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Die
Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung, insbesondere eine
Reparaturverbindungsanordnung, eines mehrere Hohlkammern aufweisenden
Trägers,
insbesondere eines Seitenschwellers, einer Karosserie eines Kraftwagens
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Weiterhin
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen
Verbindungsanordnung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 9.
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Nach
einer unfallbedingten Beschädigung
eines Trägers,
beispielsweise eines Seitenschwellers, eines Kraftwagens besteht
beispielsweise die Problematik, einen vorhandenen ersten Trägerabschnitt mit
einem neuen zweiten Trägerabschnitt,
welcher einen entsprechend beschädigten
Trägerabschnitt
ersetzen soll, so zu verbinden, dass sich zumindest annähernd die
gleichen Steifigkeit- und Stabilitätswerte des ursprünglichen
Trägers
realisieren lassen.
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Aus
bisherigen Reparaturverfahren ist es dabei bislang bereits bekannt,
den ersten Trägerabschnitt
mit dem weiteren, zweiten Trägerabschnitt mittels
einer Mehrzahl von als Steckrohren oder dergleichen Verbindungselementen
zu verbinden, welche die jeweilige Hohlkammer des ersten und zweiten
Trägerabschnitts
eingesteckt sind. Somit ergibt sich durch die Verbindungselemente
eine Steckverbindungsanordnung der beiden Trägerabschnitte, so dass diese
im Fügebereich
bereits gut miteinander verbunden sind. Allerdings ist es insbesondere
bei massiven und eine Vielzahl von Hohlkammern aufweisenden Trägern weiterhin
problematisch, die Trägerabschnitte
beispielsweise über
eine Schweißverbindung
miteinander zu verbinden. Eine solche Schweißverbindung kann dann nämlich lediglich
an den Außenseiten
der Trägerabschnitte
bzw. des Trägers
vorgesehen werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Verbindungsanordnung
bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindungsanordnung
zu schaffen, mittels welchen sich eine noch stabilere und steifere
Verbindung der beiden Trägerabschnitte
des Trägers
beschaffen ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Verbindungsanordnung sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen
der Patentansprüche
1 bzw. 9 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um
eine Verbindungsanordnung, insbesondere eine Reparaturverbindungsanordnung,
eines mehrere Hohlkammern aufweisenden Trägers der eingangs genannten
Art zu schaffen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der zweite
Trägerabschnitt,
welcher mit dem ersten Trägerabschnitt über die
Mehrzahl von Verbindungselementen verbunden ist, aus wenigstens
zwei Trägerteilen
gebildet ist. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, den
zweiten Trägerabschnitt
durch wenigstens zwei Trägerteile
zu bilden, da diese jeweils für
sich genommen bedeutend einfacher und stabiler mit dem ersten Trägerabschnitt
verbunden werden können.
Dies hat insbesondere bei einer Reparaturverbindungsanordnung den
erheblichen Vorteil, dass die ursprünglich vorhandene Steifigkeit
und Stabilität
des Trägers auch
nach einer Reparatur zumindest im Wesentlichen aufrechterhalten
werden kann. Die Verwendung von zwei Trägerteilen, welche den zweiten
Trägerabschnitt
bilden, hat dabei beispielsweise den Vorteil, dass jedes dieser
Trägerteile
auch in einem inneren bzw. mittleren Bereich des gesamten Trägers geschweißt werden
kann, was bei einem lediglich einteilig gestalteten Trägerabschnitt
nicht möglich
ist. So ist es beispielsweise möglich,
Schweißverbindungen auch
in einem inneren bzw. zentralen Bereich des später zusammengebauten Trägers angeordnet
werden können,
um hierdurch beispielsweise die Steifigkeit und Stabilität des Trägers zu
verbessern. Dies gilt in besonderem Maße für die Anordnung Schweißverbindungen
im Inneren des später
zusammengebauten Trägers.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es dabei vorgesehen,
dass ein mit dem einen der Trägerteile
des zweiten Trägerabschnitts
verbundener Trägerbereich
des ersten Trägerabschnitts
gegenüber
einem mit dem anderen der Trägerteile
des zweiten Trägerabschnitts
verbundenen Trägerbereich
einen Längenversatz
aufweist. Mit anderen Worten hat es sich als vorteilhaft gezeigt,
den ersten Trägerabschnitt,
welcher beispielsweise nach einem Unfall unbeschädigt geblieben ist und an welchen
der zweite Trägerabschnitt
befestigt werden soll, mit zwei Trägerbereichen auszubilden, welche
gestuft zueinander angeordnet sind. Dies kann beispielsweise durch
ein gestuftes Abtrennen des beschädigten Bereichs von dem ersten
Trägerabschnitt
erfolgen. Die gestufte Ausbildung der beiden Trägerbereiche des ersten Trägerabschnitts
hat dabei den Vorteil, dass sich insbesondere in Querrichtung des
Trägers
ein guter Verbund realisieren lässt
und dass beispielsweise eine Schweißnaht im Inneren des später zusammengesetzten
Trägers
auf einfache Weise zwischen dem einen Trägerteil des zweiten Trägerabschnitts
und dem korrespondierenden Trägerbereich des
ersten Trägerabschnitts
auf einfache Weise gesetzt werden kann.
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Weiterhin
vorteilhaft ist es, wenn eines der Trägerteile des zweiten Trägerabschnitts
auf einer dem anderen Trägerteile
zugewandten Seite mit dem ersten Trägerabschnitt verbunden, insbesondere
verschweißt
ist. Hierdurch ergibt sich eine Schweißverbindung zwischen dem entsprechenden
Trägerteil des
zweiten Trägerabschnitts
und dem ersten Trägerabschnitt,
welches im Inneren des zusammengebauten Trägers verläuft.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als weiterhin als
vorteilhaft gezeigt, dass eines der Trägerteile des zweiten Trägerabschnitts
im Bereich einer inneren Hohlkammerwand mit dem ersten Trägerabschnitt
verbunden ist. Durch die spezielle Ausbildung des zweiten Trägerabschnitts
in zwei Trägerteile
ist es demzufolge möglich,
dass eine innere Hohlkammerwand des ersten Trägerabschnitts mit der korrespondierenden
inneren Hohlkammerwand des entsprechenden Trägerteils verschweißt wird.
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Zudem
vorteilhaft ist es, wenn die Verbindungselemente jeweils wenigstens
ein Sockelelement und ein Bügelelement
umfassen. Hierdurch ist eine besonders einfache und steife Verbindung
der beiden Trägerabschnitte
möglich.
Eine besonders gewichtsoptimierte Verbindung wird zudem erreicht, wenn
das Bügelelement
eine geringere Länge
aufweist als das wenigstens eine Sockelelement des entsprechenden
Verbindungselements.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass die beiden Trägerabschnitte über eine
Mehrzahl von Schraubverbindungen gegenseitig fixierbar sind. Hierdurch
können
die beiden Trägerabschnitte
unter Vermittlung der Verbindungselemente besonders günstig maßhaltig
relativ zueinander positioniert werden.
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Schließlich hat
es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die beiden Trägerabschnitte über jeweilige Schweißverbindungen
miteinander verbunden sind. Eine derartige Verbindung hat sich als äußerst stabil gezeigt.
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Die
vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung beschriebenen
Vorteile gelten in ebensolcher Weise für das Verfahren gemäß den Patentansprüchen 9 bis 16.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
Perspektivansicht auf einen Trägerabschnitt
eines als Seitenschweller ausgebildeten Träger einer Karosserie eines
Kraftwagens, welcher nach einer unfallbedingten Teilzerstörung durch
entsprechende Zuschnitte für
eine nachfolgende Reparaturverbindungsanordnung mit einem weiteren, zweiten
Trägerabschnitt
vorbereitet ist;
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2 eine
Perspektivansicht auf eines von zwei Verbindungselementen mittels
welchen der vorbereitete erste Trägerabschnitt mit einem korrespondierenden
Trägerteil
eines zweiten Trägerabschnitts verbindbar
ist;
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3a, 3b jeweils
eine perspektivische Seitenansicht auf den ersten Trägerabschnitt
gemäß 1 sowie
auf ein Trägerteil
des zweiten Trägerabschnitts,
welcher unter Vermittlung von zwei in 2 dargestellten
Verbindungselementen miteinander verbunden werden, welche in 3a außenseitig des
ersten Trägerabschnitts
bzw. des Trägerteils
des zweiten Trägerabschnitts
als Lehren dienen, wodurch die Position jeweiliger Klemmstifte zur
klemmenden Halterung der Verbindungselemente bestimmbar ist;
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4 eine
Perspektivansicht auf den ersten Trägerabschnitt mit den beiden
innerhalb von jeweiligen Hohlkammern positionierten Verbindungselmenten
zur Verbindung mit dem in den 3a und 3b gezeigten
Trägerteil
des zweiten Trägerabschnitts;
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5a, 5b, 5c jeweilige
ausschnittsweise Seitenansichten bzw. eine Vorderansicht auf die
Reparaturverbindungsanordnung des ersten Trägerabschnitts mit dem einen
Trägerteil
des zweiten Trägerabschnitts,
wie dies in 3a und 3b angedeutet
ist, wobei zwischen dem ersten Trägerabschnitt und dem Trägerteil
des zweiten Trägerabschnitts
eine Schweißnaht
vorgesehen ist, welche u. a. im Bereich einer inneren Hohlkammerwand des
ersten bzw. des zweiten Trägerabschnitts
verläuft,
und wobei in 5c insbesondere die Anordnung
der Spannstifte erkennbar ist mittels welchen das korrespondierende
Verbindungselement gemäß 2 innerhalb
der korrespondierenden Hohlkammern des ersten und des zweiten Trägerabschnitts gehalten
ist;
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6 eine
Perspektivansicht auf zwei weitere Verbindungselemente unter deren
Vermittlung der ersten Trägerabschnitt
mit einem zweiten Trägerteil des
zweiten Trägerabschnitts
verbindbar ist;
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7a, 7b jeweils
eine Perspektivansicht auf die Reparaturverbindungsanordnung mit dem
ersten Trägerabschnitt
und dem bereits daran befestigten ersten Trägerteil des zweiten Trägerabschnitts,
wobei zur Befestigung des zweiten Trägerabschnitts die in 6 gezeigten
Verbindungselemente bereits im Bereich der jeweiligen Hohlkammern
der beiden Trägerabschnitte
angeordnet worden sind;
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8 eine
schematische Perspektivansicht auf das zweite Trägerteil des zweiten Trägerabschnitts,
welches an der gemäß den 7a und 7b vorbereiteten
Reparaturverbindungsanordnung befestigbar ist; und in den
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9a, 9b eine
perspektivische Draufsicht und eine perspektivische Seitenansicht
auf die komplette Reparaturverbindungsanordnung des ersten Trägerabschnitts
mit den beiden Trägerteilen
des zweiten Trägerabschnitts,
wobei zwischen den jeweiligen Trägerteilen
des zweiten Trägerabschnitts
und dem ersten Trägerabschnitt
jeweilige Schweißverbindungen
vorgesehen sind.
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In 1 ist
in einer Perspektivansicht ausschnittsweise ein erster Trägerabschnitt 10 eines Trägers 12 dargestellt,
welcher im vorliegenden Fall als Seitenschweller einer Kraftwagenkarosserie
eines Personenkraftwagens ausgebildet ist. Der ersten Trägerabschnitt 10 stellt
dabei im vorliegenden Fall einen unbeschädigten Bereich des Trägers 12 bzw. Seitenschwellers
dar, welcher beispielsweise nach einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
entsprechend deformiert worden ist. Zur Schadenbehebung ist demzufolge
im vorliegenden Fall der Trägerabschnitt 10 der
in 1 gezeigten Form zugeschnitten worden.
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Insbesondere
ist zunächst
erkennbar, dass der Trägerabschnitt 10 bzw.
der Träger 12 insgesamt vier
Hohlkammern 14, 15, 16, 17 aufweist,
welche außenumfangseitig
durch eine Vorderseite 18, eine Oberseite 19,
eine Innenseite 20 und eine Unterseite 21 begrenzt
sind. Im Inneren des Hohlprofils des Trägerabschnitts 10 sind
im Wesentlichen vier Hohlkammerwände 22, 23, 24, 25 vorgesehen,
welche die Hohlkammern 14 bis 17 voneinander unterteilen.
Zudem ist an der Oberseite 19 des Trägerabschnitts 10 ein
Flansch 26 erkennbar.
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Wie
aus 1 nun zudem erkennbar ist, weist der Trägerabschnitt 10 einen
vorderen Trägerbereich 28 und
einen hinteren Trägerbereich 30 auf, welche
einen Längeversatz
zueinander aufweisen. Der vordere Trägerbereich 28 wird
demzufolge insbesondere dadurch gebildet, dass ein Ausschnitt 32 aus
dem Trägerabschnitt 10 ausgespart
worden ist, und zwar, in dem Außenseite 18 bzw.
die Oberseite 19 und die Unterseite 21 sowie die
Hohlkammerwand 22 in Querrichtung und in Längsrichtung
des Trägerabschnitts 10 entsprechend
beschnitten worden sind. Demzufolge verbleiben im Trägerbereich 28 lediglich
drei gegenüber
den Hohlkammerwänden 24 und 25 überstehende
Flansche 33, 34, 35.
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Der
Trägerbereich 30 hingegen
repräsentiert den
vollen Querschnitt des Trägerabschnitts 10.
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Anhand
der 2 bis 5c soll nun erläutert werden,
welcher in einem ersten Schritt zur Herstellung der vorliegenden
Reparaturverbindungsanordnung ein Trägerteil 36 eines zweiten
Trägerabschnitts 38 an
den Trägerbereich 28 des
ersten Trägerabschnitts 10 angestückt wird.
Hierzu werden im Wesentlichen zwei Verbindungselemente 40 eingesetzt,
welche im Wesentlichen formgleich ausgebildet sind. Jeder der Verbindungselemente 40 umfasst ein
plattenartiges Sockelelement 42, welches mit einem Bügelelement 44 verbunden
ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die beiden Teile 42, 44 durch Schweißverbindung
miteinander verbunden und demzufolge aus jeweiligen Blechen hergestellt. Des
Weiteren ist insbesondere aus 2 erkennbar, dass
das Bügelelement 44 eine
weitaus geringere Länge
aufweist als das korrespondierende Sockelelement 42.
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Jeder
der beiden Verbindungselemente gemäß 2 wird nun
in einer in 4 in einer schematischen Perspektivansicht
angedeuteten Art innerhalb der korrespondierenden Hohlkammer 16, 17 des
Trägerbereichs 28 des
ersten Trägerabschnitts 10 positioniert
bzw. fixiert.
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Hierzu
wird gemäß den 3a und 3b gegenüber dem
Trägerbereich 28 des
ersten Trägerabschnitts 10 das
Trägerteil 36 positioniert.
Die 3a und 3b zeigen
dabei den ersten Trägerabschnitt 10 und
das Trägerteil 36 des
zweiten Trägerabschnitts 38 in
einer jeweiligen Seitenansicht. Nachdem das Trägerteil 36 an den
Trägerbereich 28 angesetzt
worden ist, werden von außen
her die beiden Verbindungselemente 40 positioniert und
die jeweiligen Enden des Sockelelements 42 angerissen. Gemäß 3b wird
sodann in einem Abstand von jeweils etwa 5 mm zum Flansch 34 bzw.
zur Hohlkammerwand 23 angerissen. Somit entstehen insgesamt vier
Punkte, welche die axiale Position von jeweiligen Klemmstiften 46,
welche in den 3a und 3b verkleinert
und schematisch dargestellt sind, bestimmen. Die Klemmstifte 46 verlaufen
dabei in Querrichtung bzw. senkrecht zu den Hohlkammerwänden 24 und 25.
Dieser senkrechte Verlauf ist darüber hinaus insbesondere aus 5c erkennbar,
welche in einer schematischen Perspektivansicht einen Blick in die oberen
Hohlkammer 16 des Trägerteils 36 bzw.
Trägerbereichs 28 des
zweiten Trägerabschnitts 38 und des
ersten Trägerabschnitts 10 freigibt.
Dabei wird der Verlauf der jeweiligen Klemmstifte 46 am
vorderen und hinteren Ende des jeweiligen Verbindungselements 40 klar.
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Demzufolge
werden anhand der in 3b angerissenen Punkte 48 zunächst entsprechende Bohrungen
in die Hohlkammerwände 24 und 25 – bzw. auf
der anderen Seite der jeweiligen Hohlkammer 16 und 17 – auf der
Innenseite 20 des Trägers 12 gesetzt,
und anschließend
die jeweiligen Klemmstifte 46 durchgesteckt. Diese werden
sodann entsprechend angeschweißt
oder andersartig fixiert.
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In
Zusammenschau mit 4 wird hierdurch erkennbar,
dass durch die Klemmstifte 46 jeweilige Anschläge innerhalb
der Hohlkammern 16 und 17 geschaffen sind, welche
die Position des jeweiligen Verbindungselements 40 relativ
zu dem Trägerteil 36 des
zweiten Trägerabschnitts 38 bzw.
zu dem Trägerbereich 28 des
ersten Trägerabschnitts 10 bestimmen.
Zudem ist aus 4 erkennbar, dass die beiden
Verbindungselemente 40 über
ihr jeweiliges Sockelelement 42 an der korrespondierenden
Hohlkammerwand 22 abgestützt sind. Die Bügelelemente 44 der
beiden Verbindungselemente 40 sind dabei in ihrem Konturverlauf
an den offenen Querschnitten der korrespondierenden Hohlkammer 16 bzw. 17 angepasst.
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Durch
die jeweiligen Klemmstifte 46 kann demzufolge jedes der
Verbindungselemente 40 mit dem Trägerteil 36 bzw. dem
Trägerabschnitt 10 verbunden
werden. Zusätzlich
kann das Verbindungselement 40 auch auf andere Weise mit
dem korrespondierenden Trägerteil 36 bzw.
Trägerabschnitt 10 verbunden
werden.
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Nachdem
Zusammenstecken des Trägerteils 36 mit
dem Trägerabschnitt 10 – welches
in den 5a und 5b erkennbar
ist – werden
die beiden Bauteile über
eine umlaufende Schweißnaht 50 miteinander
verbunden. In 5a ist dabei erkennbar, dass
die Schweißnaht 50 im
Bereich der jeweiligen Hohlkammerwände 24 und 25 im
Inneren des später
komplett zusammengefügten
Trägers 12 verbunden
sind. 5b zeigt in einer Seitenansicht
den Verlauf der Schweißnaht 50 im
Bereich der jeweiligen Innenseite 20 des Trägerbereichs 28 des
Trägerabschnitts 10 bzw.
des Trägerteils 36.
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In 6 sind
zwei weitere Verbindungselemente 52 dargestellt, welche
zwei jeweilige, winkelleistenförmige
Sockelelemente 54 umfassen, die jeweils über ein
Bügelelement 56 miteinander
verbunden sind.
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Gemäß den 7a und 7b ist
dabei jeweils in einer perspektivischen Unteransicht bzw. Seitenansicht
erkennbar, in welcher Weise die Verbindungselemente 52 an
der Reparaturverbindungsanordnung positioniert sind. Jeder der Verbindungselemente 52 wird
dabei in die hierfür
vorgesehene Hohlkammer 14 bzw. 15 in den Trägerbereich 30 des ersten
Trägerabschnitts 10 eingeschoben,
bis das jeweilige Bügelelement 56 bis
zur Hälfte
von der Vorderseite 18 bzw. der Oberseite 19 und
der Unterseite 21 des Trägerabschnitts 10 abgedeckt
ist. Die jeweiligen Sockelelemente 54 sind dabei wiederum
weitaus länger
ausgebildet als das jeweils korrespondierende Bügelelement 56. Im
vorliegenden Fall sind die Sockelelement 42 vorzugsweise – wie insbesondere aus 7a erkennbar – solange
ausgebildet wie der gesamte spätere
Träger 12.
Weiterhin ist aus 7a erkennbar, dass die jeweiligen
Bügelelemente 56 in ihrer
Kontur und im Querschnitt der jeweiligen Hohlkammer 14, 15 angepasst
sind.
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Nachdem
Positionieren des jeweiligen Verbindungselements 12 innerhalb
der korrespondierenden Hohlkammern 14, 15 werden
diese nun fixiert und zwar im vorliegenden Fall über die jeweiligen Sockelelemente 54.
Diese Sockelelemente 54 werden mit dem jeweiligen Flansch 33, 34, 35 bzw.
mit der jeweiligen Hohlkammerwand 24, 25 des Trägerteils 36 und
des Trägerbereichs 28 verbunden.
Im vorliegenden Fall erfolgt dies durch entsprechende Nietlöcher 58,
wobei vor dem Vernienten ggf. ein Kleber aufgetragen wird.
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Nach
dem die jeweiligen Verbindungselemente 52 fixiert worden
sind, kann nun das weitere Trägerteil 37 des
zweiten Trägerabschnitts 38 an
der Reparaturverbindungsanordnung fixiert werden. Dieses weitere
Trägerteil 37 ist
in 8 in einer schematischen Perspektivansicht gezeigt.
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Die
Befestigungsanordnung des weiteren Trägerteils 37 an dem
Trägerteil 36 des
zweiten Trägerabschnitts
bzw. an dem ersten Trägerabschnitt
ergibt sich aus den 9a und 9b, welche
die Reparaturverbindungsanordnung final zeigen. Es ist insbesondere
erkennbar, dass das weitere Trägerteil 37 über eine
Schweißverbindung 60 sowie über ein Mehrzahl
von Nietlöchern 62 mit
dem Trägerbereich 30 des
ersten Trägerabschnitts 10 bzw.
mit dem Trägerbereich 28 und
dem Trägerteil 36 verbunden
wird.
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Insgesamt
ist somit erkennbar, dass vorliegend eine Reparaturverbindungsanordnung
geschaffen ist, bei welcher der ersten Trägerabschnitt 10 mit den
beiden Trägerteilen 36, 37 des
zweiten Trägerabschnitts 38 verbunden
wird. Da der zweite Trägerabschnitt 38 aus
wenigstens zwei Trägerteil 36, 37 besteht,
ist es möglich,
dass die Schweißnaht 50 im Inneren
des Hohlprofils des Trägers 12 gesetzt
wird. Somit ergibt sich eine besonders steife Verbindungsanordnung
der beiden Trägerteile 36, 37 mit
dem Trägerabschnitt 10.
Die Verbindungselemente 40 bzw. 52 sind dabei
so gestaltet, dass deren jeweilige Bügelelemente 44 bzw. 56 hinter
der entsprechenden korrespondierenden Schweißnaht 50 bzw. 60 positioniert
sind. Hierdurch ergibt sich eine Schweißbadabsicherung, sodass die
einzelnen Bauteile besonders maßhaltig
miteinander verbunden werden können. Zudem
können
entsprechende Schraubverbindungen eingesetzt werden, über welche
die zu verbindenden Bauteile miteinander kontaktiert sind. Dem Fachmann
ist klar, dass vorliegend die gezeigten Fügeverfahren variiert werden
können.
Insbesondere ist es denkbar, die Verbindungselement 40 bzw. 52 über jeweilige
Nietverbindungen und/oder Klebeverbindungen zu positionieren. Auch
die jeweiligen Trägerteile 36, 37 bzw.
Trägerbereich 28, 30 können je nach
Anwendungsgebiet verschweißt
oder verklebt sein.