DE102004023045B4

DE102004023045B4 - Auflagevorrichtung

Info

Publication number: DE102004023045B4
Application number: DE200410023045
Authority: DE
Inventors: Gunnar Picht
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2013-04-18
Anticipated expiration: 2024-05-07
Also published as: DE102004023045A1

Abstract

Auflagevorrichtung (1) zur vorübergehenden Positionierung und Fixierung eines Strukturbauteils (2) in horizontaler Lage während der Warmbehandlung, wobei die Auflagevorrichtung (1) die Kontur des Strukturbauteils (2) unterstützende Einrichtungen (3) und eine Gitterstruktur (4) aus einzelnen, sich in Knotenpunkten (5) schneidenden Blechbauteilen (6) aufweist, welche durch eine Schweißverbindung miteinander verbunden sind und welche an den Knotenpunkten (5) jeweils eine nutenförmige Ausnehmung aufweisen, mit welcher die Blechbauteile (6) ineinander greifen, wobei die die Kontur des Strukturbauteils (2) unterstützenden Einrichtungen (3) als in den Blechbauteilen (6) angeordnete Aussparungen (7) ausgebildet sind und das Strukturbauteil (2) in den Aussparungen (7) angeordnet ist und zumindest abschnittsweise auf den Blechbauteilen (6) aufliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Auflagevorrichtung zur vorübergehenden Positionierung und Fixierung eines Strukturbauteils in horizontaler Lage während der Warmbehandlung, wobei die Auflagevorrichtung die Kontur des Strukturbauteils unterstützende Einrichtungen aufweist.
Durch die Warmbehandlung werden die mechanisch-technologischen Eigenschaften eines Strukturbauteils aus einem metallischen Werkstoff eingestellt. Zur Warmbehandlung werden die Strukturbauteile, beispielsweise ein Türinnenteil oder andere Fahrzeug-Strukturbauteile, hängend in einem Ofen angeordnet. Hierbei treten partiell erhebliche Verzüge der Bauteile auf. Zur Minimierung dieses Bauteilverzugs ist es bereits bekannt die Strukturbauteile in horizontaler Lage, also liegend der Warmbehandlung auszusetzen. Als Auflagevorrichtung dient hierbei ein geschweißter Auflagerahmen. Durch diese Auflagevorrichtung wurden die maßlichen Abweichungen geringfügig reduziert.
Wesentlich bessere Ergebnisse werden mittels einer Auflagevorrichtung der eingangs genannten Art erzielt. Hierbei ist das Strukturbauteil auf der Auflagevorrichtung und in horizontaler Lage angeordnet. Um den Verzug zu minimieren weist diese Auflagevorrichtung die Kontur des Strukturbauteils unterstützende Einrichtungen auf. Dabei besteht die Auflagevorrichtung aus einem Baustahl und die Kontur des Strukturbauteils wird durch eine Fräsbearbeitung in die Auflagevorrichtung bzw. in die an der Auflagevorrichtung angeordneten Einrichtungen eingebracht. Mit dieser Ausführung kann eine erhebliche Reduzierung der Verzüge über das gesamte Strukturbauteil erreicht werden.
Dabei erweist es sich allerdings als nachteilig, dass für die Warmbehandlung des Strukturbauteils auch die Auflagevorrichtung erwärmt werden muss. Da die Auflagevorrichtung ungefähr das Zehnfache des Gewichts des Strukturbauteils aufweist, wird der Großteil der für die Warmbehandlung insgesamt benötigten Energie ausschließlich für die Erwärmung der Auflagevorrichtung benötigt. Weiterhin ist die Herstellung der beschriebenen Auflagevorrichtung unter anderem durch die Fräsbearbeitung der die Kontur des Strukturbauteils begrenzenden Einrichtungen sehr zeitaufwändig und verursacht dadurch auch enorme Kosten.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Auflagevorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern. Dabei soll insbesondere die für die Warmbehandlung des Strukturbauteils benötigte Energie und die Herstellungskosten der Auflagevorrichtung reduziert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Auflagevorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also eine Auflagevorrichtung vorgesehen, welche eine Gitterstruktur aus einzelnen sich in Knotenpunkten schneidenden Blechbauteilen aufweist und dass die die Kontur des Strukturbauteils unterstützenden Einrichtungen als in den Blechbauteilen angeordnete Aussparungen ausgebildet sind, wobei das Strukturbauteil in den Aussparungen angeordnet ist und zumindest abschnittsweise auf den Blechbauteilen aufliegt. Durch die Gitterstruktur wird eine im Vergleich zum bekannten Stand der Technik wesentlich leichtere Konstruktion eines Auflagerahmens zur Verfügung gestellt. Durch diese bis zu 10%ige Gewichtsreduzierung im Hinblick auf den Auflagerahmen nach dem Stand der Technik, ergibt sich ein erhebliches Einsparungspotential hinsichtlich der zur Warmbehandlung benötigten Energie. Je weniger Energie für die Erwärmung und dadurch auch später für die Abkühlung benötigt wird, umso günstiger ist damit der gesamte Prozess der Warmbehandlung. Dabei ergeben sich sowohl Vorteile bezüglich der Prozesskosten als auch der Prozesszeit. Die Aussparungen in den Blechbauteilen zur Unterstützung der Kontur des Strukturbauteils werden bereits vor der Herstellung der Auflagevorrichtung, beispielsweise mittels eines Laserstrahls, in die einzelnen Blechbauteile eingebracht. Hierdurch werden die Anfertigungskosten und die Anfertigungszeit für die Herstellung der Auflagevorrichtung im Vergleich zu der Auflagevorrichtung nach dem Stand der Technik erheblich reduziert, da unter anderem der sehr zeitaufwändige Fräsvorgang der die Kontur des Strukturbauteils unterstützenden Einrichtungen komplett entfällt.
Für die Erfindung ist es wesentlich, dass die Blechbauteile an den Knotenpunkten jeweils eine nutenförmige Ausnehmung aufweisen, mit welcher die Blechbauteile ineinander greifen. Hierdurch wird auf überraschend einfache Art und Weise eine Möglichkeit geschaffen eine Verbindung zwischen den Blechbauteilen zu realisieren und die erfindungsgemäße Gitterstruktur zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass die Auflagevorrichtung zumindest ein Längsblech und zumindest ein Querblech aufweist, wobei das Längsblech orthogonal zu dem Querblech angeordnet ist. Durch die orthogonale Anordnung der Blechbauteile ergibt sich eine besonders stabile Gitterstruktur welche die Kontur des Strukturbauteils optimal unterstützt. Die Lage und die Anzahl der Längs- bzw. der Querbleche kann dabei an die bei der Warmbehandlung herrschende bzw. für die Warmumformung erforderliche Temperatur angepasst werden. Das bedeutet, je höher die Temperatur, desto mehr Bleche sind erforderlich. Der Abstand der Bleche untereinander sollte in Abhängigkeit der Bauteilerfordernisse angepasst werden.
Für die Erfindung ist es wesentlich, dass die Blechbauteile durch eine Schweißverbindung miteinander verbunden sind. Diese Schweißverbindung verhindert ein relatives Verschieben der Blechbauteile zueinander und garantiert eine optimale Unterstützung der Kontur der Strukturbauteile und damit einen minimalen Verzug. Dabei hat sich eine einfache Punktschweißverbindung zwischen den Bauteilen als ausreichend erwiesen.
Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Blechbauteile aus einem warmfesten Stahl bestehen. Durch die Verwendung eines hochwarmfesten korrosionsfesten Stahls, insbesondere Edelstahl, kann eine Auflagevorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die eine lange Einsatzdauer gewährleistet.
Eine andere besonders zweckmäßige Weiterbildung der vorliegenden Auflagevorrichtung wird auch dadurch geschaffen, dass die Auflagevorrichtung einen die Gitterstruktur zumindest abschnittsweise begrenzendes Profilelement aufweist, welches die Blechbauteile in einem außenseitigen Randabschnitt miteinander verbindet und an den Blechbauteilen fixiert ist. Hierdurch wird die Stabilität der Auflagevorrichtung wesentlich verbessert und die Handhabung der Auflagevorrichtung insbesondere bei einem Transport vor bzw. nach der Warmbehandlung verbessert.
Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn das Profilelement an einer unteren Stirnseite der jeweiligen Blechbauteile anliegt. Diese Ausbildung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Warmbehandlung des Strukturbauteils in einem Glühgestell erfolgt. Hierbei werden mehrere Auflagevorrichtungen schubladenartig übereinander oder nebeneinander in das Glühgestell eingeführt. Durch das an der unteren Stirnseite des Blechprofils angeordnete Profilelement wird also neben der Stabilisierung auch eine Führung der Auflagevorrichtung in dem Glühgestell gewährleistet.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, dass das Profilelement als ein die Gitterstruktur einschließender Rahmen ausgebildet ist. Durch diesen umlaufenden Rahmen wird die Stabilität der Gitterstruktur und damit die Unterstützung der Kontur des Strukturbauteils optimal gewährleistet. Es ergibt sich eine Art Schublade die dann problemlos in das Glühgestell eingeschoben werden kann.
Eine wiederum abgewandelte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, das die Auflagevorrichtung ein zweites die Gitterstruktur zumindest abschnittsweise begrenzendes Profilelement aufweist, welches die Blechbauteile in einem außenseitigen Randabschnitt miteinander verbindet, wobei das zweite Profilelement zumindest teilweise in einem der unteren Stirnseite abgewandten oberen Bereich des außenseitigen Randabschnittes angeordnet ist. Hierdurch wird die Stabilität der Auflagevorrichtung weiter verbessert. Außerdem ist das zusätzliche Profilelement besonders vorteilhaft für das Handling des Auflagerahmens. Hierdurch können Schnittverletzungen aufgrund der, auch wenn verrundeten, scharfen Bleche vermieden werden.
Dadurch, dass das Profilelement als ein die Gitterstruktur einschließender Rahmen ausgebildet ist, wird die Stabilität bzw. die Steifigkeit und das Handling der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter verbessert.
Eine weitere Verbesserung der Steifigkeit der Auflagevorrichtung bzw. der Stabilität der Gitterstruktur wird dadurch erreicht, dass das zweite Profilelement zumindest teilweise, insbesondere an den Eckpunkten der jeweiligen Rahmen, an dem ersten Profilelement fixiert ist.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Auflagevorrichtung;
2 die in 1 dargestellte Auflagevorrichtung mit einem in der Auflagevorrichtung angeordneten Strukturbauteil in einer perspektivischen Ansicht.
1 und 2 zeigen jeweils eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Auflagevorrichtung 1 zur vorübergehenden Positionierung und Fixierung eines in der 2 dargestellten und als Türinnenteil ausgebildeten Strukturbauteils 2. Das Strukturbauteil 2 ist während einer nachfolgenden Warmbehandlung liegend angeordnet. Die Auflagevorrichtung 1 und das Strukturbauteil 2 befinden sich also in einer horizontalen Lage. Um die maßlichen Abweichungen des Strukturbauteils 2 aufgrund der Warmbehandlung zu minimieren, weist die Auflagevorrichtung 1 Einrichtungen 3 auf, welche die Kontur des Strukturbauteils 2 unterstützen und einen Verzug verhindern. Die Auflagevorrichtung 1 wird durch Gitterstruktur 4 aus sich in Knotenpunkten 5 schneidenden und verschachtelten Blechbauteilen 6 gebildet. Die Blechbauteile 6 weisen an den Knotenpunkten 5 in den Figuren nicht dargestellte nutenförmige Ausnehmungen auf, mit welchen die Blechbauteile 6 ineinander greifen. Zur Fixierung werden die Blechbauteile 6 an den Knotenpunkten 5 durch Punktschweißlungen verbunden. Die die Kontur des Strukturbauteils 2 unterstützenden bzw. begrenzenden Einrichtungen 3 sind als in die Blechbauteile 6 einbrachte Aussparungen 7 ausgebildet, welche die Kontur des Strukturbauteils 2 abbilden und begrenzen. Das Strukturbauteil 2 liegt in den Aussparungen 7 angeordnet und auf der Gitterstruktur 4 bzw. auf den Blechbauteilen 6 auf. Die Gitterstruktur 4 wird durch ein, beispielsweise als 4-Kantprofil ausgebildetes, rahmenähnliches Profilelement 8 begrenzt, welches die Blechbauteile 6 in einem außenseitigen Randabschnitt 9 miteinander verbindet und an den Blechbauteilen 6 fixiert ist. Das Profilelement 8 liegt an einer unteren Stirnseite 10 der jeweiligen Blechbauteile 6 an. Um die Handhabung der Auflagevorrichtung 1 zu verbessern, werden die Blechbauteile 6 in einem oberen Bereich 11 des Randabschnittes 9 zusätzlich mittels eines zweiten Profilelementes 12 miteinander verbunden. Das zweite Profilelement 12 ist als Rohr ausgebildet und an den Eckpunkten 13 an dem ersten Profilelement 8 fixiert. Die in den beiden Figuren dargestellte Gitterstruktur 4 der Auflagevorrichtung 1 weist zwei parallel zueinander angeordnete Längsbleche 14 und vier parallel zueinander angeordnet Querbleche 15 auf, wobei die Längsbleche 14 orthogonal zu den Querblechen 15 angeordnet sind.
Bezugszeichenliste

1: Auflagevorrichtung
2: Strukturbauteil
3: Einrichtung
4: Gitterstruktur
5: Knotenpunkt
6: Blechbauteil
7: Aussparung
8: Profilelement
9: Randabschnitt
10: Stirnseite
11: Bereich
12: Profilelement
13: Eckpunkt
14: Längsblech
15: Querblech

Claims

Auflagevorrichtung (1) zur vorübergehenden Positionierung und Fixierung eines Strukturbauteils (2) in horizontaler Lage während der Warmbehandlung, wobei die Auflagevorrichtung (1) die Kontur des Strukturbauteils (2) unterstützende Einrichtungen (3) und eine Gitterstruktur (4) aus einzelnen, sich in Knotenpunkten (5) schneidenden Blechbauteilen (6) aufweist, welche durch eine Schweißverbindung miteinander verbunden sind und welche an den Knotenpunkten (5) jeweils eine nutenförmige Ausnehmung aufweisen, mit welcher die Blechbauteile (6) ineinander greifen, wobei die die Kontur des Strukturbauteils (2) unterstützenden Einrichtungen (3) als in den Blechbauteilen (6) angeordnete Aussparungen (7) ausgebildet sind und das Strukturbauteil (2) in den Aussparungen (7) angeordnet ist und zumindest abschnittsweise auf den Blechbauteilen (6) aufliegt.
Auflagevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagevorrichtung (1) zumindest ein Längsblech (14) und zumindest ein Querblech (15) aufweist, wobei das Längsblech (14) orthogonal zu dem Querblech (15) angeordnet ist.
Auflagevorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechbauteile (6) aus einem warmfesten Stahl bestehen.
Auflagevorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein die Gitterstruktur (4) zumindest abschnittsweise begrenzendes Profilelement (8, 12), welches die Blechbauteile (6) in einem außenseitigen Randabschnitt (9) miteinander verbindet und an den Blechbauteilen (6) fixiert ist.
Auflagevorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilelement (8) an einer unteren Stirnseite (10) der jeweiligen Blechbauteile (6) anliegt.
Auflagevorrichtung (1) nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilelement (8) als ein die Gitterstruktur (4) einschließender Rahmen ausgebildet ist.
Auflagevorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zweites, die Gitterstruktur (4) zumindest abschnittsweise begrenzendes Profilelement (12), welches die Blechbauteile (6) in einem außenseitigen Randabschnitt (9) miteinander verbindet, wobei das zweite Profilelement (12) zumindest teilweise in einem der unteren Stirnseite (10) abgewandten oberen Bereich (11) des außenseitigen Randabschnittes (9) angeordnet ist.
Auflagevorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilelement (12) als ein die Gitterstruktur (4) einschließender Rahmen ausgebildet ist.
Auflagevorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Profilelement (12) zumindest teilweise, insbesondere an den Eckpunkten (13) der jeweiligen Rahmen, an dem ersten Profilelement (8) fixiert ist.