrize zum Touchieren und Nachbearbeiten der Werkzeuge (Patrizen) für die Herstellung des Karosserieteiles, z. B. aus Blech, verwendet.
Durch Anbringen von zeitweiligen Auflagen an dem Modell vor dem Abgiessen mit Metall kann im gleichen Verfahren die Gestaltung von Werkzeugen für die Vorstufen der Verformung des Blechs vor der endgültigen Formgebung entwickelt werden.
In diesem bekannten Verfahren werden nur Abgüsse in Metall angewendet und es sind keine Vorkehrungen getroffen, um eventuelle Ungleichmässigkeiten oder Unsymmetrie des Ausgangsmodells zu korrigieren. Dieses Modell muss daher schon zu Beginn der Arbeit vollkommen fehlerfrei vorliegen.
Die erste Phase der Gestaltung der Aussenfläche der Karosserie und der Herstellung von Originalmodellen nach der Erfindung beginnt, wenn die Grundform des Fahrzeuges an dem Formmodell aus Ton erst halb vollendet ist. Auf diese Weise ist es möglich, mit der Konstruktion bedeutend früher zu beginnen, als dies nach den bekannten Verfahren üblich ist, wodurch die für den Übergang von einer grösseren oder kleineren Modelländerung zu der nächsten Änderung erforderliche Zeit verkürzt wird.
In der zweitenPhase des erfindungsgemässen Verfahrens werden Tragrahmen vorgesehen, die auf einer quaderförmigen Tragkonstruktion montiert werden und die verschiedenen Karosserietafelmodelle in ihren Stellungen halten. Die Herstellung und der Aufbau dieser Tragrahmen kann noch vor der vollständigen Fertigstellung des Tonmodells begonnen werden. Dadurch wird der Gesamtarbeitsvorgang gegenüber den bekannten Verfahren verkürzt.
Die dritte Phase umfasst die Herstellung von profilierten Umfangslinien für jede einzelne Tafel, die nach der Matrizenform des fertigen Tonmodells angefertigt wird, indem sämtliche Linien aller Tafeln nach einem Matrizenabdruck des Tonmodells festgelegt werden. Nach den bekannten Verfahren wird dieser Vorgang nicht angewendet, wobei im übrigen zu dieser Zeit keine Modellierphase in Angriff genommen wird. Nach der Erfindung wird in der dritten Phase bereits in räumlichen Ebenen gearbeitet, während dies nach den bekannten Verfahren erst viel später erfolgen kann.
In der vierten Phase wird eine Zwischenpatrize mit vom Anfangsstadium bis zum Endstadium ver- ; tellbaren Umriss- und Profillinien geschaffen. In dieser vierten Arbeitsphase wird das verwendete flexible Material so ausgenutzt, dass die Umfangs- und Profillinienbandflächen der Modelle bis zum Endstadium von den Tragrahmen unabhängigsind und somit Im Verlauf des Arbeitsganges Konstruktionsänderungen vorgenommen werden können. In der vierten Phase werden ferner die Umriss- und Profillinien ohne Vorlie-
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metriert, so dass die Karosserie symmetrisch ist. Dies wird durch die Verstellbarkeit der Umriss- und Profillinien erreicht.
Bei der äusseren Gestaltung von Fahrzeugen ist in erster Linie nicht die Funktion, son- iem das Aussehen und die Form von Wichtigkeit, was bei der Konstruktion von Flugzeugen nicht der Fall ist, da hier wegen aerodynamischer Faktoren alle Flächen funktionell sind. Um, wie in der Flugzeugproiuktion, nach Konstruktionsdaten zu arbeiten, schafft die Erfindung eine Originalpatrize mit einem aus
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Konstruktionsdaten erzielt.
Die Erfindung sieht weiter vor, ein Verfahren zur Herstellung von Originalmodellen zu schaffen, die linen neuartigen Tragrahmen aufweisen, der so konstruiert werden kann, dass alle Elemente der Modelle, - nit Ausnahme zu einmaligen oder neuen Flächenänderungen, beispielsweise Flächenerhohungen und grö- ! ere oder kleinere Änderungen, immer wieder verwendet werden können. Dadurch wird eine beträchtliche Ersparnis bei der Koordinierung der Bearbeitung und der Anfertigung von Originalmodellen erzielt, die lach den früheren Verfahren nicht möglich war.
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Im Gegensatz zu der bisher üblichen Konstruktionspraxis bietet in diesem Stadium der Aussenflächen- gestaltung die fünfte Phase der Erfindung den Vorteil, Abstände, Lage sowie Öffnungs- oder Schliessver- hältnisse der vorerwähnten Tafeln zu überprüfen. Dies war wegen des Raumbedarfes, des Gewichtes und der Unzugänglichkeit bei den bekannten Verfahren nicht möglich.
Mit den Öffnungs- und Schliessverhält- nissen sind dabei die richtigen Spielräume gemeint, die zwischen den verschiedenen Tafeln der Karos- serie für den richtigen Zusammenbau und das richtige Arbeitsverhältnis zueinander vorhanden sein müs- sen, wobei auch die Öffnungs-und Schliessbewegungen der beweglichen Teile überprüftwerden. Ausserdem werden in dieser Phase alle Umriss-und Profillinien aller andern Tafeln überprüft, während alle Profile der fertigen Karosserie einander angepasst werden. Nach den bekannten Verfahren ist es nicht möglich,
Tafeln ohne die Wandflächen der Zwischenpatrizen in dieser Weise einander anzugleichen.
Bisher musste bis zur Endbearbeitung gewartet werden, um erst dann, wenn eine vollständige Wandfläche entstanden war, diese Nachprüfung vorzunehmen.
In der sechsten Phase werden Konstruktionsdaten festgelegt, aus denen die Karosseriekonstruktions- abteilung die effektiven Masse bei der Anfertigung ihrer Entwürfe entnehmen kann. Alle diese Masse wer- den von den Zwischenpatrizen erhalten, die auf Tragplatten angeordnet sind, so dass bekannte Präzisions- instrumente zum Messen und Registrieren aller erforderlichen Ausmasse verwendet werden können. Diese sechste Phase ist deshalb besonders fortschrittlich, weil Konstruktionsdaten mit grösserer Genauigkeit und zu einem früheren Zeitpunkt des Arbeitsprozesses geliefert werden können, als dies bisher möglich war.
In der siebenten Phase wird ein schnelles und neuartiges Verfahren zum Füllen der leeren Wandflä- chen der Zwischenpatrizen mit einem verformbaren Material, beispielsweise Wachs oder plastischem Ma- terial, angewendet, so dass die Aussenfläche der Karosserie unter Verwendung der Matrizenform nach
Phase drei dupliziert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass das verformbare Material von der Rückseite der Zwischenpatrize auf die Matrizenform gegossen wird. Nach den bekannten Verfahren wird hiefür ver- formbares Material in dieser Weise nicht verwendet, sondern beim Anfertigen eines Wachsmodelles nur bereichsweise heiss aufgesprüht, bis es die Höhe vorher aufgestellter Profilschablonen erreicht.
In der achten Phase wird ein grosser Teil der für die Ausgestaltung der Wandfläche bei der Anferti- gung von Mahagonimodellen od. dgl. erforderlichen Handarbeit durch ein Verfahren vermieden, das in- folge des zur Bildung der Wandfläche verwendeten verformbaren Materials einfach, leicht, wirksam und genau durchführbar ist, wobei kleinere Modellierungs- oder Konstruktionsänderungen schneller und leichter vorgenommen werden können. Diese achte Phase arbeitet in drei Ebenen, wogegen nach den bekannten.
Verfahren erst mit der Arbeit in zwei Ebenen begonnen wird. Während dieser Phase werden die erfindungsgemässen Schablonen zum Formen der äusseren Wandflächen im Verhältnis zu den Umriss- und Profillinien verwendet.
In der neunten Phase kann das bei den meisten bekannten Verfahren angewendete Ausprobierverfahren nach dem 100% igen Tonmodell in Fortfall kommen. Dies wird durch den Aufbau der verschiedenen mit Wänden aus verformbarem Wachs versehenenOriginalpatrizen auf quaderförmigen Tragkonstruktionen erzielt, wodurch die zusammengesetzte Karosserie mit einstückigen Flächen und ohne freiliegende Verbindungen überprüft wird. Zu diesem Zeitpunkt können die zusammengesetzten Tafeln von der Werkleitung und der Modellierabteilung nachgeprüft und der Gesamtentwurf oder die Form gebilligt werden.
Überdies können, was nach den bekannten Verfahren nicht möglich ist, zu diesem Zeitpunkt Änderungen leichter und mit Zeit- und Kosteneinsparung vorgenommen werden. Auch hier wird die nach den bekannten Verfahren übliche Konstruktion in zwei Ebenen vermieden, weil die vollständige Karosserie in drei Ebenen errichtet wird.
In der zehnten Phase wird eine genau geformte Originalmatrize hergestellt, nach der beliebig viele Originalpatrizen (Duplikate) angefertigt werden können. Die Originalpatrizen und die Originalmatrize sind aus dem gleichen Material hergestellt und weisen die gleiche Konstruktion auf, so dass sie auf atmosphärische Einflüsse gleich reagieren. Auf diese Weise sind alle Kontraktions- oder Expansionsbewegungen zwischen den Orig1nalpatrizen und der Originalmatrize gleich, so dass eine übereinstimmende Dimensionsstabilität gewährleistet ist.
In der elften Phase der Gestaltung der Aussenfläche der Karosserie werden Originalpatrizen nach der Originalmatrize in der erforderlichen Anzahl angefertigt und nunmehr mit Hilfe der Örlginalschablonen und anderer festgelegter Konstruktionsdaten nachgeprüft. Diese Originalpatrizen können zur Herstellung von Gussformen, zur Zusammensetzung der Karosserie, Herstellung der Prüfvorrichtungen und zur nachfolgenden Bearbeitung verwendet werden. Dies bedeutet automatisch einen weiteren Zeitvorsprung, da alle Bearbeitungsphasen gleichzeitig beginnen.
In der zwölften Phase wird das verformbare Material von den Wandflächen der zur Fertigstellung des
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kompletten Karosseriemodells verwendeten Zwischenpatrizen zur Rückgabe der Zwischenpatrizen an die Modellierabteilung entfernt. Dies ist ein weiteres Merkmal der Erfindung. Damit steht der Modellierabteilung ein Grundmodell zur Verfügung, an dem anschliessende grössere oder kleinere Modelländerungen vorgenommen werden können. Dadurch wird es der Modellierabteilung ermöglicht, alle Tragrahmen und eventuell gewisse Tafeln in dem folgenden Arbeitsvorgang für eine neue Type erneut zu verwenden. Durch die Koordination des früheren Arbeitsvorganges mit diesem Verfahrensschritt werden die Herstellungszeit und die Herstellungskosten beträchtlich verringert.
In Anwendung der Erfindung kann der Fall eintreten, dass eine Werkstatt, die in einem folgenden Arbeitsgang grössere und kleinere Änderungen durchführt, auf die elfte Phase, nämlich die Herstellung mehrerer Originalpatrizen, verzichten kann. Es kann statt dessen in einer Altemativform der elften Phase der ursprüngliche Satz von Zwischenpatrizen zur Verwendung als geprüfteOriginalpatrizen an den leeren Wandflächen mit einem dauerhaften verformbaren Material gefüllt werden. Dieses Verfahren kann auch sehr gut in Fabriken mit geringerer Produktion angewendet werden, in denen grössere Modelländerungen nicht oder nur jährlich vorgesehen sind.
Nach der Erfindung kann auch erst eine Hälfte eines symmetrischen Modells angefertigt und dann die andere Hälfte nach den Massen dieser ersten Hälfte hergestellt werden.
In derBeschreibung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise erläutert.
Es zeigen : Fig. l eine perspektivische Ansicht eines naturgetreuen Formmodells aus Ton, wobei die Grundform des Fahrzeuges zu etwa 50je fertiggestellt ist ; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer auf einer Plattform errichteten und befestigten quaderförmigen Tragkonstruktion ; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Formmodells nach Fig. l bei 7 eiger Fertigstellung mit festgelegten Tafelumrissen ; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der quaderförmigen Tragkonstruktion nach Fig. 2 mit den an bzw. auf dieser angeordneten Einsatzteilen zum Tragen der verschiedenen Tafelmodelle der Karosserie ;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Formmodells nach den Fig. 1 und 3, nach lo oiger Fertigstellung mit der Darstellung einer nach diesem Modell hergestellten Schablone für die weitere Konstruktion des Karosseriemodells ;
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Karosseriekonstraktionsabteilung, in der die Konstruktionszeich-perspektivische Ansicht des Formmodells nach Fig. 1 und 3 nach zuiger Fertigstellung, die die Herstellung von Matrizenformen von jeder Aussentafel der Karosserie zeigt ; Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der nach dem Formmodell nach Fig. 7 angefertigten Matrizenform einer TUrtafel, wobei die Herstellung der verstellbaren Profilpatrize der Türtafel gezeigt ist ;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des nach dem Arbeitsgang nach Fig. 8 hergestellten Umfangs-und Profillinienbandes'der Motorhaubentafel ; Fig. 10 eine perspektivische Ansicht des fertiggestellten Motorhaubentafeltragrahmens, wobei das Band nach Fig. 9 weggelassen ist ; Fig. 11 eine perspektivische Ansicht der zusammengebautenPatrizenkonstruktion nach den Fig. 9 und 10, wobei die Patrizenkonstruktion vor der Symmetrierung zu Prüfzwecke von ihrer zuge- hörigenMatrizenform entfernt dargestellt'ist ; Fig. 12 eine Ansicht der Profilpatrize nach Fig. 11 auf einer Platte, wo das einstellbare Band zur Erzielung von Bearbeitungstoleranzen für Umfang, Profillinien und
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; Fig. 13Profil- und Oberf1ächenbearbeitungstoIeranzen symmetrisch ausgerichtet sind ;
Fig. 14 alle äusseren Profilpatrizen, die zwecks Überprüfung des Umfangsabstandes zwischen aneinanderliegenden Tafeln und Anpassung der Profilbänder einer jeden Tafel an die der benachbarten Tafeln auf die quaderförmige Tragkonstruktion nach Fig. 2 montiert sind ; Fig. 15 eine perspektivische Ansicht der Profilpatrize der Motorhaube auf einer Platte, wobei die anschliessend an die Anpassung gemäss Fig. 14 erfolgende Registrierung' derumfangs-und Profillinienmass e gezeigt ist ; Fig. 16 eine perspektivische Ansicht von Profilpatrizen von zwei Türtafeln, die zur Registrierung der Umfangs- und Profillinienmasse nach der Anpassung auf eine Platte gesetzt sind ;
Fig. 17 eine der in Fig. 6 gezeigten ähnliche perspektivische Teilansicht, aus der zu ersehen ist, wie von der Konstruktionsabteilung die Masse der Tafelumrisse auf den Karosserieentwurfszeichnungen an Hand der In den Fig. 15 und 16 registrierten Masse festgelegt werden ; Fig. 18 die Arbeitsvorgänge zum Ausfüllen der leeren Wandflächen der Tafelmodelle mit verformbarem Wachs oder plastischem Material; Fig. 19 eine perspektivische Ansicht einer Zwischenpatrize der Haubentafel, wobei das verformbare Wachs oder plastische Material auf der Wandfläche durch Verwendung von Schablonen bearbeitet wird, welche entweder auf Grund von Konstruktionsdaten hergestellte Fertigschablonen oder direkt vom Tonmodell angefertigte Zwischenschablonen oder vom fertigen Tonmodell hergestellte Fertigschablonen sein können ;
Fig. 20 eine perspektivische Ansicht der Zwischenpatrize von zwei Türtafeln, wobei das verformbare Wachs oder das plastische Material auf der Wandfläche durch Verwendung der Schablonen
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bearbeitet wird ; Fig. 21 den Zusammenbau von fertigen Zwischenpatrizen auf der quaderförmigen Tragkonstruktion, an denen entsprechend den Wünschen der Werkleitung und der Modellierabteilung die letzte
Formbearbeitung vorgenommen wird :
Fig. 22 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 6, in der die Weitergabe von fertigen Schablonen dargestellt ist, die nachPrüfung als Originalschablonen zur Zeichnung der Aussen- flächenlinien auf dem Originalentwurf durch die Konstruktionsabteilung zwecks Vervollständigung der Karosseriekonstruktionszeichnungen dienen, wobei diese Schablonen auf ihre Übereinstimmung mit den Tafelmodellen nach Fig. 21 nachgeprüft sind ; Fig. 23 eine perspektivische Ansicht der Zwischenpatrize der
Motorhaubentafel mit Darstellung der Anfertigung der Originalmatrize ; Fig. 24 eine perspektivische Ansicht der Zwischenpatrizen von zwei Türtafeln, in der gleichfalls die Anfertigung der Originalmatrizen dargestellt ist ; Fig. 25 die Anfertigung einer Originalpatrize nach der Originalmatrize einer Motorhaubentafel ;
Fig. 26 eine perspektivische Ansicht der Zwischenpatrizen von zwei Türtafeln, in der die Entfernung des verformbaren Materials zur Vorbereitung der Umwandlung in eine ständige Patrize oder der Rückgabe an die Modellierabteilung zur Vornahme anschliessender grösserer oder kleinerer Modelländerungen dargestellt ist ; Fig. 27 eine perspektivische Ansicht der Zwischenpatrize der Motorhaubentafel, von der. das verformbare Material entfernt wurde, wobei die Patrize auf der Originalmatrize montiert und die Einbringung des dauerhaften Materials dargestellt ist ;
Fig. 28 eine perspektivische Ansicht der Originaltafelmodelle (Originalpatrizen) mit dauerhaften Wänden auf der quaderförmigen Tragkonstruktion, die als Patrizen (Modelle) bei der Gussformherstellung und als Musterstückt bei der anschliessenden Bearbeitung der Gussstücke dienen : Fig. 29 einen Schnitt durch eine Zwischenpatrize ohne Wand, und Fig. 30 ein Arbeitsschema, aus dem alle erfindungsgemässen Arbeitsphasen in Verbindung mit ihren zugehörigen Figuren ersichtlich sind.
In Fig. l ist ein bekanntes Formmodell aus Ton, das eine naturgetreue Ausbildung der gewünschten Kraftfahrzeugkarosserie darstellt, allgemein mit 10 bezeichnet. Obgleich in solchen Fällen normalerweise Ton verwendet wird, kann auch jedes andere geeignete verformbare Material zur Herstellung des naturgetreuen Modells Verwendung finden. Das Formmodell 10 wird auf einer Plattform 11 hergestellt, wobei der Ton nach den Skizzen oder Zeichnungen der gewünschten neuen Form in bekannter Weise von Hand modelliert wird, In Fig. l ist das Formmodell 10 ungefähr zur Hälfte fertiggestellt, d. h. der Ton wurde so bearbeitet, dass das Gesamtausmass des Kraftfahrzeugs festgelegt ist. Mit andern Worten, die Modellierung des Tons wurde zu etwa 5rP/o vollendet, um die Grundform der Kraftfahrzeugkarosserie zu schaffen.
Wenn die Arbeit an dem Modell so weit gediehen ist, dass die Grundform der Kraftfahrzeugkarosserie von der Karosseriemodellierungsabteilung festgelegt ist, beginnt erfindungsgemäss die erste Arbeitsphase oder-stufe zur Gestaltung der Aussenfläche der Karosserie. Hiebei erfolgt die Errichtung und der Zusammenbau einer quaderförmigen Tragkonstruktion auf einer Plattform. In Fig. 2 ist diese quaderförmige Tragkonstruktion, die zum Abstützen der einzelnen Tafelmodelle bestimmt ist, die das vollständige Karosseriemodell bilden, allgemein mit 12 bezeichnet. Die Tragkonstruktion 12 besteht vorzugsweise aus einer Anzahl von eckigen unteren Hohlblöcken 13, 14, 15 und 16 und mittig angeordneten oberen Hohlblöcken 17 und 18.
Die oberen Hohlblocke 17 und 18 sind in der dem oberen Teil des Personenraums des Kraftfahrzeugs entsprechenden Lage angeordnet. Der hintere untere Hohlblock 16 hat eine geringere Höhe als die Blöcke 13, 14 und 15 und ist im Bereich des Kofferraums angeordnet. Die Blöcke 13, 14, 15 und 16 können durch jedes geeignete Mittel auf der Plattform 19 befestigt werden und aus Leichtmetall, beispielsweise Aluminium, aus Kunststoff od. ähnl. Material hergestellt sein und werden durch allgemein mit 20 bezeichnete geeignete Mittel, wie Mutterschrauben, miteinander verbunden.
Die Höhe und Länge der verschiedenen Blöcke wird durch die Grundform des in Fig. 1 dargestellten Tonmodells bestimmt, wobei die Blöcke in einer Grösse hergestellt werden, die die Dicke der verschiedenen Tafelmodelle, die von den Blöcken abgestützt werden, in Rechnung stellt. Jeder Block weist zwei äussere oder seitliche Teile 13a und 13c auf, die durch einen Mittelteil 13b fest miteinander verbunden sind. Allein durch Abwandlung des Mittelteils 13b in nachfolgenden Modellen lässt sich die quaderförmige Tragkonstruktion zu wiederholten Malen verwenden.
Während von der Abteilung zur Gestaltung der Karosserieaussenfläche die Tragkonstruktion 12 hergestellt wird, wird von der Modellierabteilung das Formen des Tonmodells fortgesetzt, wobei nach etwa figer Fertigstellung des Tonmodells die Tafelumrisse festgelegt werden, wie aus Fig. 3 an dem Ton- modell 10a zu ersehen ist. Beispielsweise wird der Umfang der hinteren linken Türtafel durch die Kerblinien 21,22, 23 und 24 und der Umfang der Motorhaubentafel durch die Kerblinien 25, 26,27 und 28 begrenzt. Die verschiedenen Aussentafeln der Kraftfahrzeugkarosserie werden durch solche in die Oberfläche Jes Tonmodells 10a eingeschnittenen Kerblinien markiert, womit die zweite Phase des Modellierverfah- rens beendet ist.
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Nach der zieigen Fertigstellung des Tonmodells 10a von der Modellierabteilung kann die Abteilung zur Gestaltung der Karosserieaussenfläche mit ihrer zweiten Arbeitsphase beginnen, wie in Fig. 4 darge- stellt ist. Diese zweite Phase umfasst die Herstellung und Anordnung der die verschiedenen Karosserieta- felmodelle tragenden Einsatzteile. Diese Einsatzteile, die in Fig. 4 mit 29-39 bezeichnet sind, können sämtliche Karosserietafeln tragen, wie Kühlergitter, Motorhaube, Windschutzscheibe, Dach, Rückfenster,
Kofferraumhaube, hinterer linker Kotflügel, hintere linke Tür, vordere linke Tür, vorderer linker Kot- flügel und Trittbrett.
Die Einsatzteile werden entsprechend der allgemeinen Grundform des Tonmodells
10a und den von ihnen getragenen Tafeln ausgebildet ; sie sind kastenförmig und oben und unten offen, d. h. sie besitzen dem Umfang der jeweiligen Tafel angepasste Seitenwände und Abstützteil. Beispiels- weise weist derEinsatzteil 29 Seitenwände 40 und 41, obere und untere Wände 42 und 43, vertikale Ver- steifungswände oder Stützen 44 und diagonale Verbindungswände 45 auf. Die Einsatzteile können aus Holz, beispielsweise Sperrholz oder Kunststoffrohrprofilen oder einem andern geeigneten Material hergestellt werden und werden an der quaderförmigen Tragkonstruktion 12 in geeigneter Weise, beispielsweise durch
Schrauben und Dübel, lösbar befestigt.
Während von der Abteilung zur Gestaltung der Karosserieaussenfläche die Einsatzteile angefertigt werden, wird von der Modellierabteilung das Tonmodell vollständig fertiggestellt. Nach dem fertigen
Tonmodell der Kraftfahrzeugkarosserie können Schablonen hergestellt werden, wie in Fig. 5 dargestellt ist.
Gemäss Fig. 5 werden nach dem fertigen Tonmodell lob die mit 46 bezeichneten Schablonen für die gesamte Karosserie angefertigt. Die Schablonen 46 werden an die Karosseriekonstruktionsabteilung weitergegeben, die in ihrer ersten Arbeitsphase die Konstruktionszeichnungen 47 entwirft, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist. Die Bezugszeichen 46a und 46b bezeichnen zwei verschiedene Schablonen.
Nach Fertigstellung des vollständigen Tonmodells lOb führt die Modellierabteilung ihre vierte Arbeitsphase durch, in der, wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, von jeder Tafel Matrizenformen hergestellt werden. Gemäss Fig. 7 werden Matrizenformen der Motorhaube und der linken hinteren Tür angefertigt. Die Matrizenformen 48 und 50 werden in geeigneter Weise durch bekannte, mit 49 bzw. 51 bezeichnete Rahmen abgestützt. Die Matrizenformen 48 und 50 werden in Gips oder einem andern geeigneten Material in bekannter Weise hergestellt. Die Matrizenformen werden dabei in fliessfähigem Zustand um die durch die Kerblinien auf dem Tonmodell lOb gebildeten Tafelumfänge aufgelegt, um den gewünschten Tafelumfang auf der Matrizenform zu erzielen.
Nach Fertigstellung der Matrizenformen werden von der Abteilung zur Gestaltung der Aussenfläche der Fahrzeugkarosserle aus Kunststoff oder einem andem geeigneten Material bestehende bandförmige rahmenartigeProfilpatrizen 52 (Fig. 8) hergestellt. Gemäss Fig. 8 wird aus Kunststoff bestehendes streifenförmiges Material um den Umfang der Türmatrizenform 50 gelegt. Wie aus Fig. 9 zu ersehen ist, wird dieses aus Kunststoff bestehende streifenförmige Material auch auf jeder Profilverschneidungslinie entlanggelegt.
Der Streifen wird um die in der Matrizenform gebildeten Kerblinien gelegt und wird vorzugsweise so angeordnet, dass er sich etwas über die Kerblinien nach aussen erstreckt, um Überschussmaterial zum Abgleichen der Kanten der Streifen für Anpassungszwecke zu schaffen. Der Kunststoffstreifen kann beispielsweise aus mit einem geeigneten Harz, beispielsweise einem Epoxyharz, imprägniertem Glasfaserstoff hergestellt werden. Der Kunststoffstreifen bildet ein flexibles bzw. einstellbares Umfangs. und Pro- fillinienteilband der Tafel.
Nachdem die Profilpatrize 52 (Fig. 9) hergestellt ist, wird der eine 30 der bereits angefertigten Einsatzteile 29-39 (Fig. 4), der für dieses besondere Band bestimmt ist, durch geeignete Mittel an der Patrize 52 lösbar befestigt. Wie in Fig. 10 dargestellt ist, sind Motorhaubenprofilstücke 53,54 und 55 auf dem Einsatzteil 30 montiert. Diese Profiistücke sind entsprechend den durch die Matrizenform und das Tonmodell erhaltenen Daten auf dem Einsatzteil 30 aufgebaut. Die Profilstücke sind aus dem gleichen Material wie die Einsatzteile hergestellt und werden auf diesen durch Schrauben, Klebemittel od. dgl. befestigt. Das Band 52 wird auf dem Oberteil der Profilstücke 53, 54 und 55 mittels Schrauben 52a (Fig. 29) befestigt, die sich durch längliche Schlitze 52b in einem einstückig ausgebildeten Tragflansch 52c erstrecken.
Der Einsatzteil 30 und die'Profilstücke können daher lösbar und einstellbar mit dem Band 52 verbunden werden, während dieses auf der Matrizenform 48 (Fig. 11) aufliegt. Die Bezugsziffer 52 soll die Gesamtheit der Tafelbänder bezeichnen. In Fig. 13 sind die Einsatzteile 36 und 36a und Profilstücke 56 und 57 dargestellt, die die Bänder 52 der Türmatrizenform tragen.
In den Fig. 12 und 13 ist die vierte Phase der Gestaltung der Aussenfläche der Karosserie dargestellt.
Nachdem die die Einsatzteile der Tragkonstruktion 12 bildenden Tragrahmen an den Patrizen 52 in Kontakt mit der Matrize eingestellt und befestigt worden sind, wird das Ganze von der Matrizenform abge- nommen und zwecks genauerUmfangs- undProfillinieneinstellung der Bänder auf Platten gesetzt. In die-
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ser Arbeitsstufe werden nämlich die SchIUsse1tafeln, d. s. Motorhaube, Dach, Windschutzscheibe, Ruckfenster und Kofferraumhaube symmetriert, d. h. dass eine Seite zur andern in drei Ebenen symmetrisch ausgerichtet wird. Dies ist vonwichtigkeit und kann entweder mitHilfe der in der Flugzeugproduktion üblichen Methode nach Konstruktionsdaten oder durch Einstellen der Tafel auf Symmetrie ohne Konstruktionsdaten, wie in der Kraftfahrzeugproduktion, durchgeführt werden.
Zwar wären Konstruktionsdaten für diese Phase bereits verfügbar, sie sind jedoch nach dem erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung einer vollständigen Karosserie in der vorstehend beschriebenen Weise nicht notwendig. Beispielsweise müssten bei der Herstellung einer einzelnen Tafel statt der kompletten Karosserie Konstruktionsdaten zur Verfügung stehen. In dem Begriff Konstruktionsdaten sollen dabei Karosserieentwurfsdaten, Zeichnungen des Produkts, Schablonen u. dgl. eingeschlossen sein.
Wenn die Symmetrie einer Tafel ohne Konstruktionsdaten eingestellt werden soll, kann zunächst eine Seite wunschgemäss eingestellt werden, und es können von dieser Hälfte Schablonen abgenommen werden, die umgekehrt und zur symmetrischen Ausrichtung der andern Seite verwendet werden können, wobei die Kante des flexiblen Kunststoffumfangbandes der andem Hälfte je nach Wunsch gehoben oder gesenkt oder nach innen oder aussen verstellt werden kann, um die Oberfläche oder den Umfang zu ändern und symmetrisch auszurichten.
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die Überprüfung der Umfangsabstände und die Profil- oder Flächenanpassung beginnt. Die anliegenden
Flächen der ändern Tafeln werden den Schlüsseltafeln angepasst.
Während die Tafeleinsatzteile montiert werden, wie in Fig. 14 dargestellt, können sie mit den zweckmässigen bzw. gewünschten Umfangsabstän- den versehen werden, indem sie in geeigneter Weise, wie Vergrösserung oder Verringerung der Höhe und
Seitenbewegung, mit den länglichen Schlitzen 52b (Fig. 29) in dem Kunststoffflansch 52c von der Umfangskante jedes Tafelmodells eingestellt werden. In dieser Phase werden Abstände, Stellung, Öffnungsund Schliess Verhältnisse angelenkter Tafeln festgelegt.
Nachdem die mit Ausnahme ihrer Wand fertiggestellten Tafelmodelle überprüft und mit dem gewünschen Abstand versehen worden sind, werden sie von der quaderförmigen Tragkonstruktion abgenommen, wonach ihre Masse notiert werden. In Fig. 15 ist dargestellt, wie z. B. die Masse der symmetrierten Motorhaubenpatrize 58 registriert werden, während gemäss Fig. 16 die symmetrierten Türpatrizen 59 und 59a vor der Registrierung ihrer Masse auf eine Platte abgesetzt sind. Diese Masse sind für die die Innenkonstruktion des Fahrzeugs entwerfenden Konstrukteure von grossem Wert, da es erfahrungsgemäss bekannt ist, dass die Innentafeln einer Fahrzeugkarosserie mit den Aussentafeln im allgemeinen nur am Umfang übereinstimmen.
Selbstverständlich können auch die Innentafeln eines Fahrzeugs od. dgl. in Ton oder einem ähnlichen Material modelliert und nach dem erfindungsgemässen Verfahren nachgebildet werden, beispielsweise das Lenkradgehäuse, die Türinnentafeln, der Boden usw. Auf diese Weise kann die Innenkonstruktion eines Fahrzeugs beschleunigt und dadurch mehr Zeit für die Herstellung der Werkzeuge gewonnen werden. Die beschriebene Überprüfung des Umfangsabstandes und die Profilanpassung können als fünfte und die Registrierung der Masse als sechste Phase der Gestaltung der Aussenfläche der Karosserie bezeichnet werden.
Wie aus Fig. 17 zu ersehen ist, werden die registrierten Tafelmasse an die Karosseriekonstruktionsabteilung weitergegeben, von der der endgültige Umfang der Tafeln in den Konstruktionszeichnungen 60 genau festgelegt wird. Dies ist die zweite Phase der Karosseriekonstruktionsarbeit.
Fig. 18 stellt die siebente Phase der Aussenflächengestaltung der Karosserie dar. Die Patrizen 58 und 59 werden hier zur Formung der Patrizenwände, d. h. zum Ausfüllen der leeren Wandflächen innerhalb der die Profilpatrize 52 bildenden Kunststoffbänder-Rahmen, wieder auf ihren entsprechenden Matrizenformen 48 und 50 angebracht.
Zur Herstellung dieser Patrizenwände kann jedes geeignete verformbare Material, beispielsweise Wachs, ein geeignetes plastisches Material od. dgl. verwendet werden. In Fig. 18 ist eine Heizvorrich- tung 61 zum Erwärmen des verformbaren Materials dargestellt, während bei 62 zu sehen ist, wie das verformbare Material von der Rückseite des Tafeltragrahmens durch denselben auf die Fläche der Matrizenform 48 gegossen wird. In der Nähe der Oberfläche der Patrize 52 (Fig. 29) wird ein Stützmaterial 69 verwendet, beispielsweise perforierter Kunststoff oder Streckmetall, um das verformbare Material in der gewünschen Stellung zu halten.
Die achte Arbeitsphase der Aussenflächengestaltung der Karosserie ist in den Flg. 19 und 20 dargestellt. In dieser Phase wird die Wandoberfläche der Patrize entsprechend dem Profil der nach dem Tonmodell hergestellten Schablonen In Verbindung mit den die einzelnen Teilflächen begrenzenden festen Profillinien der Patrize bearbeitet. Dabei kann gemäss der Erfindung zur gleichen Zeit noch am Tonmodell und den nach diesem zu formenden Schablonen und auch schon an den Wandflächen der Patrizen mit-
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tels Schablonen gearbeitet werden. So z. B. können, sobald die Modellierer das Tonmodell 10a im wesentlichen geformt haben, grob profilierte Schnellschablonen hergestellt werden, die zur Formung der Wände in die annähernde Fertigform verwendet werden können.
Diese Bearbeitung der Wände kann weiter- geführt werden, während die Modellierer das Tonmodell in die Fertigform lob bringen. Wenn die Fertigform des Tonmodells erreicht ist, können von ihr rasch und leicht die endgültigen Schablonen angefertigt und die Wände der verschiedenen Tafeln in viel kürzererZeit an die Fertigform angepasst werden, als dies möglich wäre, wenn mit dem Formen der Wände ohne vorherige Herstellung einer annähernden Fertigform ganz von Anfang an begonnen werden müsste. Dieses Verfahren ermöglicht es also den die Tafelwände bearbeitenden Arbeiter, schon einen Teil der Arbeit zu erledigen, während die Modellierer noch die Fertigform des Tonmodells ausarbeiten.
Durch die Verwendung eines leicht verformbaren Materials für die Wände der Zwischenpatrizen wird das Formen dieser Wände zum fertigen Profil im Vergleich zu der mühsamen und zeitraubenden spanabhebendenBearbeitung des Holzes bei den bekannten Mahagonimodellen beträchtlich beschleunigt und erleichtert.
Darüber hinaus können nach der Erfindung Spezialflächen hergestellt. oder grössere oder kleinere Modelländerungen ohne weiteres vorgenommen werden. In Fig. 19 ist die Motorhaubenzwischenpatrize mit Wand allgemein mit 63 bezeichnet, wobei die bearbeitete Wand mit der Bezugsziffer 63a versehen ist. In Fig. 20 sind Zwischenpatrizen 64 und 65 der hinteren Fahrzeugtüren mit ihren bearbeiteten Wänden dargestellt.
In Fig. 21 sind die verschiedenen Zwischenpatrizen wieder auf der quaderförmigen Tragkonstruktion montiert, womit die neunte Phase der Aussenflächengestaltung der Karosserie einsetzt. Nachdem sämtliche Zwischenpatrizen auf der quaderförmigen Tragkonstruktion montiert sind, können von der Werkleitung und der Modellierabteilung endgültige Änderungen vorgenommen und die Profilierungen überprüft werden.
Die Schablonen können nach den fertigenZwischenpatrizen nachgeprüft und als Originalschablonen an die andern Abteilungen weitergegeben werden. Wie in Fig. 22 dargestellt ist, kann die Konstruktionsabteilung ihre dritte Arbeitsphase mit der erwähntenweitergabe vonoriginalschablonen 70 beenden. Die Konstruktionszeichnungen 60 können endgültig überprüft und den andem Abteilungen zu Herstellungszwecken zur Verfügung gestellt werden. Fig. 21 zeigt die endgültigen, geprüften Zwischenpatrizen unmittelbar vor ihrer Abnahme zwecks Herstellung von Originalmatrizen.
In der zehnten Phase der Gestaltung der Aussenfläche der Karosserie werden nach den in der neunten Phase fertiggestellten Zwischenpatrizen Originalmatrizen hergestellt. In den Fig. 23 und 24 ist die Anfertigung der Originalmatrizen dargestellt, nach denen Originalpatrizen in mehreren Duplikaten hergestellt werden können. Dieses Merkmal der Erfindung bietet die Möglichkeit eines Reproduktionsverfahrens, nach dem Originalpatrizen bedeutend schneller als nach den bekannten Modellierverfahren hergestellt werden können.
In Fig. 23 sind die Zwischenpatrize 63 der Motorhaube, die allgemein mit 66 bezeichnete Originalmatrize während ihrer Herstellung und ein allgemein mit 67 bezeichnetes Traggestell der Originalmatrize dargestellt. Die Originalmatrize 66 wird in bekannter Weise gegen die Zwischenpatrize 63 geformt. Zur Herstellung der- Originalmatrize 66 kann geeignetes bekanntes Kunststoffmaterial, beispielsweise ein Epoxyharz, verwendet werden. Das Traggestell 67 wird ebenfalls in geeigneter bekannter Weise aus geeignetem bekanntem Material, beispielsweise einem Kunststoffröhrensystem 67a hergestellt. In Fig. 24 sind zweiZwischenpatrizen von Kraftfahrzeugtüren dargestellt, nach denen die Anfertigung der Originalmatrizen in der gleichen Weise wie bei der Motorhaubenzwischenpatrize 63 nach Fig. 23 vorgenommen wird.
In Fig. 25 ist die elfte Arbeitsphase zur Gestaltung der Karosserieaussenfläche, nämlich die Anfertigung von Originalpatrizen nach der Originalmatrize der Motorhaube, dargestellt. Mit 71 ist eine nach der Originalmatrize 66 hergestellte Originalpatrize bezeichnet, die aus dem gleichen Material und in der gleichen allgemeinen Konstruktion wie die oben beschriebene Originalmatrize hergestellt wird. Bei der Patrizenherstellung können geeignete bekannte Verfahren angewendet werden.
In Fig. 26 ist die zwölfte Phase zur Gestaltung der Karosserieaussenfläche dargestellt, in der das verformbare Material von demStützmaterial 69 für die Wandfläche 65a der Zwischenpatrizen der Türen ent-
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andernKarosseriezwischenmodelle können in ähnlicher Weise behandelt werden. Dadurch wird es der Mo- dellierabteilung ermöglicht, alle Tragrahmen und Tafeln in ihrem nächsten Modellierprogramm wiederzuverwenden. Somit verfügt die Modellierabteilung für die nächste Modellierung über eine quaderförmige Tragkonstruktion mit allen eingestellten Tafeln, die mit den nötigen Abständen entsprechend den 5ffnungs- und Schliessverbältnissen versehen sind.
Die leeren Wandflächen können zwecks Anpassung an ias neue Profil je nach Wunsch mit Ton, Wachs od. dgl. ausgefüllt werden.
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In Fig. 27 ist die alternative Phase lla dargestellt, die insbesondere für Werkstätten geeignet ist, von denen kleinere Modelländerungen vorgenommen werden und/oder nach Durchführung aller grösseren Modelländerungen die leeren Wandflächen des Originalzwischenpatrizensatzes mit dauerhaftem Kunststoff gefüllt werden können, um einen einzigen Satz von geprüften Originalpatrizen herzustellen. Fig. 26 zeigt die Entfernung des verformbaren Materials von der Wandfläche der Zwischenpatrize, während in Fig. 27 das Aufbringen des dauerhaften Kunststoffs dargestellt ist. Aus Gründen der Dimensionsstabilität und aus ändern Erwägungen wird dieser Originalpatrizensatz vollständig aus Kunststoff hergestellt.
Fig. 28 zeigt die dreizehnte Phase der Aussenflächengestaltung der Karosserie, in der die verschie- denen entweder in der elften Phase oder der Altemativphase lla hergestellten Originalpatrizen auf die quaderförmige Tragkonstruktion montiert werden, wobei diese Originalpatrizen einen fertigen Original- patrizensatz für die Gussformherstellung und für die anschliessende Bearbeitung bilden.
Die Wände der Zwischenpatrizen können auch nach ändern Verfahren als durch Umkehren der aus den Kunststoffbändem bestehenden Patrize und Giessen desverformbaren Materials gegen die Matrizegebil- det werden. Auf Wunsch kann der Innenraum der Patrize 52 bis zu einem Punkt in der Nähe der Oberfläche der Kunststoffbänder mit einem geeigneten Füllmaterial aufgefüllt und dann die Oberfläche durch Aufbringen eines geeigneten verformbaren Materials fertiggestellt und mit Hilfe von Schablonen so bearbeitet werden, dass sie das gewünschte Profil erhält.
Fig. 30 ist ein Arbeitsschema, in dem alle erfindungsgemässen Arbeitsphasen mit den zugehörigen Figuren In ihrer in den drei Arbeitsabteilungen einzuhaltenden Reihenfolge angeführt sind und das auf Grund der vorangegangenen Beschreibung der verschiedenen Phasen und Figuren ohne weiteres verständlich ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Modellen beim Bau von Fahrzeugkarosserien, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte : Anfertigen eines ersten Formmodelles (10, 10a) : z. B. aus Ton, das zur Markierung der Umrisse der die vollständige Karosserie bildenden Tafeln mit Kerblinien (21-28) versehen wird ; Zusammenstellen einer quaderförmigen Tragkonstruktion (12) und von Trageinsatzteilen (29-39) in Übereinstimmung mit der Grundform des ersten Formmodelles während dessen Anfertigung. zum Halten der später hergestellten Patrizen und Modelle der Tafeln in ihrer jeweiligen Stellung ;
Anfertigen einer Matrizenform (48,50) einer jeden Tafel der Karosserie nach dem inzwischen fertiggestellten ersten Formmodell (lOb) ; Anfertigen einer zunächst rahmenartigen Patrize (52) von jeder Tafel der Karosserie nach der entsprechenden Matrizenform, wobei die Patrize die Umfangs-, Anschluss- und sonstigen wichtigen Profillinien der jeweiligen Tafel aufweist ; Montieren jeder Profilpatrize (52) auf eine Einheit der Trageinsatzteile (29-39) gesondert von der quaderförmigen Tragkonstruktion (12) ; Symmetrieren der Profilpatrizen (52), gegebenenfalls nach Konstruktionsdaten oder mit Hilfsschablonen, zur Erzielung der gewünschen endgültigen Form ;
Montieren der symmetrierten Profilpatrizen auf die quaderförmige Tragkonstruktion (12) und Einstellen der Profilpatrizen auf Tafelabstände,-Stellung und Öffnungs-und Schliessverhältnisse und Anpassen der Profile der zusammengebauten, die vollständige Karosserie bildenden Profilpatrizen aneinander ; Entfernen der Profilpatrizen (52) von der quaderförmigen Tragkonstruktion (12) und Messen und Registrieren aller Ausmasse der einzelnen Profilpatrizen zur Festlegung von Konstruktiondaten für die Konstruktionsabteilung ; Ausfüllen der leeren Wandflächen der Profilpatrizen (52) mit vorformbarem Material zwecks Herstellung der Wand (63a) einer jeden Profilpatrize, so dass Zwischenpatrizen (63,64, 65) entstehen ;
Bearbeiten der Wände (63a) der Zwischenpatrizen unter Benutzung von Schablonen (46) ; Montieren der Zwischenpatrizen (63,64, 65) auf die quaderförmige Tragkonstruktion (12) zu einem vollständigen Modell der Karosserie (Fig. 21) zwecks Überprüfung der Profillinien desselben und allfälliger Nachbearbeitung der Schablonen (46) zu Originalschablonen.