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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Montage eines
Strukturbauteils für
ein Fahrzeug, wobei das Strukturbauteil hergestellt und danach in
einem Karosserierohbau des Fahrzeugs montiert wird.
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Aus
der
DE 102 14 473
A1 ist ein Querträger zwischen
zwei seitlichen Randbereichen einer Fahrzeugstruktur mit wenigstens
einem Haltelement zur Anbindung von Fahrzeugfunktionselementen bekannt.
Der einteilige Querträger
besteht in axialer Richtung aus zumindest zwei Abschnitten mit unterschiedlichen
Außendurchmessern,
wobei sich zwischen den Abschnitten jeweils ein kontinuierlicher Übergangsbereich
befindet.
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Der
Karosserierohbau eines Fahrzeugs weist regelmäßig mehrere Strukturbauteile
auf. Beispielsweise sind mehrere Träger in den Karosserierohbau
eingebaut, die mittels mehrerer Übergangsbauteile
miteinander verbunden sind. Unterschiedlich geformte Strukturbauteile
werden dabei mit separaten Werkzeugen hergestellt, was insbesondere
bei kleineren Fahrzeugserien mit hohen Werkzeugkosten und somit
auch mit hohen Herstellungskosten verbunden ist.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
insbesondere bei kleineren Fahrzeugserien die Kosten für die Herstellung
unterschiedlicher Strukturbauteile reduzieren zu können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem
Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur
Herstellung und Montage eines Strukturbauteils für ein Fahrzeug, insbeson dere
Kraftfahrzeug, wird das Strukturbauteil hergestellt und danach in
einem Karosserierohbau des Fahrzeugs montiert, wobei die Herstellung
des Strukturbauteils zumindest folgende Verfahrensschritte aufweist:
- a) Bereitstellen eines Werkzeugs zum Bilden
eines Grundbauteils,
- b) Bilden des Grundbauteils mittels des Werkzeugs,
- c) Trennen des Grundbauteils in wenigstens zwei Teile,
- d) Zusammenfügen
der beiden Teile zu dem Strukturbauteil.
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Es
wurde erkannt, dass in den Karosserierohbau des Fahrzeugs Bauteile
eingebaut werden, die nur geringfügig voneinander abweichen,
insbesondere eine unterschiedliche Längserstreckung aufweisen. Erfindungsgemäß wird daher
ein Werkzeug zum Bilden oder Herstellen von einem der Bauteile geschaffen
und/oder bereitgestellt, das als Grundbauteil bezeichnet wird und
insbesondere eine größere Längserstreckung
als ein anderes der Bauteile aufweist. Nach dem Bilden des Grundbauteils
mittels des Werkzeugs wird das andere Bauteil zumindest unter Anwendung
der Verfahrensschritte c) und d) aus dem Grundbauteil gefertigt,
wobei das andere Bauteil als Strukturbauteil bezeichnet wird. Das Nachbearbeiten
des Grundbauteils zum Fertigen des Strukturbauteils und/oder das
Zusammenfügen
erfolgt bevorzugt derart, dass das Strukturbauteil eine zu dem Grundbauteil
abweichende Form aufweist. Unter dem Begriff Nachbearbeiten werden
insbesondere diejenigen Schritte verstanden, die nach dem Bilden
des Grundbauteils und vor der Montage des Strukturbauteils durchgeführt werden.
Bisher noch nicht genannte aber zusätzlich mögliche Nachbearbeitungsschritte
werden unter anderem in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
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Obwohl
zum Herstellen des Strukturbauteils das mittels des Werkzeugs gebildete
Grundbauteil zumindest gemäß der Schritte
c) und d) nachbearbeitet wird, kann eine Kostenersparnis erzielt
werden, da ein mittels des Werkzeugs hergestelltes anderes Grundbauteil
ebenfalls in dem Karosserierohbau montiert werden kann und bevorzugt
auch montiert wird. Somit ist es möglich, ein zweites Werkzeug
einzusparen, mit dem das Strukturbauteil direkt gebildet wird. Die
Herstellung eines solchen zweiten Werkzeugs ist insbesondere bei
Fahrzeugserien mit kleinerer Stückzahl
teuerer als die mit der Nachbearbeitung gemäß der Schritte c) und d) verbundenen
Kosten. Fahrzeuge, die mit kleinerer Stückzahl hergestellt werden,
sind z. B. Cabriolets.
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Wie
bereits angesprochen, weist das Strukturbauteil bevorzugt eine von
dem Grundkörper
abweichende Form auf. Unter dem Ausdruck „abweichende Form" ist z. B. zu verstehen,
dass das Strukturbauteil eine unterschiedliche, insbesondere eine kürzere Längserstreckung
als das Grundbauteil aufweist. Dies umfasst auch den Fall, in dem
die Form des Strukturbauteils abgesehen von der Längserstreckung
mit der Form des Grundbauteils übereinstimmt.
Es ist aber auch möglich,
dass die Form des Strukturbauteils auf andere Weise von der Form
des Grundbauteils abweicht. In diesem Fall kann das Strukturbauteil
sogar dieselbe Längserstreckung
wie das Grundbauteil aufweisen.
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Das
Trennen des Grundbauteils in die wenigstens zwei Teile erfolgt bevorzugt
durch Heraustrennen eines Bereichs aus dem Grundbauteil, wobei vor
dem Heraustrennen der Bereich insbesondere zwischen den Teilbereichen
des Grundbauteils angeordnet ist, die nach dem Heraustrennen die
beiden Teile bilden. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, zumindest
eines der Teile oder beide Teile vor dem Zusammenfügen zu kürzen. Ferner
kann zumindest eines der Teile vor oder während dem Zusammenfügen relativ
zu dem anderen Teil verdreht werden.
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Das
Grundbauteil wird bevorzugt teilweise oder vollständig als
Rohr gebildet oder hergestellt, insbesondere mittels Innen-Hochdruck-Umformen. Bei
dem Werkzeug handelt es sich somit bevorzugt um ein Innen-Hochdruck-Umformwerkzeug.
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Jedes
der Teile weist einen für
das Zusammenfügen
vorgesehenen Endbereich auf, wobei das Zusammenfügen insbesondere dadurch erfolgt,
dass die beiden Endbereiche fest miteinander verbunden, insbesondere
miteinander verschweißt
werden.
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Das
Grundbauteil weist bevorzugt unterschiedliche Außendurchmesser auf, sodass
z. B. einer der Endbereiche ein zumindest einseitig offenes Rohr
oder Rohrstück
mit einem Innendurchmesser bildet, der größer oder gleich dem Außendurchmesser
des anderen Endbereichs ist. Für
das Zusammenfügen
werden die beiden Endbereiche ineinander geschoben und danach fest
miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt.
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Das
Grundbauteil weist bevorzugt einen gekrümmten und/oder abgewinkelten
Verlauf auf. Insbesondere wird zumindest eines der Teile bezüglich seiner
Ausgangslage relativ zu dem anderen Teil verdreht, bevor die beiden
Teile zu dem Strukturbauteil zusammengefügt bzw. fest miteinander verbunden werden.
Alternativ kann das Zusammenfügen
aber auch ohne eine Verdrehung der Teile relativ zueinander erfolgen.
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Das
Strukturbauteil wird bevorzugt zwischen zwei Trägern des Karosserierohbaus
angeordnet und fest mit den beiden Trägern verbunden. Das Strukturbauteil
bildet somit insbesondere ein Übergangsbauteil.
Die beiden Träger
bilden bevorzugt jeweils einen Längsträger oder
einen Querträger
des Fahrzeugs. Alternativ kann aber auch einer der Träger einen Längsträger des
Fahrzeugs und ein anderer der Träger
einen Querträger
des Fahrzeugs bilden.
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Bevorzugt
wird mittels des Werkzeugs wenigstens ein anderes Grundbauteil gebildet,
das in dem Karosserierohbau des Fahrzeugs montiert wird. Zur Unterscheidung
des anderen Grundbauteils von dem bisher beschriebenen Grundbauteil,
wird letzteres auch als das eine Grundbauteil bezeichnet.
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Das
andere Grundbauteil kann zeitlich vor oder nach dem einen Grundbauteil
gebildet werden. Insbesondere wird das andere Grundbauteil ohne eine
Nachbearbeitung gemäß der Schritte
c) und d), in den Karosserierohbau montiert, wobei diese Montage
zeitlich vor oder nach der Montage des Strukturbauteils erfolgen
kann. Ebenfalls ist eine gleichzeitige Montage von dem anderen Grundbauteil
und dem Strukturbauteil möglich.
Die beiden Grundbauteile sind bevorzugt identisch aufgebaut. Insbesondere wird
oder ist das andere Grundbauteil identisch zu dem einen Grundbauteil
ausgebildet.
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Das
andere Grundbauteil wird bevorzugt zwischen zwei Trägern des
Karosserierohbaus angeordnet und fest mit den beiden Trägern verbunden. Das
andere Grundbauteil bildet somit insbesondere ein Übergangsbauteil.
Die beiden Träger
bilden bevorzugt jeweils einen Längsträger oder
einen Querträger
des Fahrzeugs. Alternativ kann aber auch einer der Träger einen
Längsträger des
Fahrzeugs und ein anderer der Träger
einen Querträger
des Fahrzeugs bilden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, in dessen Karosserierohbau
ein gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
hergestelltes Strukturbauteil eingebaut ist,
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2 eine
perspektivische Ansicht des Karosserierohbaus des Fahrzeugs nach 1 und
eines Grundbauteils,
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3 eine
perspektivische Einzelansicht des Grundbauteils nach 2,
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4 eine
schematische Schnittansicht des Grundbauteils nach 2,
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5 eine
schematische Schnittansicht von zwei separaten Teilen, die durch
Trennen des Grundbauteils gewonnen worden sind,
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6 eine
perspektivische Darstellung eines der Teile nach 5 vor
und nach einer Verdrehung,
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7 eine
schematische Schnittansicht eines Strukturbauteils, das aus den
beiden Teilen nach 5 zusammengefügt ist,
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8 eine
perspektivische Teilansicht des Karosserierohbaus mit dem Strukturteil
nach 7 im eingebauten Zustand und
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9 eine
perspektivische Teilansicht des Karosserierohbaus mit einem anderen
Grundbauteil im eingebauten Zustand.
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Aus 1 ist
eine perspektivische Ansicht eines als Cabriolet ausgebildeten Fahrzeugs 1 ersichtlich,
das einen Karosserierohbau 2 (siehe 2) aufweist
der von einer Außenverkleidung 3 und
von einer Innenverkleidung 4 verdeckt ist.
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Aus 2 ist
eine perspektivische Ansicht des Karosserierohbaus 2 im
teilmontierten Zustand ersichtlich. Ferner ist in 2 ein
Grundbauteil 6 dargestellt, aus dem ein in den Karosserierohbau 2 einzubauendes
Strukturbauteil 5 (siehe 7) hergestellt
wird. Die beiden Linien 7 und 8 definieren dabei einen
Bereich 9 des Grundbauteils 6, der zum Herstellen
des Strukturbauteils 5 aus dem Grundbauteil 6 herausgetrennt
wird. Die beiden Pfeile 10 verdeutlichen, dass das aus
dem Grundbauteil 6 hergestellte Strukturbauteil 5 in
den Karosserierohbau 2 eingebaut wird.
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Das
Grundbauteil 6 ist in einer perspektivischen Einzelansicht
aus 3 und in einer schematischen Schnittdarstellung
aus 4 ersichtlich. Ferner ist in 3 ein
Innen-Hochdruck-Umformwerkzeug 25 schematisch angedeutet,
mittels welchem das Grundbauteil 6 hergestellt worden ist.
Neben dem Bereich 9 weist das Grundbauteil 6 ferner
zwei Teilbereiche 11 und 12 auf, zwischen denen
der Bereich 9 angeordnet ist. Die beiden Teilbereiche 11 und 12 werden
am Ort der Linien 7 und 8 von dem Bereich 9 abgetrennt.
Nach dem Abtrennen bildet der Teilbereich 11 ein separates
Teil 13 (siehe 5) und der Teilbereich 12 ein
separates Teil 14 (siehe 5). Das
Abtrennen der beiden Teilbereiche 11 und 12 kann
z. B. gleichzeitig erfolgen. Alternativ ist es möglich, zuerst den Teilbereich 11 (oder 12)
und danach den anderen Teilbereich 12 (oder 11)
abzutrennen. In diesem Fall kann das letztere Abtrennen auch als
Kürzen
eines Teils bezeichnet werden, das aus dem anderen Teilbereich 12 (oder 11)
und dem Bereich 9 zusammengesetzt ist.
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Aus 5 ist
eine schematische Schnittansicht der beiden Teile 13 und 14 ersichtlich,
die jeweils einen Endbereich 15 bzw. 16 umfassen.
Dabei weist der Endbereich 15 einen Innendurchmesser auf,
der größer als
der Außendurchmesser
des Endbereichs 16 ist. Die beiden Teile 13 und 14 werden mit
ihren Endbereichen 15 und 16 ineinander geschoben,
wobei der ineinander geschobene Zustand der beiden Teile 13 und 14 in 5 gezeigt
ist. Ferner wird das Teil 13 ge genüber dem Teil 14 verdreht, was
aus 6 ersichtlich ist.
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In 6 ist
das Teil 13 in perspektivischer Ansicht vor und nach dem
Verdrehen dargestellt, wobei das Bezugszeichen 17 die Position
des Teils 13 vor dem Verdrehen und das Bezugszeichen 18 die Position
des Teils 13 nach dem Verdrehen kennzeichnet. Nach dem
Ineinanderschieben der beiden Teile 13 und 14 und
nach dem Verdrehen des Teils 13 relativ zu dem Teil 14 werden
die beiden Teile 13 und 14 an ihren Endbereichen 15 und 16 miteinander
verschweißt.
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Aus 7 ist
eine schematische Schnittansicht der beiden miteinander verschweißten Teile 13 und 14 ersichtlich,
wobei die Schweißnaht
mit dem Bezugszeichen 19 bezeichnet ist. Die beiden Teile 13 und 14 bilden
zusammen das Strukturbauteil 5.
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Das
Strukturbauteil 5 wird in den Karosserierohbau 2 montiert.
Dazu wird das Strukturbauteil 5 zwischen zwei Querträgern 20 und 21 (siehe 8) des
Karosserierohbaus 2 angeordnet und fest mit den Querträgern 20 und 21 verbunden.
Eine perspektivische Teilansicht des Karosserierohbaus 2 mit dem
eingebauten Strukturbauteil 5 ist aus 8 ersichtlich.
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Ferner
wird ein anderes Grundbauteil 22 (siehe 9)
hergestellt, das identisch zu dem Grundbauteil 6 ausgebildet
ist. Dazu wird das Grundbauteil 22 mit demselben Werkzeug 25 wie
das Grundbauteil 6 gebildet.
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Das
Grundbauteil 22 wird in den Karosserierohbau 2 montiert.
Dazu wird das Grundbauteil 22 zwischen zwei Längsträgern 23 und 24 (siehe 9) des
Karosserierohbaus 2 angeordnet und fest mit den Längsträgern 23 und 24 verbunden.
Eine perspek tivische Ansicht des Karoserierohbaus 2 mit
dem montierten Grundbauteil 22 ist aus 9 ersichtlich.