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Die
Erfindung betrifft ein als geschlossenes Hohlprofil ausgeführtes, aus
Metall bestehendes Strukturbauteil einer Kraftfahrzeugkarosserie,
und zwar insbesondere einen Grundträger eines Cockpit-Moduls der
Kraftfahrzeugkarosserie, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von
Anspruch 1. Gegenstand der Erfindung ist auch ein entsprechendes Herstellungsverfahren
gemäß Anspruch
8.
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Aus
Metall bestehende Strukturbauteile einer Kraftfahrzeugkarosserie
werden dort eingesetzt, wo besonders belastete, möglichst
weitgehend vormontierte Baueinheiten in der Kraftfahrzeugkarosserie
eingesetzt werden sollen. Grundsätzlich
findet man derartige Strukturbauteile an verschiedenen Stellen in
der Kraftfahrzeugkarosserie. Besonderes Augenmerk gilt für die Lehre
der Erfindung einem Grundträger
eines Cockpit-Moduls der Kraftfahrzeugkarosserie.
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Kraftfahrzeug-Cockpits
sind komplexe, an den jeweiligen Fahrzeugtyp angepaßte Systeme,
die so konstruiert werden, daß möglichst
weitgehend vormontierte und vor dem Einbau in das Kraftfahrzeug
funktionsgeprüfte
Baueinheiten vorliegen. Ein wesentlicher Teil eines Cockpit-Moduls
der Kraftfahrzeugkarosserie ist dabei der Cockpit-Grundträger, der
quer in die Karosserie eingebaut nicht nur Tragfunktion für eine Vielzahl
von Anbauelementen hat, sondern auch der Versteifung der Kraftfahrzeugkarosserie
dient und in das von der Kraftfahrzeugkarosserie gebildete Sicherheitssystem
einbezogen ist. Der Grundträger
hat dabei die Aufgabe, eine möglichst
hohe Gesamtsteifigkeit des Cockpit-Moduls zu gewährleisten.
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Ein
bekanntes Cockpit eines Kraftfahrzeugs (
DE 197 53 178 A1 ) weist
einen Grundträger
des Cockpit-Moduls auf, der über
die Breite der Kraftfahrzeugkarosserie zwischen den beiden A-Säulen durchgeht.
Dieser Grundträger
hat einen einfachen Profilquerschnitt, an dem die erforderlichen
Anbauelemente angebracht werden können. Bekannt ist dabei auch
die unterschiedliche Gestaltung des Grundträgers einerseits im – breiteren – Beifahrerabschnitt, andererseits
im Fahrerabschnitt. Der Fahrerabschnitt stellt an den Grundträger hinsichtlich
der Gesamtsteifigkeit höhere
Anforderungen, insbesondere weil hier die Lenksäule angebunden ist.
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Aus
dem zuvor erläuterten
Stand der Technik ist es bekannt, den Grundträger des Cockpit-Moduls als
Rund-, Oval- oder Rechteckrohr oder als C-, U- oder Doppel-T-Profil
auszuführen.
Vorgeschlagen wird die Ausführung
mit Versteifungsrippen, den sogenannten Schottblechen. Insbesondere
wird in diesem Stand der Technik bereits vorgeschlagen, den Grundträger als
geschlossenes Hohlprofil auszuführen,
aber aus zwei offenen Halbschalen, die gleich oder unterschiedlich
gestaltet sein können,
zu dem geschlossenen Hohlprofil zu fügen. Dazu wird die Verschweißung der
Halbschalen als Verbindungstechnik vorgeschlagen.
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Für die Ausführung des
Grundträgers schlägt die zuvor
genannte Literaturstelle Metallprofile in Form von Press-, Strangpress-
oder Schmiedeteilen vor, vorzugsweise aus Leichtmetallen wie Aluminium,
Magnesium oder deren Legierungen. Vorgeschlagen wird aber auch die
Verwendung abgekanteter Blechprofile insbesondere aus Stahlblech.
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Strukturbauteile
der in Rede stehenden Art aus zwei gleichen oder unterschiedlichen,
in Längsrichtung über Flansche
verschweißten
Halbschalen werden regelmäßig dadurch
miteinander hochbelastbar verbunden, daß die nach außen abgewinkelten Flansche
der beiden Halbschalen mittels Elektronenstrahlschweißung miteinander
verschweißt
werden. Danach werden die Kanten der miteinander verschweißten Flansche
verrundet, indem die Kanten schweißtechnisch abgeschmolzen werden.
Die in den freien Raum abstehenden Ränder der Flansche werden so
entschärft,
daß hier
vorbeigeführte
Kabelstrenge o. dgl. nicht durch Scheuern beschädigt werden können. Gleichzeitig
wird die Verletzungsgefahr für
den Werker am Montageband verringert.
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Es
hat sich gezeigt, daß eine
hohe Qualität der
Verrundung der Kanten der miteinander verschweißten Flansche nur mit hohem
schweißtechnischen
und steuerungstechnischen Aufwand erreicht werden kann. Das ist
kostenaufwendig.
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Bei
dem zuvor erläuterten
Stand der Technik wird als weitere Alternative eine Metall-Kunststoff-Verbundkonstruktion
vorgeschlagen, bei der die gewünschten
verrundeten Kanten durch den Kunststoffteil des Grundträgers realisiert
werden. Eine Metall-Kunststoff-Verbundkonstruktion ist aber herstellungstechnisch
wesentlich aufwendiger als eine durchgehende Metallkonstruktion
des Struktur bauteils und bietet im übrigen auch ggf. nicht die
gewünschte
Gesamtsteifigkeit des Grundträgers.
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Aus
dem den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildenden Stand
der Technik ist ein Strukturbauteil (
DE 37 33 568 A1 ) bekannt, das aus zwei unterschiedlichen
Halbschalen besteht, die an je zwei in Längsrichtung des Strukturbauteils
verlaufenden Flanschen dauerhaft miteinander verbunden sind. Um
die Kanten der Halbschalen zu verbunden, ist der Flansch einer Halbschale
um die Kante des Flansches der anderen Halbschale herumgebördelt. Zusätzlich sind
die Flansche der beiden Halbschalen miteinander verschweißt. Die
Schweißnaht
zur Verbindung der beiden Halbschalen ist neben dem Bördelrand
in der Fläche
der aufeinanderliegenden Flansche angeordnet.
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Ferner
ist aus dem Stand der Technik ein als geschlossenes Hohlprofil ausgeführtes Strukturbauteil
aus zwei Halbschalen bekannt (
GB
470,698 A ). Die beiden Halbschalen sind in ihrem Querschnitt U-förmig ausgeführt und
weisen nach außen
abgewinkelte Flansche auf. Das Zusammensetzen und Verbinden der
Halbschalen erfolgt derart, daß die obere
Halbschale mit ihren Flanschen so über die Flansche der unteren
Halbschale geschoben wird, daß die
Flansche der oberen Halbschale die Flansche der unteren Halbschale
umfassen. Anschließend
werden die Flansche der beiden Halbschalen gemeinsam umgebogen und
ggf. verschweißt.
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Auch
ist aus dem Stand der Technik ein Strukturbauteil aus zwei Halbschalen
bekannt (
EP 0 987 166
A1 ), bei dem die obere Halbschale eine geringere Blechdicke
als die untere Halbschale aufweist. Die dünnere Halbschale ist mit ihren
Rändern um
die Ränder
der dickeren Halbschale gebogen. Die geringere Blechdicke soll dabei
das Umbiegen der Ränder
dieser Halbschale vereinfachen.
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Der
Lehre liegt das Problem zugrunde, das bekannte, aus zwei unterschiedlichen
Halbschalen aus Metall bestehende Strukturbauteil herstellungstechnisch
und gleichzeitig auch funktionell zu optimieren.
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Die
zuvor aufgezeigte Problemstellung ist bei einem Strukturbauteil
mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale
des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß realisiert
man zunächst ein
durchgehend aus Metall bestehendes, nämlich aus zwei unterschiedlichen
Halbschalen aus Metall hergestelltes Strukturbauteil. Durchgehend
bedeutet hier nicht zwingend, daß die volle Länge des
Einbauteils durch das Strukturbauteil überbrückt wird. Man kann das Einbauteil,
insbesondere also den Grundträger
des Cockpit-Moduls, durchaus über
die Länge auch
aus zwei oder drei Abschnitten zusammensetzen. Das kann dann den
unterschiedlichen Beanspruchungen in unterschiedlichen Abschnitten
des Strukturbauteils entsprechen.
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Die
hohe Gesamtsteifigkeit des als geschlossenes Hohlprofil ausgeführten Strukturbauteils
wird durch die durchgehende Ausführung
aus Metall-Halbschalen, die miteinander über ihre volle Länge verschweißt sind,
erreicht.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
daß die eine
Halbschale im Querschnitt U-förmig ausgestaltet
ist und drei Seiten des gesamten Strukturbauteils bildet und daß die zweite
Halbschale als Deckel auf die erste Halbschale aufgesetzt ist und
die vierte Seite des Strukturbauteils bildet. Die zweite Halbschale ist
ebenfalls im Querschnitt U-förmig
mit gegenüber der
ersten Halbschale geringer Tiefe ausgebildet. Die Ränder der
zweiten Halbschale sind nach außen
um die Ränder
der ersten Halbschale unter Ausbildung der Flansche herumgebördelt oder
die Ränder
der ersten Halbschale sind gemeinsam mit den Rändern der zweiten Halbschale
nach außen
umgebördelt.
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Die
beiden Halbschalen weisen dabei eine unterschiedliche Blechdicke
auf, die erste größere Halbschale
weist nämlich
eine größere Blechdicke als
die zweite, kleinere Halbschale auf.
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Wie
bereits bekannt, ist die Verrundung der Kanten der miteinander verschweißten Flansche nicht
durch schweißtechnische
Maßnahmen
realisiert, sondern rein mechanisch durch eine mit entsprechendem
Radius durchgeführte
Umbiegung oder Bördelung.
Man hat damit eine auch über
die erhebliche Länge
des Strukturbauteils gleichbleibende, stets optimal den Anforderungen
des Einbaus angepaßte
Verrundung der Kante der Flanschverbindung der beiden Halbschalen,
die ansonsten als Scheuerstelle für herübergeführte Kabel oder Züge bzw.
als Verletzungsquelle bei der Montage durch den Werker am Band wirkt.
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Die
Verrundung ist mit einer entsprechenden mechanischen Herstellungstechnik über die
große Länge des
Strukturbauteils wesentlich gleichmäßiger zu realisieren, nämlich über ein
entsprechend gefertigtes Werkzeug zu gestalten. Außerdem schafft
die Bördelung
zusätzlich
zu der Schweißverbindung
bereits vorab eine Vorfixierung der beiden Halbschalen zueinander,
die unabhängig
von äußeren Werkzeugen
die exakte Relativlage der beiden Halbschalen und insbesondere ihrer
Flansche für
das nachfolgende Schweißverfahren
gewährleistet.
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Für die Verschweißung der
in der Fläche
aufeinanderliegenden Flansche der beiden Halbschalen kann man alle
im Stand der Technik bekannten Schweißverfahren verwenden. Elektronenstrahlschweißen läßt sich
im Grundsatz ebenso einsetzen wie Punktschweißen. Das Punktschweißen als
Verbindungstechnik erweist sich jedoch dadurch als nicht ganz so
optimal, daß es
eben nur eine partielle Verbindung der Flansche an der Schweißnaht darstellt
und dadurch die Gesamtsteifigkeit des Strukturbauteils nicht ganz
so hoch ist wie bei einer durchlaufenden, zu 100 % geschlossenen
Schweißnaht.
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Allerdings
besteht ein Vorteil der Anbringung der Schweißnaht bei dem erfindungsgemäß realisierten
Strukturbauteil darin, daß es
nicht an der scharfen Anlagekante, sondern neben dem Bördelrand
in der Fläche
der aufeinanderliegenden Flansche ausgeführt werden kann. Dadurch läßt sich
das Schweißverfahren
besonders prozeßsicher
anwenden.
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Der
zuvor erläuterte
Vorteil kommt ganz besonders dann zur Geltung, wenn als Schweißverfahren
das Laserschweißen
eingesetzt wird. Dieses kann auf der Fläche der aufeinanderliegenden
Flansche besonders prozeßsicher
und toleranzunempfindlich eingesetzt werden.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Strukturbauteils sind
Gegenstand der weiteren, das Strukturbauteil betreffenden Unteransprüche. Insbesondere
empfiehlt sich eine Herstellung aus Stahlblech mit Blechdicken zwischen
0,6 und 2,0 mm.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
Strukturbauteils. Der Verfahrensanspruch 8 erläutert das erfindungsgemäße Her stellungsverfahren,
die Verfahrensansprüche
9 bis 14 beschreiben bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
dieses Verfahrens.
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Verfahrensanspruch
15 beschreibt eine besonders bevorzugte Technik zur Ausführung der
Bördelverbindung,
Anspruch 16 bildet dieses Verfahren noch vorteilhaft weiter.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert.
In der Zeichnung zeigt
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1 ein
Beispiel eines aus Metall bestehendes, als geschlossenes Hohlprofil
ausgeführten Strukturbauteils
einer Kraftfahrzeugkarosserie in der Ausführung als Grundträger eines
Cockpit-Moduls,
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2 einen
Schnitt durch den Grundträger aus 1 bei
II-II, dargestellt mit einem aus dem Stand der Technik bekannten
Grundträger,
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3 einen 2 entsprechenden
Querschnitt, dargestellt mit einem erfindungsgemäß gestalteten Grundträger,
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4 den
Flanschbereich eines Strukturbauteils gemäß der Erfindung, vergrößert dargestellt aus 3,
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5 ein
Werkzeug zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Strukturbauteils, d.h.
zur Durchführung
eines entsprechenden Herstellungsschrittes gemäß der Erfindung.
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1 zeigt
als Beispiel eines als geschlossenes Hohlprofil ausgeführten, aus
Metall bestehenden Strukturbauteils 1 einer Kraftfahrzeugkarosserie, einen
Grundträger
eines Cockpit-Moduls der Kraftfahrzeugkarosserie. Dieser Grundträger erstreckt sich
zwischen den üblichen
A-Säulen
der Kraftfahrzeugkarosserie.
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Die
Lehre der Erfindung ist aber anwendbar auf alle als geschlossenes
Hohlprofil ausgeführte, aus
Metall bestehende Strukturbauteile 1 einer Kraftfahrzeugkarosserie
und wird nur im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform nachfolgend anhand des
Cockpit-Moduls der Kraftfahrzeugkarosserie weiter erläutert.
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Das
in 1 dargestellte Strukturbauteil zeigt in seiner
Funktion als Grundträger
eines Cockpit-Moduls einen Beifahrerabschnitt 2, der für das hier
vorgesehene, linksgelenkte Kraftfahrzeug etwa zwei Drittel der Gesamtlänge des
Strukturbauteils 1 einnimmt, und links einen Fahrerabschnitt 3,
der etwa ein Drittel der Gesamtlänge
des Strukturbauteils einnimmt. Im Fahrerabschnitt 3 ist
das Strukturbauteil 1 wesentlich größer im Querschnitt dimensioniert,
weil es im Fahrerabschnitt 3 in der Praxis höhere Belastungen
aufnehmen muß.
Dort ist beispielsweise die Längssäule aufgehängt und
der wesentliche Teil der Armaturentafel wird getragen.
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Bei
dem in 1 dargestellten, lediglich das Grundprinzip eines
solchen Strukturbauteils 1 zeigenden Beispiel erkennt man
zunächst
rechts einen Beifahrerabschnitt 2 und links einen aufgrund
höherer
Belastung größer dimensionierten
Fahrerabschnitt 3. Im Fahrerabschnitt 3 erkennt
man Befestigungspunkte 4 für den Lenkradbock, rechts und
links erkennt man Befestigungspunkte 5 zur Befestigung des
Strukturbauteils 1 hier an den A-Säulen der Kraftfahrzeugkarosserie.
Im Beifahrerabschnitt 2 des Strukturbauteils 1 können ferner
innere Versteifungselemente in Form von Schottblechen angeordnet sein.
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Das
in 1 dargestellte Strukturbauteil ist, wie bereits
angesprochen, als geschlossenes Hohlprofil ausgeführt und
besteht aus Metall. Es besteht genauer gesagt aus zwei unterschiedlichen
Halbschalen 6, 7. 2 zeigt
zwei gleiche Halbschalen 6, 7 eines Strukturbauteils 1 wie
es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die beiden Halbschalen 6, 7 sind an
zwei in Längsrichtung
des Strukturbauteils 1 verlaufenden Flanschen 8, 9 mittels
Schweißnähten 10 miteinander
dauerhaft und hochbelastbar verbunden. Das in 2 dargestellte
Beispiel zeigt, daß die
Kanten der miteinander verschweißten Flansche 8, 9 verrundet
sind, und zwar im Zuge des Verschweißens durch das hier ausgeführte Elektronenstrahlschweißen. Die
Vor- und Nachteile dieser Art der Verrundung der vorspringenden
Kanten der Flansche 8, 9 sind im allgemeinen Teil
der Beschreibung erläutert worden.
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3 zeigt
einen 2 entsprechenden und auch am Strukturbauteil 1 aus 1 entsprechend
liegenden Querschnitt eines erfindungsgemäßen Strukturbauteils 1.
Hier erkennt man, daß an
beiden Verbindungen der Flansch 9 einer Halbschale 7 um
die Kante des Flansches 8 der anderen Halbschale 6 herumgebördelt ist
und die Schweißnaht 10 neben
dem Bördelrand
in der Fläche
der aufeinanderliegenden Flansche 8, 9 liegt. 4 zeigt
in Verbindung mit 3 die Lage der Schweißnaht 10 neben
dem Bördelrand
in der Fläche
der aufeinanderliegenden Flansche 8, 9. Daran
erkennt man besonders gut, wie die vorspringende Kante der Flansche 8, 9 nach
außen
hin dadurch perfekt gerundet vorliegt, daß der Flansch 9 um
die Kante des Flansches 8 mit dem entsprechenden Radius
herumgebogen/herumgebördelt
ist. Die aus sicherheitstechnischen und anwendungstechnischen Gründen erforderliche
Abrundung der vorspringenden Kante der Flansche 8, 9 ist also
auf mechanischem Wege durch Herumbördeln des Metallbleches gelungen
und nicht durch schweißtechnische
Maßnahmen
realisiert. Das hat die im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits
erläuterten
Vorteile.
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Nicht
dargestellt ist in der Zeichnung eine Alternative, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß an beiden
Verbindungen die aufeinanderliegenden Flansche 8, 9 der
beiden Halbschalen 6, 7 unter Ausbildung einer
verrundeten Kante gemeinsam umgebördelt sind und die Schweißnaht 10 neben
dem Bördelrand
in der Fläche
der aufeinanderliegenden Flansche 8, 9 liegt.
In diesem Fall entsteht ebenfalls der gerundete Bördelrand,
die Flansche 8, 9 sind aber beide abgebogen worden.
Das muß natürlich ebenfalls
mit einem vorgegebenen Radius erfolgen.
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Der
in 2 dargestellte Stand der Technik zeigt zwei gleiche
Halbschalen 6, 7. Das in 3 und 4 dargestellte
Ausführungsbeispiel
zeichnet sich jedoch durch eine besondere Gestaltung aus, die mit unterschiedlichen
Halbschalen 6, 7 arbeitet. Es ist nämlich dort
vorgesehen, daß die
eine Halbschale 6 im Querschnitt U-förmig gestaltet ist und drei
Seiten des gesamten Strukturbauteils 1 bildet und daß die zweite
Halbschale 7 als Deckel auf die erste Halbschale 6 aufgesetzt
ist und die vierte Seite des Strukturbauteils 1 bildet.
Im Grundsatz kommen hier alle Querschnittsformen des Strukturbauteils 1 in
Frage, das dargestellte Ausführungsbeispiel
zeigt für
den vom Hohlprofil gebildeten Hohlraum einen etwa rechteckigen Querschnitt.
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Das
in 3 und 4 dargestellte, bevorzugte Ausführungsbeispiel
zeigt weiter, daß die
freien Ränder
der ersten Halbschale 6 die Flansche 8 bilden,
die zweite Halbschale 7 ebenfalls im Querschnitt U-förmig, mit
gegenüber
der ersten Halbschale 6 geringer Tiefe ausgebildet ist
und die Ränder
der zweiten Halbschale 7 nach außen um die Ränder der ersten
Halbschale 6 unter Ausbildung der Flansche 9 herumgebördelt sind.
Diese Konstruktion ist von der Formgebung der beiden Halbschalen 6, 7 besonders zweckmäßig herstellbar.
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Bereits
im allgemeinen Teil der Beschreibung ist darauf hingewiesen worden,
daß zur
Herstellung der Schweißnähte 10 alle
Metall-Schweißverfahren
werkstoffspezifisch eingesetzt werden können. Besonders bevorzugt läßt sich
allerdings aufgrund der zweckmäßigen Lage
der Schweißnähte 10 das
Verfahren des Laserschweißens
einsetzen. Eine Laserschweißnaht
als Schweißnaht 10 führt zu einer besonders
hohen Gesamtsteifigkeit des Strukturbauteils 1, weil die
Schweißnähte 10 durchgehend
laufen und mit vergleichsweise hoher Schweißgeschwindigkeit hergestellt
werden können.
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Für die Realisierung
der Schweißnähte, jedoch
insbesondere bei Einsatz des Laserschweißens als Schweißverfahren
sollte man vorsehen, daß zwischen
den Kontaktflächen
der verschweißten
Flansche 8, 9 ein minimaler Luftspalt, insbesondere
ein Luftspalt von 5/100 bis 15/100 mm, vorzugsweise von etwa 10/100
mm, vorliegt. Dadurch trägt
man der Tatsache Rechnung, daß auf
den Kontaktflächen während des
Schweißvorgangs
eine Materialverdampfung an der Oberfläche stattfindet. Dies gilt
beispielsweise bei einer aus Gründen
des Korrosionsschutzes vorgenommenen Zink-Beschichtung der Halbschalen 6, 7.
Die entstehenden Dämpfe
müssen zwischen
den Kontaktflächen
entweichen können, um
eine perfekte Schweißnahtausbildung
zu gewährleisten.
Dem dient dieser minimale Luftspalt. Der Bestimmung dieses Luftspaltes
kommt erhebliche Bedeutung zu, weil ein zu großer Luftspalt das Schweißergebnis
insbesondere beim Laserschweißen
nachhaltig verschlechtert. Hier zeigt sich der große Vorteil der
erfindungsgemäßen Konstruktion
mit den optimal aneinander heranführbaren Flanschen 8, 9 der
beiden Halbschalen 6, 7. Dadurch, daß die Flansche 8, 9 in
der Fläche
miteinander mechanisch gebörderlt werden,
also eine besonders toleranzarme Einstellbarkeit des Luftspaltes
zur Vorbereitung der Laserschweißung ergibt sich eine besonders
genaue Kalibrierungsmöglichkeit.
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Insbesondere
bei dem zuvor erläuterten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
mit den erheblich unterschiedlichen Halbschalen 6, 7 empfiehlt
es sich, daß die
erste, größere Halbschale 6 eine
größere Blechdicke
als die zweite, kleinere Halbschale 7 aufweist. Insbesondere
kann man vorsehen, daß bei
aus Stahlblech geformten Halbschalen 6, 7 die
erste, größere Halbschale 6 eine
Blechdicke von 1,0 bis 2,0 mm, insbesondere von ca. 1,5 mm, und
die zweite, kleinere Halbschale 7 eine Blechdicke von 0,6
bis 1,5 mm, vorzugsweise von ca. 0,9 mm aufweist. Demgegenüber kann
man bei aus Leichtmetallblech hergestellten Halbschalen 6, 7 vorsehen,
daß die
erste, größere Halbschale 6 eine
Blechdicke von 2,0 bis 4,0 mm, insbesondere von 2,5 bis 3,5 mm,
und die zweite, kleinere Halbschale 7 eine Blechdicke von
1,2 bis 2,7 mm, insbesondere von 1,5 bis 2,5 mm, aufweist. Im letztgenannten
Fall wird man meist eine Leichtmetallegierung aus Aluminium, Magnesium
und anderen geringfügigen
Beimischungen verwenden.
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Im
Automobilbau kommt es auf jedes Gramm Gewicht an, deshalb bietet
die zuvor erläuterte
erfindungsgemäße Lösung mit
beanspruchungskonform gestalteten Halbschalen 6, 7 einen
erheblichen anwendungstechnischen Vorteil.
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Die
Patentansprüche
8 bis 16 beschreiben das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren in
verschiedenen Ausgestaltungen, auf diese Patentansprüche darf
zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen werden.
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5 zeigt
eine Vorrichtung, auf der ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Strukturbauteils
ausgeführt
werden kann. Diese Vorrichtung erlaubt eine besonders bevorzugte
Abfolge von Verfahrensschritten. Hiernach ist vorgesehen, daß ein die
vorgeformte erste Halbschale 6 paßgenau aufnehmendes Grundwerkzeug 11 vorgesehen ist,
daß ein
die vorgeformte zweite Halbschale 7 paßgenau aufnehmendes Kalibrierwerkzeug 12 vorgesehen
ist, daß die
zweite Halbschale 7 zunächst
im Kalibrierwerkzeug 12 mit seitlich abstehenden Flanschen 9 angeordnet
wird, daß das
Grundwerkzeug 11 und das Kalibrierwerkzeug 12 mit
eingelegten Halbschalen 6, 7 miteinander verbunden
werden und dabei der Abstand des Grundwerkzeugs 11 vom
Kalibrierwerkzeug 12 genau eingehalten wird, daß bei diesem
Verfahrensschritt die freien Ränder
der ersten Halbschale 6 genau in den inneren Winkel der seitlich
abstehenden Flansche 9 der zweiten Halbschale 7 reichen,
daß das
Grundwerkzeug 11 mit dem Kalibrierwerkzeug 12 zusammengesetzt
seitlich Führungen 13 für seitliche
Bördel schieber 14 bildet und
daß die
beiden abstehenden Flansche 9 der zweiten Halbschale 7 mittels
der beiden Bördelschieber 14 umgebördelt und
auf das gewünschte
Maß des
Luftspaltes an die Ränder
der ersten Halbschale 6 herangebogen werden.
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Die
Zeichnung zeigt dabei ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel
in Form einer Prinzipdarstellung dergestalt, daß die Flansche 9 an
der zweiten Halbschale 7 durch das Einsetzen in das Kalibrierwerkzeug 12 mittels
entsprechender Ausformungen 15 des Kalibrierwerkzeug 12 seitlich
abstehend ausgeformt werden. Man erkennt die Ausformungen 15 seitlich
am Kalibrierwerkzeug 12. Man erkennt ferner am Kalibrierwerkzeug 12 eine
Mittelstütze 16 (über die
Länge des
Kalibrierwerkzeugs 12 sind mehrere Mittelstützen 16 vorgesehen),
durch die der Abstand des Grundwerkzeugs 11 vom Kalibrierwerkzeug 12 exakt
vorgegeben wird. Damit wird die Lage des Flansches 8 an
der ersten Halbschale 6 in der Biegung des Flansches 9 an
der zweiten Halbschale 7 exakt vorgegeben.
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Die
in 5 dargestellten, seitlichen Bördelschieber 14 werden
dann in der durch die Pfeile angegebenen Richtung auf Maß angestellt,
d.h. tatsächlich
bis auf einen vorgegebenen Enddruck zugestellt, so daß sich der
gewünschte
Spalt unter Berücksichtigung
der Rückfederung
des Materials von selbst einstellt. Durch diese Bördelschieber 14 läßt sich
der gewünschte
Luftspalt für
die Laserschweißung
perfekt auf das gewünschte
Maß von
10/100 mm einstellen. Damit gewinnt man insgesamt eine perfekt gerade
verlaufende, optimal verrundete Kante an den Flanschen 8, 9 der
Halbschalen 6, 7.
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Der
gegebenenfalls mit Schottblechen 5 versehene, aus den beiden
Halbschalen 6, 7 zusammengeschweißte Grundträger – Strukturbauteil 1 – kann im
weiteren Herstellungsverfahren dann mit weiteren Kleinteilen und
Anbauteilen komplettiert zum Cockpit-Modul insgesamt aufgerüstet werden. Das
Endergebnis ist ein Strukturbauteil 1 hoher Gesamtsteifigkeit,
optimaler verletzungssicherer Handhabbarkeit und optimaler Einbausicherheit
hinsichtlich Kantenschutz etc.