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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum bedarfsweisen Erzeugen eines
Durchbruchs in einem Karosserieabschnitt eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Karosserien
von Kraftfahrzeugen benötigen an
den unterschiedlichsten Stellen Durchbrüche zur Durchführung von
Leitungen, Gestängen
oder komplexeren Bauteilen. Bei der Serienfertigung von Kraftfahrzeugen
in großer
Stückzahl
mit der Möglichkeit
der Individualisierung entsprechend den Kundenwünschen und/oder unter Berücksichtigung
unterschiedlicher Marktanforderungen hängt die Art und die Anzahl
derartiger Durchbrüche
von vielerlei Faktoren ab, beispielsweise der jeweiligen Länderausführung, Motorisierung,
Antriebsart, Sonderausstattung etc. Ein besonders anschauliches
Bauspiel unterschiedlich benötigter
Durchbrüche
in einem Kraftfahrzeug ist die Anordnung der Lenksäule in der rechten
oder in der linken Karosseriehälfte,
je nach dem, ob das Kraftfahrzeug für einen Markt mit Rechts- oder Linksverkehr
bestimmt ist.
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Eine
Möglichkeit,
Durchbrüche
für alle
benötigten
Varianten eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, besteht darin,
bereits im Rohbau der Karosserie eine Vielzahl von Durchbrüchen vorzusehen,
so dass alle Varianten bedient werden können. Nicht benötigte Durchbrüche werden
beispielsweise mit Deckeln verschlossen, wodurch sich jedoch ein
hoher Aufwand für
die Abdichtmaßnahmen
sowie das feste Anbringen dieser Deckel (Kleben, Nieten, Verschrauben etc.)
ergibt. Durch überlappende
Flansche führen diese
Deckel auch zu einem Mehrgewicht. Zudem verschlechtern sich die
Steifigkeitseigenschaften der Karosserie infolge der zahlreichen
Durchbrüche. Auch
die akustischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit
verschlechtern sich.
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Zur
Vermeidung einiger der genannten Nachteile ist es bekannt, anstelle
von Durchbrüchen, die
an allen in Frage kommenden Stellen der Karosserie tatsächlich vorgehalten
werden, die Karosserie an allen in Betracht kommenden Stellen beispielsweise
mit einem Laser zu perforieren und anschließend je nach Variante des Kraftfahrzeuges
nur an denjenigen Präparationsstellen,
an denen tatsächlich ein
Durchbruch benötigt
wird, ein Werkzeug anzusetzen und damit den Durchbruch durch Herausschlagen
des perforierten Bereiches zu erzeugen. Durch das prophylaktische
Perforieren entsteht jedoch auch ein vergleichsweise hoher Aufwand,
mit einer unsauberen Abtrennstelle des herausgeschlagenen Blechteiles.
Außerdem
erfolgt bereits durch das Perforieren eine Schwächung der Kraftfahrzeugkarosserie. Gegebenenfalls
muss die nicht verwendete perforierte Präparationsstelle abgedichtet
werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem bei Varianten
eines Kraftfahrzeuges an der bereits lackierten Karosserie in einfacher
Weise bedarfsweise Durchbrüche
erzeugt werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Kerngedanke
ist es hierbei, den Durchbruch durch einen Stanzvorgang am bereits
lackierten Karosserieabschnitt nur dann und erst dann zu erzeugen,
wenn er wirklich benötigt
wird. Somit tritt keine unnötige
Schwächung
der Karosseriestruktur durch „vorgehaltene" und tatsächlich nicht
benötigte
Durchbrüche
ein, so dass sich Vorteile hinsichtlich des Crashverhaltens, der
Steifigkeit der Karosserie, der akustischen Eigenschaften und der
Homogenität
des Blechmaterials ergeben. Mit der Beschränkung auf die tatsächlich notwendige
Anzahl von Durchbrüchen ergeben
sich keine unnötigen
Undichtigkeitsstellen an der Karosserie. Außerdem fallen keine zusätzlichen
Materialkosten für
Deckel zum Verschließen der
Durchbrüche
an, ebenso wenig wie Fertigungskosten für die Montage und die Abdichtung
der Deckel entstehen. Auch ergeben sich Gewichtsvorteile, weil Deckel mit
einem überlappenden
Flansch vermieden werden können.
Das Stanzwerkzeug kann nahezu überall
an einer Fahrzeugkarosserie und grundsätzlich zu jedem Zeitpunkt nach
dem Abschluss des Lackiervorgangs an einer Kraftfahrzeugkarosserie
angesetzt werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
eignet sich für
ein breites Spektrum von Anwendungsfällen. Eine wichtige Anwendung
sind hierbei Länderausführungen
für Rechts-
bzw. Linksverkehr, die unterschiedliche Durchbrüche für die Lenksäule, die Scheibenwischerachsen,
das Bremsgerät,
das Fußhebelwerk
etc. bedingen. Weiterhin müssen
je nach Länderausführung, Motorisierung,
Antriebsart (Schalt- oder
Automatikgetriebe, Front- bzw. Heckantrieb, Allradantrieb, Hybridantrieb
etc.), Sonderausstattung usw. unterschiedliche Durchbrüche für eine Vielzahl
von Komponenten bedarfsweise angebracht werden, wie beispielsweise
einzelne elektrische Leitungen sowie komplette Kabelbäume, Hydraulikleitungen,
Druckluftleitungen, Kraftstoffleitungen, Leitungen für Heizung
und/oder Klimatisierung, Seilzüge,
Gestänge,
Hebel, Wellen, Heiz-Klima-Geräte, Schaltböcke, Schaltgestänge, Rückfahrkameras, Dachantennen,
Dachrelings, Kamerasysteme, Sensorsysteme, gegebenenfalls Komponenten
für Hybridfahrzeuge
usw.
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Der
grundsätzlich
beim Erzeugen des Durchbruches an der bereits lackierten Karosserie
entstehende Stanzgrat muss zur Vermeidung von Korrosion nachbehandelt
werden.
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In
Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Stanzwerkzeug mit einem Stanzteller
und einem Gegenhalter eingesetzt. Der Stanzteller entspricht in Form
und Größe dem zu
erzeugenden Durchbruch und wird an der betreffenden Stelle der Fahrzeugkarosserie
positioniert. An der gegenüberliegenden Seite
des Karosserieabschnitts wird der zugehörige Gegenhalter angeordnet,
so dass eine Abstützung der
aufzubringenden Stanzkraft erfolgt. Damit ist eine Zugänglichkeit
der Karosserie von zwei Seiten erforderlich.
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Ein
derartiges Stanzwerkzeug ist beispielsweise zangenartig ausgeführt, mit
einer festen Lagezuordnung von Stanzteller und Gegenhalter an den Endabschnitten
der „Zange" und mit einer Einrichtung
zum Aufbringen der Stanzkraft zwischen Stanzteller und Gegenhalter,
vergleichbar einer Schweißzange
im Karosseriebau. Nachteilig hierbei sind das vergleichsweise hohe
Gewicht und die Größe eines derartigen
Stanzwerkzeuges, wodurch die Zugänglichkeit
eingeschränkt
und das Handling erschwert wird.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird an der Stelle der Fahrzeugkarosserie oder des Karosserieabschnittes, an
der ein Durchbruch benötigt
wird, ein kleines Führungsloch
eingebracht. Dieses Führungsloch
dient der Positionierung des Stanzwerkzeugs. Das Stanzwerkzeug weist
einen Stanzteller auf, dessen Stanzeinrichtung in Größe und Kontur
so ausgebildet ist, dass der Stanzteller den benötigten Durchbruch erzeugen
kann. Vom Stanzteller steht etwa senkrecht eine Zugstange ab, die
zur Durchführung
durch das Führungsloch
bestimmt ist. Zunächst
wird der Stanzteller an der einen Seite des zu bearbeitenden Karosserieabschnittes
des Fahrzeugs angeordnet. Anschließend wird an der anderen Seite
des Karosserieabschnittes auf die Zugstange eine Zugkraft aufgebracht,
die den Stanzteller gegen den Karosserieabschnitt presst, wodurch
der Durchbruch ausgestanzt wird. Hierbei stützt sich der Stanzteller (Patrize)
gegen eine Gegenform (Matrize) ab (oder umgekehrt). Eine gewisse
Einschränkung
besteht lediglich in der Geometrie der Durchbrüche, die nur in begrenztem
Maß von
einer zweidimensionalen Gestalt abweichen kann.
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Mit
der oben beschriebenen Ausgestaltung des Verfahrens ist es in einfacher
Weise möglich,
mit einem nur sehr kleinen Führungsloch
durch Ansetzen eines entsprechend größeren Stanzwerkzeuges, das
durch das Führungsloch
in seiner Lage positioniert wird, einen großen Durchbruch zu erzeugen,
exakt an der vorgegebenen Stelle und ausschließlich bei denjenigen Fahrzeugen,
bei denen der Bedarf für den
jeweiligen Durchbruch tatsächlich
gegeben ist.
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Das
für das
erfindungsgemäße Verfahren benötigte Werkzeug
kann sehr einfach und kostengünstig
gestaltet sein, im Unterschied zu den im Presswerk während des
Karosserierohbaus eingesetzten teuren Werkzeugen mit einem Stanzeinsatz. Aufgrund
des kompakten Aufbaus kann das Werkzeug nahezu überall an einer Fahrzeugkarosserie und
grundsätzlich
zu jedem Zeitpunkt während
der Herstellung einer Kraftfahrzeugkarosserie eingesetzt werden.
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Der
Zugstempel kann einteilig oder zweiteilig ausgeführt sein. Bei der einteiligen
Version ist die Zugstange fest mit dem Stanzteller verbunden und steht
etwa senkrecht hiervon ab. Bei der zweiteiligen Ausführung ist
die Zugstange vom Stanzteller getrennt und kann beispielsweise in
ein Innengewinde am Stanzteller eingeschraubt werden. Auch eine
aufhebbare Rastverbindung oder dergleichen ist denkbar.
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Bei
einem einteilig ausgebildeten Zugstempel wird die Zugstange von
derjenigen Seite her in das Führungsloch
eingeführt,
an welcher der Stanzteller nachfolgend zur Anlage am Karosserieabschnitt
kommen soll. Beim zweiteiligen Zugstempel kann die Zugstange alternativ
auch von derjenigen Seite her in das Führungsloch eingeführt werden,
an der nachfolgend die Zugkraft aufgebracht wird.
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Der
Stanzteller ist bevorzugt als im Wesentlichen ebene Platte ausgebildet,
wobei der umlaufende Rand der Platte im Zusammenwirken mit einer
auf der anderen Seite des Karosserieabschnitts angeordneten Matrize
die „Schneide" für den Stanzvorgang
bildet.
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Der
Stanzteller kann entlang seines umlaufenden Randes eine unterschiedliche
Dicke haben, so dass auf der dem Karosserieabschnitt zugewandten
Seite des Stanztellers beispielsweise eine wellenförmige „Schneide" entsteht, die zu
Beginn des Stanzvorgangs nur an einem Teilumfang des zu schaffenden
Durchbruchs ansetzt und erst im weiteren Verlauf des Stanzvorgangs
vollständig
entlang des Umfangs einsetzt. Durch die hiermit erreichte Schnittkraftreduzierung
wird ein verbesserter Stanzvorgang, vergleichbar mit einem Schälvorgang,
erreicht. Dies ist insbesondere bei dickeren Blechmaterialien von
Vorteil, um eine über
den Stanzverlauf gleichmäßige und
nicht zu hohe Schnittkraft zu gewährleisten.
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Neben
plattenförmigen
Stanztellern sind auch „topfförmige" Varianten denkbar,
mit einem in Richtung der Matrize abstehenden umlaufenden „Stanzring". Anlog zum ebenen
Stanzteller kann hierbei die Schneidkante des Stanzringes eine konstante Höhe gegenüber dem
Boden des topfförmigen Stanztellers
haben oder analog zum ungleichmäßig dicken
Stanzteller eine entlang des Umfangs des Stanzringes variierende
Höhe aufweisen,
beispielsweise wiederum wellenförmig.
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Außerdem kann
die Seitenfläche
des Stanztellers oder des Stanzringes parallel zur Zugrichtung verlaufen
oder unter einem kleinen Winkel hierzu abgeschrägt sein.
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Die
Zugkraft kann beispielsweise über
eine hydraulische, eine pneumatische oder eine elektrische Antriebseinheit
auf die Zugstange des Stanzwerkzeugs aufgebracht werden. Von Vorteil
ist hierbei, dass auf die Zugstange eine flexible und einfache Antriebseinheit
aufgesetzt werden kann, die bei geringen Abmessungen auch an vergleichsweise schlecht
zugänglichen
Stellen positioniert werden kann. Bevorzugt werden aufgrund der
hohen erreichbaren Kräfte
hydraulische Antriebseinheiten eingesetzt. Selbstverständlich können jedoch
auch Elektromotoren zum Einsatz kommen, die z. B. über einen
Spindelantrieb die Zugkraft ausüben.
Denkbar ist des Weiteren auch das manuelle Ausüben einer Zugkraft, beispielsweise über eine
mit einem Handwerkzeug angetriebene Gewindespindel.
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Der
Stanzteller wird an der einen Seite des Karosserieabschnittes, an
dem der Durchbruch erzeugt werden soll, angesetzt. Anschließend wird
die Antriebseinheit auf die andere Seite des Karosserieabschnitts
aufgesetzt. Damit ist es erforderlich, dass beide Seiten des Karosserieabschnittes
zugänglich sind.
Einschränkungen
hinsichtlich der Zugänglichkeit
auf beiden Seiten können
sich aus bereits verbauten benachbarten Komponenten oder einem nicht
zugänglichen
Hohlraum ergeben.
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Bevorzugt
bildet (bei auf die Zugstange aufgesteckter Antriebseinheit) der
dem Karosserieabschnitt zugewandte Endabschnitt der Antriebseinheit ein
Gegenlager zum Stanzteller. Damit wirkt dieser Endabschnitt der
Antriebseinheit als Matrize für
den patrizenartigen Stanzteller (oder umgekehrt). Hierzu wird die
Antriebseinheit bereits beim Aufbringen auf die Zugstange soweit
als möglich
in Richtung des Karosserieabschnitts auf die Zugstange aufgesteckt.
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Beim
Einführen
eines einteiligen Zugstempels oder eines bereits zusammengesetzten
zweiteiligen Zugstempels in das Führungsloch von der „Stanzseite" des Karosserieabschnitts
steht die Zugstange an der „Antriebsseite" des Karosserieabschnittes
vor. Bevorzugt wird hierbei die Zugstange bereits während des
Durchschiebens durch das Führungsloch
direkt in die in Bereitschaft stehende Antriebseinheit eingeführt. Zum
erleichterten Einführen der
Zugstange in die Antriebseinheit ist die Einführöffnung an der Antriebseinheit
beispielsweise angeschrägt.
Die Verbindung zwischen Zugstange und Antriebseinheit erfolgt bevorzugt
durch formschlüssiges
Verrasten. Hierzu weist die Zugstange beispielsweise eine umlaufende
Rille oder dergleichen auf. Die Verbindung kann auch durch einen
Bajonettverschluss, mittels Magneten, durch eine Schraubverbindung
etc. erfolgen. Bei Verwendung von Elektromagneten können diese
beispielsweise beim Einführen
der Zugstange in die Antriebseinheit aktiviert werden und auf diese
Weise eine kraft- oder formschlüssige
Verbindung zwischen Zugstange und Antriebseinheit erzeugen.
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Das
Ausfahren der Zugstange aus der Antriebseinheit nach dem Stanzen
des Durchbruchs geschieht entweder über die Antriebseinheit selbst
oder über
eine separate Einrichtung, wie beispielsweise Federn, die sich während des
Stanzvorgangs vorspannen. Bei einer elektromagnetischen Koppelung werden
nach dem Stanzen und gegebenenfalls dem Ausfahren des Zugstempels
die Elektromagnete wieder deaktiviert, um die Werkzeugtrennung und
eine Herausnahme des ausgeschnittenen Blechteils zu ermöglichen.
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Hierbei
kann ein Abdrückmechanismus,
der beispielsweise über
einen Kolben oder einen Hebel arbeitet, das Ablösen des ausgeschnittenen Blechteils
vom Stanzteller und/oder der Antriebseinheit erleichtern.
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Um
zu verhindern, dass der Stanzteller beispielsweise nach dem Einsetzen
in das Führungsloch
wieder herausfällt,
ist eine Vorfixierung des Stanztellers am Karosserieabschnitt von
Vorteil (nicht erforderlich bei einem zangenartigen Stanzwerkzeug),
insbesondere dann, wenn die Zugstange nicht sogleich an die Antriebseinheit
gekoppelt wird. Vorteilhafterweise ist hierzu eine Vorfixierungseinrichtung
vorgesehen, die beim Ansetzen des Stanztellers aktiviert wird, zum
Beispiel über
Elektromagnete oder über
eine Unterdruck erzeugende Einrichtung. Hierdurch ist es möglich, zunächst mehrere Stanzteller
zu setzen, um nachfolgend mit einer einzigen Antriebseinheit der
Reihe nach die Durchbrüche
zu stanzen. Nach der Stanzung wird die Vorfixierungseinrichtung
wieder deaktiviert, um eine leichte Trennung des Stanzwerkzeuges
und eine Entnahme des ausgestanzten Blechteils zu erreichen.
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Die
Vorfixierungseinrichtung ist beispielsweise an der dem Karosserieabschnitt
zugewandten Seite des Stanztellers (Schneideseite des Stanztellers)
angeordnet und so ausgestaltet, dass sie sich während des Stanzvorgangs zur
Rückseite
des Stanztellers durchschiebt. Bei topfartigen Stanztellern ist
eine starre Anordnung der Vorfixierungseinrichtung innerhalb des
Topfes denkbar. Auch kann die Vorfixierungseinrichtung seitlich
des Stanztellers, also außerhalb
des Stanzbereiches, angeordnet werden.
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Bei
einer Ausführung
der Vorfixierungseinrichtung mit Magneten sind die Magnete beispielsweise
zylindrisch ausgebildet und im Stanzteller gegen Federkraft parallel
zur Zugrichtung längsverschieblich
geführt,
wobei sie sich mit dem Anlegen an den Karosserieabschnitt und dem
Aufbringen einer Zugkraft auf den Zugstempel durch den Stanzteller hindurchschieben.
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Die
Verschieblichkeit der Vorfixierungseinrichtung ist außerdem von
Vorteil, da hiermit eine Anpassung an einen gewölbten Karosserieabschnitt erreicht
wird und/oder der Verformung des ausgestanzten Bleches gefolgt werden
kann.
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Um
ein Verdrehen der Zugstange im Führungsloch
zu verhindern, kann das Führungsloch
von der kreisrunden Form abweichen. Hierbei kommen beispielsweise
ovale, langlochartige, viereckige oder polygone Geometrien in Betracht.
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Alternativ
ist es möglich,
benachbart zu einem kreisrunden Führungsloch eine zweite Öffnung vorzusehen.
Während
das Führungsloch
hierbei der Einbringung der Zugstange und der Zentrierung des Stanztellers
zur Matrize dient, kommt der zweiten Öffnung die Aufgabe der Verdrehsicherung
und der winkelgenauen Positionierung zu. Alle in Zusammenhang mit
der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen zur Herstellung des
Führungsloches betreffen
sinngemäß auch die
Herstellung der zweiten Öffnung.
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Bei
den Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die ein Führungsloch
verwenden, ist hinsichtlich des Zeitpunkts, zu dem das Führungsloch
eingebracht wird, zu unterscheiden:
In einer ersten Ausgestaltung
des Verfahrens werden die Führungslöcher bereits
im Rohbau am nicht lackierten Karosserieabschnitt eingebracht. Hierbei werden
bevorzugt bereits an allen Stellen, die bei den unterschiedlichen
Fahrzeugvarianten später
in Frage kommen, die kleinen Führungslöcher gesetzt,
beispielsweise durch Stanzen, Bohren, Fräsen etc. Nach dem Durchlauf
der Karosserie durch die Lackieranlage wird nur an denjenigen Führungslöchern, an
denen tatsächlich
ein Durchbruch benötigt
wird, das Stanzwerkzeug positioniert. Der Vorteil liegt in der einfachen
und kostengünstigen
Integration der kleinen Stanzeinheiten für die Herstellung der Führungslöcher in
die Presswerkzeuge im Rohbau.
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Die
nicht benötigten
Führungslöcher werden verschlossen,
was aufgrund der geringen Größe der Führungslöcher gut
möglich
ist. Die Führungslöcher stellen
keine nennenswerte Schwächung
der Steifigkeit der Karosserie dar. Die Abdichtung kann in einfacher
Weise durch entsprechend gestaltete kleine Stopfen realisiert werden.
Auch ergibt sich bei der Abdichtung durch Stopfen eine ausreichende
akustische Dämmung.
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In
einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens werden Führungslöcher nur
im Bedarfsfall an denjenigen Stellen an der bereits lackierten Karosserie
eingebracht, an denen ein Durchbruch benötigt wird. Das Einbringen des
Führungsloches
oder der Führungslöcher erfolgt
bevorzugt unmittelbar vor dem Stanzen des Durchbruchs. Für die Herstellung der
Führungslöcher eignen
sich in besonderer Weise alle spanenden Verfahren, beispielsweise
Bohren. Das Einbringen eines von der Kreisform abweichenden Führungsloches
erfolgt beispielsweise durch Fräsen
oder durch einen kombinierten Arbeitsgang aus Bohren und Fräsen. Das
bei der spanenden Bearbeitung anfallende Material wird durch Absaugen entfernt.
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Ein
großer
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt in der universellen Anwendbarkeit nach dem Rohbau der Karosserie,
um an der komplett lackierten Karosserie nachträglich bedarfsweise Durchbrüche einbringen
zu können.
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Entsprechend
den oben aufgezeigten Verfahrensvarianten können hierbei alle Varianten
der Fahrzeugkarosserie in einheitlicher Weise mit „vorgehaltenen" Führungslöchern hergestellt
werden. Alternativ erfolgt das Stanzen ohne Zuhilfenahme eines Führungslochs
oder an einem zuvor an der lackierten Karosserie gesetzten Führungsloch.
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Das
erfindungsgemäße Erzeugen
der Durchbrüche
kann sehr spät
im Montageablauf der Fahrzeugkarosserie erfolgen, an der Montagelinie der
Endmontage. So kann beispielsweise erst unmittelbar vor dem Einbau
der Lenksäule
der hierfür
erforderliche Durchbruch in der Stirnwand hergestellt werden.
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Da
zu diesem Zeitpunkt jedoch bereits andere Teile in die Fahrzeugkarosserie
eingebaut worden sind, ist möglicherweise
die Zugänglichkeit
sowohl für
den Zugstempel als auch die Antriebseinheit nicht mehr oder nicht
mehr ungehindert gegeben. Deshalb können in derartigen Fällen die
bedarfsweise benötigten
Durchbrüche
bereits am Anfang der Montagelinie erzeugt werden.
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Die
Durchbrüche
können
alternativ auch bereits nach dem Austritt der Karosserien aus der
Lackierlinie oder am Ausgang eines Zwischenpuffers für die lackierten
Karosserien, beispielsweise eines Hochregallagers, eingebracht werden,
weil hier eine besonders gute Zugänglichkeit besteht. Allerdings muss
bei dieser Alternative eine zusätzliche
Arbeitsstation außerhalb
der eigentlichen Montagelinie der Endmontage eingerichtet werden.
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Im
Einzelfall kann es aus Gründen
einer leichteren Zugänglichkeit
sinnvoll sein, die Durchbrüche
vor dem Anbau der Türen
und Klappen an das Fahrzeug anzubringen.
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Der
korrekte Verbau der Komponenten und entsprechend die korrekte Einbringung
der Durchbrüche
wird in bekannter Weise durch eine mit dem Fahrzeug mitlaufende
Konfigurationsdatei (in Papierform oder elektronisch) gewährleistet.
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Ein
mögliches
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 eine
Draufsicht auf einen Karosserieabschnitt eines Kraftfahrzeuges und
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2 bis 5 Schnittdarstellungen
zu den einzelnen Phasen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt
einen Karosserieabschnitt 1 eines Kraftfahrzeuges, vorliegend
das Unterteil einer Stirnwand eines Personenkraftwagens. An dem
Karosserieabschnitt 1 ist eine Mehrzahl von Durchbrüchen 2 zu
erkennen, zur Durchführung
unterschiedlicher Leitungen, Gestänge, Hebel, Wellen, Geräte etc.
Exemplarisch zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind hierbei
zwei Lenksäulendurchbrüche 3 hervorgehoben,
die je nach Ausführung
des Fahrzeugs als Rechts- oder Linkslenker in der rechten oder linken
Hälfte
des Karosserieabschnittes 1 benötigt werden. Die beiden Lenksäulendurchbrüche 3 befinden
sich zu beiden Seiten einer Aussparung 4 für einen
Getriebetunnel. Bei in bekannter Weise hergestellten Karosserieabschnitten 1 sind
die beiden Lenksäulendurchbrüche 3 bereits
im Rohbau hergestellt, wobei der jeweils nicht benötigte Lenksäulendurchbruch 3 durch
einen Deckel verschließbar
ist.
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Nachfolgend
soll demgegenüber
anhand der 2 bis 5 die bedarfsweise
Herstellung eines Lenksäulendurchbruchs 3 am
Karosserieausschnitt 1 erläutert werden.
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Wie
aus 2 hervorgeht, weist der Karosserieabschnitt 1 mittig
in dem zu erzeugenden Lenksäulendurchbruch 3,
dessen Erstreckung durch Linien x symbolisiert ist, ein Führungsloch 5 auf.
Das Führungsloch 5 ist
beispielsweise als Langloch mit den Abmessungen 10 mm × 18 mm
ausgeführt.
Sowohl in der rechten als auch in der linken Hälfte des Karosserieabschnittes 1 ist
jeweils ein Führungsloch 5 bereits
im Rohbau eingebracht worden.
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Gemäß 3 wird
der erste Teil 12 eines in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneten
Stanzwerkzeuges durch das Führungsloch 5 in
den Karosserieabschnitt 1 eingeführt. In der vorliegenden Betrachtungsweise
ist hierbei die Einführseite
als Rückseite R
des Karosserieabschnittes 1 bezeichnet, wenngleich bezogen
auf die Fahrtrichtung FR des Kraftfahrzeugs diese Seite die Vorderseite
der Stirnwand darstellt.
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Das
erste Teil 12 des Werkzeuges 10 ist als Zugstempel
ausgeführt
und setzt sich aus einem Stanzteller 14 und einer Zugstange 16 zusammen. Der
Stanzteller 14 besteht aus einer im Wesentlichen ebenen
Platte mit einer Form entsprechend der Form des zu erzeugenden Durchbruchs 3.
Der Stanzteller 14 weist an seinen Rändern eine umlaufende Stanzkante
auf. Etwa mittig vom Stanzteller 14 steht die Zugstange 16 ab,
bevorzugt im rechten Winkel zum Stanzteller 14. Der Querschnitt
der Zugstange 16 ist an den Querschnitt des Führungsloches 5 angepasst,
vorliegend also etwa rechteckförmig,
so dass sich hierdurch eine Verdrehsicherung und eine Winkelpositionierung
der Zugstange 16 im langlochartigen Führungsloch 5 ergibt.
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Mit
strichlierten Linien ist eine optionale Vorfixierungseinrichtung 18 dargestellt,
die mehrere zylindrische Elektromagnete aufweist. Die Elektromagnete
werden über
nicht dargestellte Federn in Richtung des Karosserieabschnitts 1 vorgespannt
und ragen vom Stanzteller 14 in Richtung des Karosserieabschnitts 1 ab.
Die Vorfixierungseinrichtung 18 wird mit dem Ansetzen des
Stanztellers 14 an den Karosserieabschnitt 1 aktiviert
und fixiert den Stanzteller 14 per Magnetkraft am Karosserieabschnitt 1.
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Wie
aus 4 hervorgeht, wird nach dem Einführen der
Zugstange 16 in das Führungsloch 5 auf
die Zugstange 16 eine in ihrer Gesamtheit mit 30 bezeichnete
Antriebseinheit aufgesetzt. Abweichend von der Darstellung der 2 und 3 kann
die Antriebseinheit 30 während des Durchschiebens der Zugstange 16 durch
das Führungsloch 5 so
an die Vorderseite V des Karosserieabschnitts 1 angesetzt werden,
dass mit dem Durchschieben der Zugstange 16 bereits ein
Einführen
in die Antriebseinheit 30 erfolgt. Hierbei ist an der Antriebseinheit 30 beispielsweise
eine elektromagnetische betätigte
Fixierungseinrichtung für
die Zugstange 16 vorgesehen, die mit dem Einführen der
Zugstange 16 aktiviert wird, so dass die Zugstange 16 formschlüssig mit
der Antriebseinheit 30 verbunden wird.
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Die
Antriebseinheit 30 ist als hydraulischer oder pneumatischer
Zylinder ausgeführt
und weist ein Gehäuse 32 mit
einem innen liegenden Kolben 34 auf. Das Gehäuse 32 hat
an seiner dem Karosserieabschnitt 1 zugewandten offenen
Seite einen freien Endabschnitt 36, der umlaufend ausgestaltet
ist. Dieser Endabschnitt 36 wirkt als "Matrize" und bildet das Gegenstück zur "Patrize" des Stanztellers 14.
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Nach
dem Aufsetzen der Antriebseinheit 30 wird der Kolben 34 entsprechend
der Richtung des Pfeils 40 bewegt, wodurch die Zugstange 16 entsprechend
der Richtung des Pfeils 40 mitbewegt wird. Damit kommt
einerseits der Stanzteller 14 an der Rückseite R des Karosserieabschnittes 1 zur
Anlage und andererseits legt sich der Endabschnitt 36 des
Gehäuses 32 an
der Vorderseite V des Karosserieabschnittes 1 an. Im weiteren
Verlauf durchtrennt die aus Stanzteller 14 und Endabschnitt 36 gebildete Stanzeinrichtung
den Karosserieabschnitt 1 im Bereich der durch das Führungsloch 5 vorbestimmten Präparationsstelle,
so dass der benötigte
Lenksäulendurchbruch 3 entsteht.
Dabei werden die verschieblichen Elektromagnete der Vorfixierungseinrichtung 18 entgegen
der Richtung des Pfeils 40 verlagert.
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5 zeigt
den Endzustand des Karosserieabschnittes 1 mit dem erzeugten
Lenksäulendurchbruch 3.
Das ausgeschnittene Blechteil 6 (entspricht dem Blechabschnitt
zwischen den beiden Linien x-x in den 2 und 3)
ist nunmehr im Inneren des Werkzeugs 10 und muss nachfolgend
wieder aus diesem entfernt werden. Dies kann nach dem Ausfahren
des Kolbens 34 entgegen der Richtung des Pfeils 40 geschehen,
wodurch der Stanzteller 14 wieder aus dem Gehäuse 32 austritt.
Die Vorfixierungseinrichtung 18 (sofern vorhanden) nimmt
hierbei das Blechteil 6 mit. Das Blechteil 6 löst sich
nach dem Deaktivieren der Elektromagnete von der Vorfixierungseinrichtung 18 und
kann nach dem Trennen der Zugstange 16 von der Antriebseinheit 30 entfernt werden.
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Die
Erfindung lässt
sich zusammenfassend wie folgt beschreiben: Bei einer bevorzugten
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum bedarfsweisen Erzeugen von Durchbrüchen in einem Karosserieabschnitt 1 eines
Kraftfahrzeuges sind wenigstens zwei Führungslöcher 5 vorgesehen,
die fallweise benötigten
Durchbrüchen 3 im
Karosserieabschnitt 1 entsprechen. Je nachdem, welcher Durchbruch 3 bei
der betreffenden Fahrzeugkarosserie tatsächlich benötigt wird, wird das eine oder
das andere Führungsloch 5 für das Einführen eines Werkzeuges 10 verwendet.
Das Werkzeug 10 besteht aus einem Zugstempel 12 mit
einem Stanzteller 14 und einer Zugstange 16. Die
Zugstange 16 wird von der Rückseite R des Karosserieabschnittes 1 durch
das betreffende Führungsloch 5 hindurchgeführt und
in eine an die Vorderseite des Karosserieabschnittes 1 angesetzte
Antriebseinheit 30 eingeführt. Die Antriebseinheit 30 ist
beispielsweise als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgeführt und hat
auf ihrer dem Karosserieabschnitt 1 zugewandten Seite einen
matrizenartig ausgeführten
freien Endabschnitt 36, der zusammen mit dem Stanzteller 14 eine
Stanzeinrichtung bildet. Die Antriebseinheit 30 fährt Stanzteller 14 und
Endabschnitt 36 derart zusammen, dass der dazwischen liegende
Blechabschnitt 6 ausgeschnitten wird und somit der benötigte Durchbruch 3 entsteht.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
können
mit vergleichsweise sehr kleinen Führungslöchern 5 Präparationsstellen
bereitgestellt werden, in die an einer bereits lackierten Karosserie bedarfsweise
das Werkzeug 10 eingesetzt und nachfolgend je nach Fahrzeugkonfiguration
die benötigten Durchbrüche 3 erzeugt
werden. Die nicht benötigten Führungslöcher 5 können mit
kleinen Stopfen verschlossen werden.