DE102009012806A1

DE102009012806A1 - Verfahren zur Herstellung eines ausgestreiften Knotenbereichs einer Tragkonstruktion

Info

Publication number: DE102009012806A1
Application number: DE102009012806A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Ing. Hack; Reiner Dipl.-Ing. Scheu; Peter Dipl.-Ing. Tattermusch
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2009-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines ausgesteiften Knotenbereichs (1) einer Tragkonstruktion, bei dem zumindest ein hohles Tragelement (2) mit einem Aussteifungselement (3) verbunden wird, indem - zunächst am hohlen Tragelement (2) mittels eines Schneidwerkzeugs, insbesondere mittels eines Lasers, ein Ausschnitt (4) herausgeschnitten wird, der komplementär zu einer Kontur des Aussteifungselementes (3) ausgebildet ist, - das Aussteifungselement (3) in den tragelementseitigen Ausschnitt (4) eingesteckt wird, - das Tragelement (2) mit dem Aussteifungselement (3) über eine außen liegende Schweißnaht (5) im Bereich des Ausschnitts (4) verbunden wird. Hierdurch kann ein flexibel zu fertigender, leichter und kostengünstiger Knotenbereich (1) hergestellt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines ausgesteiften Knotenbereiches einer Tragkonstruktion, bei dem zumindest ein hohles Tragelement mit einem Aussteifungselement verbunden wird. Die Erfindung betrifft außerdem einen nach diesem Verfahren hergestellten Knotenbereich.
Insbesondere bei Karosserierahmen und Fahrschemeln werden heutzutage zur Steifigkeitserhöhung Stützbleche an Blechkonstruktionen an- und in geschlossene Blechkonstruktionen eingeschweißt. Da die vergleichsweise schweren Stützbleche jedoch kostenintensiv sind, sollen diese im Rahmen von Sparmaßnahmen zunehmend ersetzt werden. Ein weiterer Nachteil derartiger geschweißter Blechkonstruktionen besteht in einem vergleichsweise hohen Fertigungsaufwand mit vielen zusätzlichen Untergruppen sowie einem Schweißverzug, der den einzelnen, miteinander zu verbindenden Teilen vor dem Zusammenfügen aufgeprägt wird und dadurch die Qualität einer Schließnaht verringert.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein Verfahren zur Herstellung eines ausgesteiften Knotenbereichs einer Tragkonstruktion anzugeben, welches insbesondere kostengünstig und flexibel ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zum Verbinden zumindest eines hohlen Tragelements mit einem Aussteifungselement zunächst am hohlen Tragelement mittels eines geeigneten Schweißwerkzeuges, bspw. mittels eines Lasers, einen Ausschnitt herauszuschneiden, in welchen das Aussteifungselement zumindest teilweise eingesteckt werden kann. In einem weiteren Verfahrensschritt wird nun das Tragelement mit dem Aussteifungselement über eine außen liegende und damit über eine leicht zugängliche Schweißnaht im Bereich des Ausschnitts verbunden, d. h., verschweißt. Durch die Verschweißung von außen muss dieser Verbindungsvorgang nicht bereits in einem relativ frühen Fertigungsschritt erfolgen, sondern kann spät, ggf. sogar in einer der letzten Fertigungsstufen geschehen, wodurch die Flexibilität des Verfahrens erhöht werden kann. Durch das Einbringen und Verschweißen des Aussteifungselementes, bspw. eines Stützbleches im hohlen Tragelement, können darüber hinaus die Gesamtsteifigkeit erhöht und eine Gewichtsreduktion durch kleinere Bauteilwanddicken erreicht werden. Die Erhöhung der Gesamtsteifigkeit wird insbesondere durch das Ineinanderschachteln der einzelnen, miteinander zu verbindenden Komponenten bewirkt.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
1 ein erfindungsgemäßer Knotenbereich vor dem Verbinden,
2 der gemäß der 1 dargestellte Knotenbereich aus einer anderen Perspektive und nach erfolgter Verbindung.
Entsprechend der 1, ist ein erfindungsgemäßer Knotenbereich 1 einer im Übrigen nicht dargestellten Tragkonstruktion, bspw. eines Fahrschemels oder einer Fahrzeugkarosserie, aus zumindest einem hohlen Tragelement 2 und einem Aussteifungselement 3, bspw. aus einem Stützblech, gebildet. Der Knotenbereich 1 wird dabei dergestalt hergestellt, dass zunächst am hohlen Tragelement 2 mittels eines geeigneten Schneidwerkzeuges, bspw. mittels eines Lasers, ein Ausschnitt 4 herausgeschnitten wird, der komplementär zu einer Kontur des Aussteifungselementes 3 ausgebildet ist, sodass letzteres durch Einstecken in den Ausschnitt 4 mit dem hohlen Tragelement 2 verbunden werden kann. Nach dem Einstecken des Aussteifungselementes 3 in den tragelementseitigen Ausschnitt 4 wird das Tragelement 2 mit dem Aussteifungselement 3 über eine außen liegende Schweißnaht 5 im Bereich des Ausschnitts 4 verbunden. Die Schweißnaht 5 kann sich dabei entlang des gesamten Ausschnitts 4 oder aber lediglich entlang bestimmter Teilbereiche des Ausschnittes 4 erstrecken.
Mit dem erfindungsgemäß hergestellten Knotenbereich 1 ist es möglich, die Verbindung zwischen dem Tragelement 2 und dem Aussteifungselement 3 erst zu einem vergleichsweise späten Fertigungsschritt herzustellen, bei welchem ein Innenraum des hohlen Tragelements 2 bereits nicht mehr zugänglich ist. Darüber hinaus lässt sich mit dem erfindungsgemäß hergestellten Knotenbereich 1 ein Gewicht reduzieren, dadurch dass das Ineinanderschachteln der zumindest zwei miteinander zu verbindenden Komponenten 2, 3 bereits eine nicht zu unterschätzende Aussteifung erreicht werden kann. Insofern kann auch das hohle Tragelement 2 und/oder das Aussteifungselement 3 mit geringeren Wanddicken und damit leichter ausgebildet werden. Von besonderem Vorteil ist jedoch, dass durch den erfindungsgemäß hergestellten Ausschnitt 4 ein aufwändiges und teures Einschweißen von innerhalb des Tragelements 2 angeordneten Stützelementen bzw. Stützblechen entfallen kann, wodurch der erfindungsgemäße Knotenbereich 1 insgesamt kostengünstiger hergestellt werden kann.
Der erfindungsgemäße Knotenbereich 1 kann dabei bspw. Teil eines Fahrschemels oder einer Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeuges sein, wobei das Tragelement 2 und/oder das Aussteifungselement 3 aus Metall, insbesondere aus Stahl oder aus Aluminium, ausgebildet sein können. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Knotenbereiches 1 ist somit ein vergleichsweise steifer Knotenbereich 1, kostengünstig, gewichtsreduziert und vor allem flexibel herzustellen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines ausgesteiften Knotenbereichs (1) einer Tragkonstruktion, bei dem zumindest ein hohles Tragelement (2) mit einem Aussteifungselement (3) verbunden wird, indem – zunächst am hohlen Tragelement (2) mittels eines Schneidwerkzeugs, insbesondere mittels eines Lasers, ein Ausschnitt (4) heraus geschnitten wird, der komplementär zu einer Kontur des Aussteifungselementes (3) ausgebildet ist, – das Aussteifungselement (3) in den tragelementseitigen Ausschnitt (4) eingesteckt wird, – das Tragelement (2) mit dem Aussteifungselement (3) über eine außen liegende Schweißnaht (5) im Bereich des Ausschnitts (4) verbunden wird.
Ein nach dem Verfahren gemäß dem Anspruch 1 hergestellter Knotenbereich, dadurch gekennzeichnet, dass der Knotenbereich (1) Teil eines Fahrschemels oder einer Fahrzeugkarosserie ist.
Knotenbereich nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (2) und/oder das Aussteifungselement (3) aus Metall, insbesondere aus Stahl oder aus Aluminium, ausgebildet sind/ist.