DE102009060227A1

DE102009060227A1 - Verfahren zur Herstellung einer Bauteilverbindung eines Karosseriebauteils und Einstelleinheit

Info

Publication number: DE102009060227A1
Application number: DE200910060227
Authority: DE
Inventors: Franz Dr. 85049 Schulz; Gerald 74177 Müssig
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2011-07-07
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: DE102009060227B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Bauteilverbindung zwischen einem Außenhautteil (3) und einem Innenteil (4) eines Karosseriebauteils (1), wobei in einer Umformstation das Außenhautteil (3) und das Innenteil (4) tiefgezogen und beschnitten werden und am Außenhautteil (3) ein randseitiger Bord (5) abgestellt wird, und in einer Falzstation bei in das Außenteil (3) eingelegtem Innenteil (4) der abgestellte Bord (5) des Außenteils (3) um das Innenteil (4) gefalzt wird dergestalt, dass wenigstens ein Bordbereich als Stehbord (8) dauerhaft abgestellt verbleibt. Erfindungsgemäß wird der in der Umformstation beim Tiefziehen, Beschneiden und Abstellen nur unperfekt ausgeformte und abgestellte Bord (5) im Bereich des Stehbords (8) mit einer separaten Einstelleinheit (12) vor der Falzstation am einzelnen Außenhautteil (3) oder mit einer separaten Einstelleinheit (12) in der Falzstation vor oder nach dem Falzvorgang oder nach Falzung in einer separaten Station zu seiner exakten Sollkontur und Sollstellung umgeformt. Weiter betrifft die Erfindung eine Einstelleinheit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Bauteilverbindung zwischen einem Außenhautteil und einem Innenteil eines Karosseriebauteils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Einstelleinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Bei einem allgemein bekannten Verfahren zur Herstellung einer Bauteilverbindung zwischen einem Außenhautteil und einem Innenteil eines Karosseriebauteils werden in einer Umformstation das Außenhautteil und das Innenteil beschnitten und tiefgezogen, wobei am Außenhautteil ein randseitiger Bord abgestellt wird. Nach dem Einlegen des Innenteils in das Außenteil wird in einer Faltstation der abgestellte Bord des Außenteils randseitig um das Innenteil gefalzt. Dabei ist es allgemein auch bekannt, dass nicht der ganze abgestellte Bord gefalzt wird, sondern insbesondere an einem Eckbereich des Karosseriebauteils ein Bordbereich als Stehbord abgestellt und dauerhaft am Karosseriebauteil verbleibt. Dieser Stehbordbereich kann kürzer als der zum Falzen vorgesehene Falzbordbereich sein. Da der Stehbordbereich bereits die Endkontur des Karosseriebauteils bildet, ist eine exakte und maßhaltige Umformung in seine Sollkontur und Sollstellung erforderlich. Insbesondere bei leichten Schwankungen der Beschnitte kann es zu starken Schwankungen im Falzergebnis kommen, mit der Folge von Mängeln bezüglich einer Sollgestalt und der Anmutung, insbesondere in einem Eckbereich mit einem Stehbord. Für eine Korrektur bedingt dies einen hohen Nacharbeitsaufwand oder einen Falzvorgang mit einem zusätzlichen Aufwand durch spezielle Rollfalzrollen und aufwändige Roboter-Verfahrbewegungen in Verbindung mit einem Taktzeitverlust. Dadurch ist es nicht immer wirtschaftlich alle Bordstellungen am Außenteil eines Karosseriebauteils, die im fertigen Fahrzeug vor Kunden erreicht werden müssen, durch eine große Anzahl von Werkzeugoperationen zu realisieren.
Konkret ist aus EP 1 420 907 B1 ein Bördelverfahren zum Umlegen einer Bördelkante eines Werkstücks durch Rollfalzen mit wenigstens zwei Falzschritten bekannt, wobei um einen Stehbord eines Innenteils ein Stehbordbereich eines Außenteils gefalzt wird. Ein Stehbordbereich ohne Falzung kann hieraus nicht entnommen werden.
Weiter ist eine Falzstation mit einer Falzeinheit aus US 5,150,508 bekannt, bei der mit Falzschiebern ein Falzbord eines Außenteils um den Rand eines Innenteils gefalzt wird. Ein ungefalzt stehenbleibender Stehbord am fertigen Karosseriebauteil kann hieraus nicht entnommen werden.
Aus DE 43 30 683 C2 ist eine Falzvorrichtung zur randseitigen Verbindung zweier Blechteile bekannt, bei der auf einem Rahmen mehrere steuerbare Falzbacken zum Falzen eines Falzbords des Außenteils angebracht sind. Ein ungefalzt verbleibender Stehbordbereich ist hier nicht vorgesehen.
Ausgehend von dem eingangs erwähnten allgemein bekannten Verfahren zur Herstellung einer Bauteilverbindung zwischen einem Außenhautteil und einem Innenteil eines Karosseriebauteils mit einem Stehbordbereich am Karosseriebauteil ist es die Aufgabe der Erfindung dieses Verfahren wirtschaftlicher mit beanstandungsfreien Umformergebnissen zu gestalten.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der in der Umformstation beim Tiefziehen, Beschneiden und Abstellen nur unperfekt ausgeformte und abgestellte Bord im Bereich des ungefalzt stehenbleibenden Stehbords mit einer separaten Einstelleinheit vor der Falzstation am einzelnen Außenhautteil oder mit einer separaten Einstelleinheit in der Falzstation vor oder nach dem Falzvorgang oder nach Falzung in einer separaten Station zu seiner exakten Sollkontur und Sollstellung umgeformt wird.
Durch den Einsatz solcher separater Einstelleinheiten, die nach dem in der Umformstation durchgeführten Werkzeugprozess vor oder innerhalb der Falzstation zur Wirkung kommen, können Werkzeuge und Stationen auf wirtschaftliche Weise ergänzt werden, so dass mit geringer Anzahl von Werkzeugoperationen und unter Vermeidung von Nacharbeit qualitativ hochwertige und stabile Ergebnisse erzielt werden. Die verbesserte Stellung im Bereich von stehenden Borden kommt auch der im Folgeprozess gegebenenfalls durchgeführten Feinnahtabdichtung zu Gute.
Besonders kritisch ist die Umformung eines exakt ausgebildeten Stehbords in einem Eckbereich des Außenhautteils. Gerade hier kann mit einer Einstelleinheit als Eckeinstelleinheit der Stehbord-Eckbereich zu seiner exakten Sollkontur und Sollstellung umgeformt werden, was konventionell nur mit einem schlechten Ergebnis oder sehr hohem Zusatzaufwand möglich ist.
Mit der Einstelleinheit kann bei der Umformung in die exakte Sollkontur auch einfach die Geometrie eines im Vergleich zum übrigen Falzbord gegebenenfalls kürzeren Stehbords berücksichtigt werden.
Zur Durchführung des Verfahrens wird zweckmäßig der Stehbordbereich, insbesondere ein Stehbordeckbereich in der Einstelleinheit durch einen Füllschieber vollflächig mit der exakten Sollkontur gestützt. Nach der Halterung des einliegenden Bauteils mit einem Niederhalter wird dann die Wirkgeometrie einer Formbacke mit der exakten Gegensollkontur zur exakten Umformung des Stehbordbereichs in Eingriff gebracht. Dazu kann der Niederhalter auf einem Arbeitsschieber des Formbackens befestigt sein und nach dem Auftreffen auf das Bauteil zwangsgesteuert zurückgefahren werden.
Nach der Einstelleinheit kann dann das fertige Bauteil in üblicher Weise durch den weiteren Karosseriebau laufen.
Die Aufgabe bezüglich der Einstelleinheit wird konstruktiv dadurch gelöst, dass auf einem Basisteil ein steuerbarer Füllschieber sowie gegenüberliegend und auf den Füllschieber gesteuert zubewegbar ein Arbeitsschieber mit einem Niederhalter und einem Formbacken angebracht ist. Das Bauteil als Außenteil mit seinem Stehbordbereich ist in der Grundstellung zwischen dem Füllschieber und dem Niederhalter sowie den Formbacken einlegbar. Der Füllschieber ist für eine Abstützung in den Stehbordbereich einfahrbar und stützt diesen einschließlich seiner Umgebung vollflächig ab. Anschließend wird der Stehbordbereich durch den Niederhalter fixiert und dann die Wirkgeometrie des Formbackens für eine exakte beanstandungsfreie zusätzliche und genaue Umformung in Eingriff gebracht.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt auf ein Karosseriebauteil vor dem Falzvorgang,
2 eine schematische Darstellung eines Füllschiebers und eines Außenteils,
3 eine Ansicht entsprechend 2 mit einem Formbacken vor dem Wirkeingriff, und
4 eine Einstelleinheit in unterschiedlichen Funktionsstellungen.
In 1 ist ein Teilbereich eines Karosseriebauteils 1 mit einem Eckbereich 2 dargestellt, welches aus einem Außenhautteil 3 und einem Innenteil 4 besteht. Das Außenhautteil 3 und das Innenteil 4 sind bereits in einer Umformstation tiefgezogen und beschnitten und am Außenhautteil 3 ist ein randseitiger Bord 5 zum Beispiel etwa rechtwinklig abgestellt. Der Bord 5 besteht jeweils beidseitig zum Eckbereich 2 aus einem Falzbord 6 und einem Falzbord 7, an die sich im Eckbereich 2 ein vergleichsweise gekürzter Stehbord 8 anschließt, der dauerhaft am Außenhautteil 3 und damit am Karosseriebauteil 1 abgestellt verbleibt und damit unter anderem die fertige Kontur des Karosseriebauteils 1 bildet.
In 1 ist das Karosseriebauteil 1 vor einem Falzvorgang dargestellt, wobei bereits das Innenteil 4 in das Außenhautteil 3 eingelegt ist. Für eine Bauteilverbindung werden die Falzborde 6, 7 entsprechend der Pfeile 9, 10 über Randbereiche des Innenteils 4 beispielsweise durch Rollfalzen gefalzt, wobei der Stehbord 8 im Eckbereich 2 stehenbleibt. Da der Stehbord 8 bereits den fertigen Rand des Karosseriebauteils bilden soll, wird dieser mit einer separaten Einstelleinheit, welche in den 2 bis 4 mit Details dargestellt ist, zu seiner exakten Sollkontur und Sollstellung umgeformt:
In 2 ist das Außenhautteil 3 mit seinem Eckbereich 2 den Falzborden 6 und 7 sowie dem Stehbord 8 dargestellt, wie es von einer Umformstation nach dem Tiefziehen, Beschneiden und Abstellen mit relativ unsauberer Ausformung des Eckbereichs 2 zur Verfügung steht.
Unter dem Außenhautteil 3 ist ein Füllschieber 11 dargestellt, wie er in einer Einstelleinheit 12 aus 4 verwendet ist. Der Füllschieber 11 hat entsprechend dem Eckbereich 2 die exakte Soll-Stützstruktur 13 für eine vollflächige Unterstützung des Eckbereichs 2 in der Einstelleinheit 12.
In 3 ist wiederum schematisch der Füllschieber 11 mit seiner Sollstützstruktur 13 ersichtlich, auf die bereits das Außenhautteil 3 mit seinem Eckbereich 2 aufgelegt und durch einen Niederhalter 14 der Einstelleinheit 12 fixiert ist. Der Niederhalter 14 und ein Formbacken 15 sind auf einem Arbeitsschieber befestigt und relativ zueinander beweglich. Der Formbacken 15 trägt hier die Wirkgeometrie 16 mit der exakten Gegensollkontur zur Soll-Stützkontur 13 des Füllschiebers 11.
In 3 ist der Formbacken 15 noch im offenen Zustand gezeigt und wird anschließend zur exakten Umformung des Eckbereichs 2 mit seiner Wirkgeometrie 16 in Eingriff gebracht.
In 4 ist eine konkrete Ausführungsform einer Einstelleinheit 12 in drei unterschiedlichen Funktionsstellungen a, b, c gezeigt. Der Füllschieber 11 ist auf einem Arbeitsschieber 17 montiert und in 4a bereits nach oben in seine Wirkstellung zur Unterstützung des Außenhautteils 3 verlagert.
In 4b ist der Niederhalter 14 für eine Fixierung des Außenhautteils 3 bereits auf dieses nach unten gefahren, wobei der Formbacken 15 mit seiner Wirkgeometrie 16 noch nicht im Eingriff ist.
In 4c ist der Formbacken mit seiner Wirkgeometrie 16 für eine exakte Umformung des Eckbereichs 2 des Außenhautteils 3 in Eingriff gebracht. Nach Rückführung des Niederhalters 14, Formbackens 15 und des Füllschiebers 11 in die Grundstellung, kann das Außenhautteil 3 mit exakter Sollkontur im Eckbereich 2 entnommen und dem weiteren Karosseriebau zugeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1420907 B1 [0003]
US 5150508 [0004]
DE 4330683 C2 [0005]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Bauteilverbindung zwischen einem Außenhautteil (3) und einem Innenteil (4) eines Karosseriebauteils (1), wobei in einer Umformstation das Außenhautteil (3) und das Innenteil (4) tiefgezogen und beschnitten werden und am Außenhautteil (3) ein randseitiger Bord (5) abgestellt wird, und in einer Falzstation bei in das Außenteil (3) eingelegtem Innenteil (4) der abgestellte Bord (5) des Außenteils (3) um das Innenteil (4) gefalzt wird dergestalt, dass wenigstens ein Bordbereich als Stehbord (8) dauerhaft abgestellt verbleibt, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Umformstation beim Tiefziehen, Beschneiden und Abstellen nur unperfekt ausgeformte und abgestellte Bord (5) im Bereich des Stehbords (8) mit einer separaten Einstelleinheit (12) vor der Falzstation am einzelnen Außenhautteil (3) oder mit einer separaten Einstelleinheit (12) in der Falzstation vor oder nach dem Falzvorgang oder nach Falzung in einer separaten Station zu seiner exakten Sollkontur und Sollstellung umgeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stehbord (8) in einem Eckbereich (2) des Außenhautteils (3) gebildet wird und mit der Einstelleinheit (12) als Eckeinstelleinheit der Stehbord-Eckbereich zu seiner exakten Sollkontur und Sollstellung umgeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stehbord (8) im Vergleich zum übrigen Falzbord (6, 7) kürzer ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stehbordbereich, insbesondere ein Stehbord-Eckbereich in der Einstelleinheit durch einen Füllschieber (11) vollflächig mit der exakten Sollkontur gestützt wird und nach der Halterung mit einem Niederhalter (14) die Wirkgeometrie (16) einer Formbacke (15) mit der exakten Gegensollkontur zur exakten Umformung des Stehbordbereichs in Eingriff gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (14) auf einem Arbeitsschieber (17) des Formbackens (15) befestigt ist und nach dem Auftreffen auf das Bauteil (3) zwangsgesteuert zurückgefahren wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Einstelleinheit das fertige Karosseriebauteil (1) durch den Karosseriebau läuft.
Einstelleinheit, insbesondere Eckeinstelleinheit zur Durchführung eines der Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Basisteil ein steuerbarer Füllschieber (11) sowie gegenüberliegend und auf den Füllschieber (11) gesteuert zubewegbarer Arbeitsschieber (17) mit einem Niederhalter (14) und mit einem Formbacken (15) angebracht ist, wobei das Außenhautteil (3) mit dem Stehbordbereich in der Grundstellung zwischen den Füllschieber (11) und den Niederhalter (14) sowie den Formbacken (15) einlegbar ist, wonach der Füllschieber (11) für eine Abstützung in den Stehbordbereich einfahrbar ist und anschließend der Niederhalter (14) den Stehbordbereich fixiert und dann die Wirkgeometrie (16) des Formbackens (15) für eine exakte, beanstandungsfreie Umformung in Eingriff bringbar ist.