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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 eines solchen
Verbindungsanordnung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 7.
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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 annäherend 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. 7 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,
dass 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 der 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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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 7 bis 12.
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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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1a, 1b, 1c jeweils
eine perspektivische Seitenansicht von oben, eine Draufsicht und
eine perspektivische Ansicht von unten auf einen ersten Trägerabschnitt
zur Herstellung einer Verbindungsanordnung eines mehrere Hohlkammern
aufweisenden Trägers
einer Karosserie eines Personenkraftwagens, wobei vorliegend der
erste Trägerabschnitt
noch nicht zugeschnitten ist;
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2 eine
perspektivische Seitenansicht auf den ersten Trägerabschnitt gemäß den 1a bis 1c,
wobei dieser vorliegend in seinem endgültigen Zuschnitt dargestellt
ist;
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3a, 3b, 3c eine
perspektivische Seitenansicht mit einer ausschnittsweisen Detailvergrößerung auf
den ersten Trägerabschnitt
gemäß den 1a bis 2,
in dessen jeweilige Hohlkammern eine Mehrzahl von korrespondierenden Verbindungselementen
eingesteckt sind, welche in den 3b und 3c jeweils
in einer Perspektivansicht dargestellt sind;
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4a, 4b eine
perspektivische Seitenansicht auf die Verbindungsanordnung gemäß 3a,
wobei ein in 4b in Perspektivansicht dargestelltes
erstes Trägerteil
eines zweiten Trägerabschnittes
unter Vermittlung der korrespondierenden Verbindungselemente dem
ersten Trägerabschnitt
in einer Steckverbindung verbunden worden ist, und wobei zudem das
Trägerteil
des zweiten Trägerabschnitts
mit dem ersten Trägerabschnitt über eine Schweißverbindung
verschweißt
worden ist, welche im Bereich einer inneren Hohlkammerwand verläuft; und
in den
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5a, 5b, 5c eine
Perspektivansicht auf ein zweites Trägerteil des zweiten Trägerabschnitts
(5a), welches unter Vermittlung der in den 3a und 4a gezeigten
korrespondierenden Verbindungselemente zur Verbindungsanordnung
gemäß den 5b und 5c vervollständigt worden
ist, wobei das zweite Trägerteil
des zweiten Trägerabschnitts
ebenfalls mit dem ersten Trägerabschnitt über jeweilige
Schweißverbindungen
verbunden ist, so dass insgesamt eine Verbindungsanordnung bestehend aus
einem ersten Trägerabschnitt und
einem zwei Trägerteil
umfassenden zweiten Trägerabschnitt
geschaffen ist, wobei die beiden Trägerabschnitte unter Vermittlung
der jeweiligen Verbindungselemente und mittels jeweiliger Schweißverbindungen
miteinander verbunden sind.
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In
den 1a bis 1c ist
jeweils in einer Perspektivansicht von oben, einer Draufsicht und
einer Perspektivansicht von unten ein erster Trägerabschnitt 10 eines
Trägers 12 dargestellt.
Der Träger 12 ist
im vorliegenden Fall ein Seitenschweller eines Personenkraftwagens,
welcher beispielsweise bei einem Seitenaufprall oder einem ähnlichen
Unfall beschädigt
worden ist. Aus diesem Grund muss der erste Trägerabschnitt 10 in
einer Weise zugeschnitten werden, wie diese final in 2 in
einer Seitenansicht erkennbar ist. In den 1a bis 1c sind
die noch vorzunehmenden Schnitte gegen lediglich mit im weiteren
noch näher
erläuterten
Linien angedeutet. Zunächst
wird dabei der erste Trägerabschnitt 10 mittels
mehrer Schnitte, von welchen in 1b ein gestrichelt
angedeuteter Schnitt 14 erkennbar ist, so geschnitten,
dass der erste Trägerabschnitt 10 gemäß den 1a und 1c in
Querrichtung eben beschnitten ist.
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Aus
den 1a und 1c ist
des Weiteren erkennbar, dass der erste Trägerabschnitt 10 bzw. der
Träger 12 insgesamt
sieben Hohlkammern, 16 bis 21 umfasst, nämlich zwei äußere Hohlkammern 15, 16,
eine untere Hohlkammer 17 sowie vier innere Hohlkammern 18 bis 21.
Des Weiteren umfasst der erste Trägerabschnitt 10 bzw.
der Träger 12 einen oberen
Flansch 22. Insgesamt ist der erste Trägerabschnitt 10 aus
einem Strangpressprofil gestaltet. Gleichfalls wäre es jedoch denkbar, diesen
in Blechschalenbauweise herzustellen oder aus einem Gussmaterial
herzustellen. Die einzelnen Hohlkammern 15 bis 21 sind
dabei durch eine Mehrzahl von Hohlkammerwänden 23 bis 28 und 33 unterteilt.
Außenumfangseitig
sind die Hohlkammern 15 bis 21 im Wesentlichen
durch eine Oberseite 29, eine Außenseite 30, eine
Innenseite 31 und eine Unterseite 32 begrenzt.
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Wie
nun insbesondere aus den 1a bis 1c erkennbar
ist, wird ein Ausschnitt 34 in mehreren Verfahrensschritten
vom ersten Trägerabschnitt 10 entfernt.
Hierzu wird in Querrichtung des ersten Trägerabschnitts 10 ein
Schnitt 35 vorgenommen, und zwar bis zu einem in Erstreckungsrichtung verlaufenden
Schnitt 36. Zudem werden parallel zu dem Schnitt 36 entsprechende
Schnitte 37, 38 und 39 im Bereich der
Hohlkammerwände 23 bis 25 vorgenommen,
so dass insgesamt im Bereich des Ausschnitts 34 die Hohlkammern 15, 16, 17 und 18 entfernt
werden.
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Die
endgültige
Ausgestaltung des vorbereiteten ersten Trägerabschnitts 10 ist
somit in 2 erkennbar, welcher nämlich einen
ersten Trägerbereich 40 umfasst,
welcher gegenüber
einem zurückspringenden
Trägerbereich 41 einen
Längenversatz
aufweist. Der Trägerbereich 40 wird
dabei im Wesentlichen durch die Begrenzungswände der Hohlkammern 19, 20 und 21 begrenzt.
Demzufolge ist in 2 der Trägerbereich 40 insbesondere
erkennbar, dass dieser nach außen
hin durch die Hohlkammerwand 33 und durch die Hohlkammerwand 26 begrenzt
ist. Unten an die Hohlkammerwand 26 schließt sich
noch die Innenseite an, welche ebenfalls dem Trägerbereich 40 zugeordnet
ist.
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Im
Trägerbereich 41 hingegen
weist der ersten Trägerabschnitt 10 einen
vollständigen
Profilquerschnitt auf. Demzufolge sind dort nicht nur die Hohlkammern 19 bis 21,
sondern eben auch die Hohlkammern 15 bis 18 vollständig ausgebildet.
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Der
gemäß den 1a bis 2 vorbereitete
erste Trägerabschnitt 10 wird
gemäß den 3a bis 3c zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Reparaturverbindungsanordnung
nunmehr mit einer Mehrzahl von sieben Verbindungselementen 42 bis 48 versehen,
welche in die jeweils korrespondierende Hohlkammer 15 bis 21 des
ersten Trägerabschnitts 10 eingesteckt
werden. Dies ist insbesondere in der Perspektivansicht gemäß 3a erkennbar. Die
einzelnen Verbindungselemente 42, 43, 44, 45 welche
in den Trägerbereich 41 eingesteckt
worden sind, sind in 3b nochmals separat dargestellt, diejenigen
Verbindungselemente 46 bis 48, welche in die korrespondierenden
Hohlkammern 19 bis 21 des Trägerbereichs 40 eingesteckt
worden sind, sind in 3c nochmals dargestellt. Es
wird dabei aus den 3a und 3c erkennbar,
dass die die jeweiligen Verbindungselemente 42 bis 48 als
Hohlprofile gestaltet sind, welche im Wesentlichen in ihrem Querschnitt
an denjenigen der Hohlkammern 15 bis 21 angepasst
worden sind. Hierdurch ergeben sich jeweilige Steckverbindungen
zwischen den Hohlkammern 15 bis 21 und den entsprechenden
Verbindungselementen 42 bis 48. Entsprechend dem
Längenversatz
der beiden Trägerbereiche 40 und 41 weisen
auch die jeweiligen Verbindungselemente 42 bis 45 gegenüber den
Verbindungselementen 46 bis 48 einen Längenversatz
auf. Die Verbindungselemente 42 bis 48 können dabei
beispielsweise durch ein Clipverbindung an der korrespondierenden
Hohlkammer 15 bis 21 gesichert sein. Im vorliegenden Fall
wird jedoch eine Sicherung gewählt,
bei welcher eine Mehrzahl von Schraubverbindungen 49 vorgesehen
sind. Diese sind beispielhaft in den 3a, 4a, 5b und 5c erkennbar.
Mittels dieser Schraubverbindungen 49 sind die Verbindungselemente 42 bis 48 relativ
zum jeweiligen Trägerabschnitt 10 fixierbar.
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Im
Unterschied zu 3a ist in 4a erkennbar,
dass von einem im weiteren noch näher erläuterten zweiten Trägerabschnitt 50 eine
Trägerteil 52 mittels
der Verbindungselemente 46, 47, 48 an den
Trägerbereich 40 des
ersten Trägerabschnitts 10 angestückt worden
ist. Mit anderen Worten ist eine Steckverbindung zwischen dem ersten
Trägerabschnitt 10 und
dem Trägerteil 52 des
zweiten Trägerabschnitts 50 unter
Vermittlung der Verbindungselemente 46 bis 48 geschaffen
worden. Weiterhin ist aus der 4a erkennbar,
dass das in 4b separat dargestellte Trägerteil 52 im
Querschnitt formgleich ausgebildet ist wie der Trägerbereich 40.
Somit bildet das Trägerteil 52 eine
Verlängerung
des Trägerbereichs 40.
Des Weiteren ist erkennbar, dass im Bereich der Hohlkammerwände 33, 26 und 25 eine Schweißverbindung 54 gesetzt
worden ist, über
welche das Trägerteil 52 mit
dem Trägerbereich 40 verbunden
ist. Zuvor kann auch das Trägerteil 52 relativ zu
den Verbindungselementen 46 bis 48 unter Vermittlung
von entsprechenden Schraubverbindungen 49 fixiert worden
sein. Im vorliegenden Fall ist das Trägerteil 52 und der
Trägerbereich 40 auch
im Bereich der Oberseite 29 und der Innenseite 31 des
Träges 12 verbunden.
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In
den 5a bis 5c ist
schließlich
erkennbar, in welcher Weise die Reparaturverbindungsanordung vervollständigt wird
durch ein zweites Trägerteil 53 des
zweiten Trägerabschnitts 50. Dieses
zweite Trägerteil 53 des
zweiten Trägerabschnitts 50 ist
in 5a in einer Perspektivansicht separat dargestellt.
Dabei ist erkennbar, dass das Trägerteil 53 die
korrespondierenden Hohlkammern 15, 16, 17 und 18 umfasst,
welche nach dem Anstücken
des Trägerteils 52 an
dem Trägerbereich 40 (4a)
noch fehlen. Mit anderen Worten entspricht das zweite Trägerteil 53 im
Querschnitt dem Ausschnitt 34 bzw. vervollständigt die
in 4a teilweise vorgenommene Reparaturverbindungsanordnung.
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Hierzu
wird das Trägerteil 53 des
zweiten Trägerabschnitts 50 gemäß den 5b und 5c unter
Vermittlung der Verbindungselemente 42 bis 44 an
den Trägerbereich 41 des
ersten Trägerabschnitts angestückt bzw.
aufgesteckt. Sowohl das erste Trägerteil 52 wie
auch das zweite Trägerteil 53 weisen demzufolge
Hohlkammern 15 bis 21 auf, welche demjenigen des
ersten Trägerabschnitts 10 entsprechen
bzw. an die Verbindungselemente 42 bis 48 formangepasst
sind. Nach dem Aufstecken des Trägerteils 52 auf
den Trägerbereich 41 des
ersten Trägerabschnitts 10 kann
dieses – wie
in den 5b und 5c – über mehrere
Schraubverbindungen 49 fixiert werden. Die jeweiligen Schraubverbindungen 49 verbinden
dabei die jeweiligen Trägerteile 52 und 53 mit
dem ersten Trägerabschnitt 10,
und zwar über die
entsprechenden Verbindungselemente 42 bis 48. Hierzu
sind einzelnen Schraubverbindungen über entsprechende Bohrungen
innerhalb des ersten und zweiten Trägerabschnitts 10, 50 mit
den jeweiligen Verbindungselementen 42 bis 48 verbunden.
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Nachdem
das Trägerteil 53 somit
an dem Verbund aus dem ersten Trägerabschnitt 10 und
dem Trägerteil 52 des
zweiten Trägerabschnitts
fixiert ist, erfolgen weitere Schweißverbindungen 56 im
Bereich der Außenseite 30,
Unterseite 32 und der Oberseite 29.
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Aus
den Figuren ist somit insgesamt erkennbar, dass durch die zweiteilige
Ausgestaltung des zweiten Trägerabschnitts 50 mit
den Trägerteilen 52 und 53 eine
Möglichkeit
geschaffen ist, dass die Schweißverbindung 49 im
Inneren – genauer
gesagt in dem Bereich der Hohlkammerwände 33, 26 und 25 – des Trägers 12 verläuft. Mit
anderen Worten können
somit die entsprechenden Hohlkammerwände bzw. Stege innerhalb des
Trägers 12 miteinander verschweißt werden,
so dass sich ein wesentlich steiferer Verbund ergibt, als wenn zwei
Trägerabschnitte miteinander
verbunden werden würden,
welche lediglich an der Oberseite 29, der Außenseite 30,
der Innenseite 31 und der Unterseite 32 miteinander
verschweißt
werden. Der wesentlich Kern der vorliegenden Erfindung liegt demzufolge
darin, dass der zweite Trägerabschnitt 50 zumindest
zweiteilige – bestehend
aus den Trägerteilen 52 und 53 – ausgebildet ist.
Hierdurch ist die Anstückung
des Trägerteils 52 an
den Trägerbereich 40 und
die Anstückung
des Trägerteils 52 an
den Trägerbereich 41 möglich, wobei
Schweißverbindungen 49 innerhalb
bzw. im Inneren des Trägers 12 verlaufen
können.
Mit anderen Worten ist das Trägerteil 52 des
zweiten Trägerabschnitts 50 auf
einer dem anderen Trägerteil 53 zugewandten
Seite mit dem ersten Trägerabschnitt 40 verbunden
bzw. verschweißt.
Weiterhin ergibt sich ein besonders günstiger Verbund, weil die beiden Trägerbereiche 40 und 41 einen
entsprechenden Längenversatz – definiert
durch den Ausschnitt 34 – gebildet sind. Demzufolge
sind auch die beiden Trägerteile 52 und 53 unterschiedlich
lang, so das sich auch in Querrichtung ein besonders günstiger
Verbund ergibt. Die Verbindungselemente 42 bis 49 bilden
dabei jeweilige Schweißbadsicherungen
aus, so dass die beiden Trägerabschnitte 10 und 50 besonders
maßhaltig
miteinander verbunden sind. Wie aus dem Detail gemäß 3a erkennbar
ist, sind zudem die entsprechenden Fügestellen, an welchen später die
Schweißverbindungen 49 bzw. 56 verlaufen,
an ihrer Außenkante
mit etwa 60° angefast.
Hierdurch ergeben sich im späteren
Verlauf besonders günstige Schweißnähte.
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Neben
Schweißverbindungen
können
auch Nietverbindungen 58, welche in 5c erkennbar sind,
vorgesehen sein, um die einzelnen Trägerteil 52, 53 mit
dem Trägerabschnitt 10 bzw.
den Verbindungselementen 42 bis 48 zu verbinden.
Zusätzlich sind
Clipverbindungen denkbar.