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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils aus einem Innenbauteil und einem Außenbauteil für einen Karosseriedeckel, insbesondere für eine Kraftfahrzeugtür, bei dem das Innenbauteil ausgehend von einer Blechplatine in einer in mehreren Umform-Verfahrensschritten ggf. mit zwischengeschaltetem Beschneiden und Lochen und Einformen lokaler Bereiche für Funktionselemente in einer Presstrasse in seine Endform gepresst wird, und das Außenbauteilausgehend von einer Blechplatine in mehreren Umform-Verfahrensschritten ggf. mit zwischengeschaltetem Beschneiden und Lochen und Einformen lokaler Bereiche für Funktionselemente in einer Pressenstrasse in seine Endform gepresst wird, und das Innenbauteil und das Außenbauteil in einem Füge-Verfahrensschritt zu dem Verbundbauteil zusammengefügt werden.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils nach dem Stand der Technik, wie es vorstehend angegeben ist, wird ein Außenbauteil, beispielsweise eine Türzarge, mit einem Innenbauteil zusammen gefügt, das beispielsweise als Deckel in das Außenbauteil 2 eingesetzt wird, um ein Verbundbauteil aus dem Außenbauteil und dem Innenbauteil herzustellen. Eine derartige Herstellung eines Verbundbauteils aus zwei einzelnen Teilen ist dann zweckmäßig, wenn das verarbeitete Blech nur bis zu einem Grad tiefgezogen werden kann und die Tiefziehfähigkeit nicht ausreicht, um die gesamte Tiefe des Bauteils auszuformen. Diese Vorgehensweise ist daher insbesondere bei Aluminiumblechen üblich.
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Das Außenbauteil und das Innenbauteilwerden 3 werden nach diesem Stand der Technik separat hergestellt und nach Entnahme aus der Pressenstraße separat in entsprechende Gestellte oder Behälter abgelegt, um beispielsweise in die Karosserieabteilung abtransportiert zu werden. In der Karosserieabteilung werden die beiden Bauteile dann miteinander verbunden, wobei das Innenteil von innen, d. h. von der späteren Fahrgastseite her, auf das Außenbauteil aufgelegt wird und die beiden Bauteile an entsprechenden Rändern beispielsweise durch Laserschweißen, Vernieten oder Durchsetzfügen, miteinander verbunden werden. Die Positionierung der beiden Bauteile beim Zusammenfügen ist jedoch nicht unproblematisch, so dass dies nur von Hand oder mit entsprechenden Werkzeugen in der Karosserieabteilung möglich ist. Außerdem bereitet die separate Handhabung der Bauteile bei der Entnahme aus der Pressenstraße und dem Transport zu der Karosserieabteilung das Problem, dass die Bauteile separat verpackt und transportiert werden müssen, wobei die Bauteile in diesem Zustand nur eine verminderte Stabilität aufweisen, wodurch eine Beeinträchtigung der Maßgenauigkeit und der Funktionsfähigkeit der Bauteile zu erwarten ist.
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Aus der
DE 10 2007 029 472 A1 ist eine Fahrzeugtür bekannt, die aus mehreren mit einander verbundenen Blechbauteilen zusammengesetzt ist. Wenigstens eines der Blechbauteile wird in einem Presswerkzeug durch Warmumformung hergestellt und/oder in einem Presswerkzeug einer Wärmebehandlung unter Abkühlung von einer vorgegebenen Ausgangstemperatur auf eine vorgegebene Endtemperatur in einem vorgegebenen Zeitraum unterzogen. Bei stark unterschiedlichen Anforderungen an die Blechbauteile können auch Rohlinge aus randseitig miteinander verschweißten Teilstücken mit unterschiedlichen Materialeigenschaften und/oder Materialstärken verwendet werden. Mit anderen Worten kann das Blechbauteil aus einem Blechrohling aus randseitig miteinander verbundenen Teilstücken unterschiedlicher Blechqualität, sogenanntes Tailored Blank Material, hergestellt werden. Im Falle einer Fahrzeugtür werden auch hier zwei Elemente der Tür, nämlich ein Innenhautbauteil und ein Außenhautbauteil nach separater Herstellung derselben miteinander verbunden, um die Fahrzeugtür fertig zu stellen, wobei die vorstehend beschriebenen Nachteile in Kauf genommen werden müssen.
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Die
DE 100 51 804 B4 zeigt ein Innenblech einer Fahrzeugtür mit integriertem Seitenaufprallträger, der ein durch Profilierung versteifter, einstückig mit dem Innenblech verbundener Blechstreifen ist. Das Innenblech ist eine aus einer Blechplatine tiefgezogene Schale. Der Blechstreifen wird aus der Blechplatine an seinen beiden Längsrändern von dem Boden der Schale getrennt und bleibt nur an seinen beiden Enden mit der Schale verbunden, so dass er den Boden der Schale auf deren Innenseite brückenartig überspannt. Bei diesem Verfahren zur Herstellung des Innentürblechs wird die Grundform durch Tiefziehen einer als Tailored Blank ausgebildeten Blechplatine erhalten, und das Ergebnis des Herstellungsverfahrens ist ein einteiliges, durch Profilierung versteiftes Innenblech. Das Türinnenblech wird hier durch einen einzigen Tiefziehvorgang mit einem einzigen, mehrteiligen Werkzeug durchgeführt, was nur dann möglich ist, wenn das verwendete Material eine entsprechende Ziehtiefe zulässt.
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Schließlich betrifft die
DE 197 28 546 B4 einen Deckelkörper für ein Fahrzeug mit einem Außenhautelement, einem Innenhautelement und wenigstens zwei Verstärkungselementen, die an einem der Hautelemente befestigt sind. Hier werden die Rahmenelemente und die Verstärkungselemente separat gefertigt und später nach Fertigstellung miteinander verbunden, beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Löten oder Durchsetzfügen. Mit anderen Worten wird die Problematik der Tiefziehtiefe hier dadurch umgangen, dass die Teile separat hergestellt und danach miteinander verbunden werden.
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Im Hinblick auf den Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils für einen Karosseriedeckel anzugeben, durch das die eingangs erwähnten Nachteile umgangen werden sollen, und bei dem insbesondere eine bessere Maßgenauigkeit beim Zusammenfügen der Bestandteile des Verbundbauteils erreicht werden kann und die Möglichkeit einer Beschädigung der Bestandteile des Verbundbauteils stark reduziert wird.
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Zur Lösung der Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils für einen Karosseriedeckel dadurch gekennzeichnet, dass das Innenbauteil und das Außenbauteil in einem Zusammenführungs-Verfahrensschritt innerhalb der Pressenstrasse zusammengeführt und verbindungsgerecht ausgerichtet werden, und dass anschließend der Füge-Verfahrensschritt innerhalb der Pressenstrasse durchgeführt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich der entscheidende Vorteil, dass das Innenbauteil und das Außenbauteil bereits innerhalb der Pressstraße, in der die Teile hergestellt werden, zusammengeführt, verbindungsgerecht ausgerichtet und anschließend miteinander verbunden werden, so dass ein fertiges Verbundbauteil am Ende der Pressenstraße entnommen werden kann. Das Verbundbauteil hat eine gegenüber den Einzelbauteilen erhöhte Stabilität, so dass eine Beschädigung der Verbundbauteile oder eine Beeinträchtigungen der Verbundbauteile in Bezug auf ihre Maßhaltigkeit weniger zu befürchten sind. Außerdem muss nur das Verbundbauteil als einzelnes Bauteil von der Pressenstraße zu einer nachfolgenden Verarbeitungsstelle, beispielsweise dem Karosseriebau, verbracht werden, wodurch eine Vereinfachung in der Handhabung und in dem Aufwand erzielt wird.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umform-Verfahrensschritte an dem Innenbauteil und die Umform-Verfahrensschritte an dem Außenbauteil innerhalb der Pressenstrasse parallel zu einander durchgeführt werden, wobei die Innen- und Außenbauteile in fertig gestellter Form gleichzeitig für den Zusammenführungs-Verfahrensschritt bereit gestellt werden. Indem das Innenbauteil und das Außenbauteil innerhalb der Pressenstraße parallel zueinander durch entsprechende, unterschiedliche Werkzeuge geformt werden, ergibt sich eine Vereinfachung bei der Zusammenführung der Bauteile, da sie gleichzeitig an der Stelle für die Zusammenführung bereitgestellt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Außenbauteil mit einem Randbereich an einer für die Aufnahme des Innenbauteils vorgesehenen Aussparung ausgebildet wird, auf den das Innenbauteil mit einem entsprechend ausgebildeten Randbereich von der Außenseite her eingesetzt wird, das Innenbauteil und das Außenbauteil in dem Zusammenführungs-Verfahrensschritt zusammengeführt und verbindungsgerecht ausgerichtet und in dem Füge-Verfahrensschritt miteinander verbunden werden. Durch diese Vorgehensweise wird die Positionierung des Innenbauteils an dem Außenbauteil mit größerer Genauigkeit ermöglicht, und die Nahtstelle kann auch einfacher kaschiert werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Füge-Verfahrensschritt innerhalb der Pressenstrasse das Innenbauteil durch Durchsetzfügen mit dem Außenbauteil verbunden wird. Die Verbindung des Innenbauteils mit dem Außenbauteil durch das Setzfügen hat den Vorteil, dass die Verbindung durch Verpressen der Bauteile durchgeführt wird, wobei die Pressstraße ohnehin für derartige Verpressungsvorgänge ausgerüstet ist. Mit anderen Worten ist es nicht erforderlich, separate Einrichtungen vorzusehen, die beispielsweise einen Klebstoff für eine Klebeverbindung zuführen müssten oder eine Laserstrahl-Schweißvorrichtung vorzusehen, die üblicherweise nicht in Pressenstraßen eingesetzt wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Füge-Verfahrensschritt innerhalb der Pressenstrasse das Innenbauteil in das Außenbauteil eingepresst wird. Diese Vereinfachung der Verbindung des Innenbauteils mit dem Außenbauteil wird durch die automatische Ausrichtung der beiden Bauteile in der Pressenstraße ermöglicht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Füge-Verfahrensschritt innerhalb der Pressenstrasse Funktionsflächen des Innenbauteils und des Außenbauteils nachgeformt werden. Hierbei wird vorteilhafter Weise die Gelegenheit der Verpressung der beiden Bauteile ausgenutzt, um auch Funktionsflächen an dem Verbundbauteil nachzuformen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Randbereiche des Innenbauteils und des Außenbauteils auf dem Niveau des Innenbauteils vorgesehen werden. Alternativ können die Randbereiche des Innenbauteils und des Außenbauteils auf einem Zwischenniveau zwischen dem Niveau der Innenseite des Innenbauteils und dem Niveau der Außenseite des Außenbauteils vorgesehen werden. Die Lage der Randbereiche, an denen das Innenbauteil und das Außenbauteil miteinander verbunden werden, kann daher in vorteilhafter Weise so gewählt werden, dass die erforderlich Formungstiefe an den jeweiligen Bauteilen problemlos erreicht werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine durch das Durchsetzfügen des Innenbauteils und des Außenbauteils entstehende Trennstelle durch eine Dichtungsprofil oder eine Türverkleidung abgedeckt wird. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch ermöglicht, dass die Lage der Randbereiche, an denen das Innenbauteil und das Außenbauteil miteinander verbunden werden, auch unter Berücksichtigung der Kaschierungsmöglichkeit geeignet gewählt werden können.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass Tailored – Blank – Platinen verwendet werden, wodurch die Formstabilität und mechanische Belastbarkeit des Verbundbauteils in vorteilhafter Weise weiter erhöht werden kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt ein Innenbauteil einer Kraftfahrzeugtür und ein Außenbauteil einer Kraftfahrzeugtür nach den Umformungs-Verfahrensschritten;
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2 zeigt das Außenbauteil und das Innenbauteil bei dem Ausrichtungs-Verfahrensschritt;
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3 zeigt ein Verbundbauteil aus dem Innenbauteil und dem Außenbauteil nach dem Füge-Verfahrensschritt;
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4 zeigt ein schematisches Profil von Innenbauteil und Außenbauteil nach dem Füge-Verfahrensschritt;
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5 zeigt eine Detaildarstellung der Verbindungsstelle zwischen Innenbauteil und Außenbauteil nach 5;
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6 zeigt ein weiteres schematisches Profil von Außenbauteil und Innenbauteil nach dem Füge-Verfahrensschritt;
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7 zeigt eine Detaildarstellung der Verbindungsstelle zwischen Innenbauteil und Außenbauteil nach 6, wobei die Verbindungsstelle durch ein Dichtungsprofil kaschiert ist; und
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8 zeigt eine Detaildarstellung der Verbindungsstelle zwischen Innenbauteil und Außenbauteil nach 6, wobei die Verbindungsstelle durch eine Türverkleidung kaschiert ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils 2 aus einem Innenbauteil 4 und einem Außenbauteil 6 für eine Kraftfahrzeugtür beginnt damit, dass das Innenbauteil 4 ausgehend von einer Blechplatine in einer in mehreren Umform-Verfahrensschritten in einer Presstrasse in seine Endform gepresst wird. Das Außenbauteil 6 wird ausgehend von einer Blechplatine in mehreren Umform-Verfahrensschritten in einer Pressenstrasse in seine Endform gepresst.
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Diese Verfahrensschritte, bei denen die Umform-Verfahrensschritte an dem Innenbauteil 4 und die Umform-Verfahrensschritte an dem Außenbauteil 6 durchgeführt werden, werden innerhalb der Pressenstrasse parallel zu einander durchgeführt, wobei die Innen- und Außenbauteile 4, 6 in fertig gestellter Form gleichzeitig für den Zusammenführungs-Verfahrensschritt bereit gestellt werden, wie in 1 gezeigt ist. Das Innenbauteil 4 und das Außenbauteil 6 werden in dem Zusammenführungs-Verfahrensschritt innerhalb der Pressenstrasse zusammengeführt und verbindungsgerecht ausgerichtet, wie in 2 gezeigt ist.
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Anschließend wird der Füge-Verfahrensschritt, in dem das Innenbauteil 4 und das Außenbauteil 6 zu dem Verbundbauteil zusammengefügt werden, ebenfalls innerhalb der Pressenstrasse durchgeführt, wie in 3 gezeigt ist.
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Das Außenbauteil 6 hat einen Randbereich 8 an einer für die Aufnahme des Innenbauteils 4 vorgesehenen Aussparung 10. Auf den Randbereich 8 des Außenbauteils 6 wird das Innenbauteil 4 mit einem entsprechend ausgebildeten Randbereich 12 von der Außenseite her, d. h. von der dem Fahrgastraum abgewandten Seite her, eingesetzt, wobei das Innenbauteil 4 und das Außenbauteil 6 in dem Zusammenführungs-Verfahrensschritt zusammengeführt und verbindungsgerecht ausgerichtet und in dem Füge-Verfahrensschritt miteinander verbunden werden.
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In dem Füge-Verfahrensschritt wird innerhalb der Pressenstrasse das Innenbauteil 4 durch Durchsetzfügen mit dem Außenbauteil 6 verbunden. In dem Füge-Verfahrensschritt innerhalb der Pressenstrasse kann das Innenbauteil 4 in das Außenbauteil 6 eingepresst werden. Ferner können In dem Füge-Verfahrensschritt innerhalb der Pressenstrasse Funktionsflächen des Innenbauteils 4 und des Außenbauteils 6 nachgeformt werden.
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Die Randbereiche 8 des Innenbauteils 4 und die Randbereiche 12 des Außenbauteils 6 werden bei einer Ausführungsform auf dem Niveau des Innenbauteils 4 vorgesehen, wobei das Niveau des Innenbauteils 4 definiert ist durch das Niveau der hauptsächlichen Oberfläche des Innenbauteils 4, wie in 4 gezeigt ist. Damit sorgt das Außenbauteil 6 für den wesentlichen Teil der Formungstiefe, während das Innenbauteil 4 im Vergleich zu der Formungstiefe des Außenbauteils 6 nur eine geringe Formungstiefe hat. Wie in 5 gezeigt ist, hat das Außenbauteil 6 im Bereich der Trennstelle 14 einen Ansatz 16, der nach innen reicht. Das Innenbauteil 4 hat bei der Trennstelle 14 einen von innen nach außen verlaufenden Wandabschnitt 18, einen parallel zu der Fläche des Außenbauteils 6 verlaufenden Wandabschnitt 20 und einen von dem Wandabschnitt 20 nach außen vorstehenden Wandabschnitt 22. Bei dieser Gestaltung der Trennstelle 14 wird das Innenbauteil 4 automatisch in dem Außenbauteil 6 zentriert, wenn das Innenbauteil 4 in das Außenbauteil 6 in dem Zusammenfügungs-Verfahrensschritt eingesetzt wird. Das Durchsetzfügen wird dann bei dem Randabschnitt 20 und dem entsprechenden Teil des Außenbauteils 6 durchgeführt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den 6 bis 8 gezeigt, wobei die Trennstelle 34 zwischen dem Innenbauteil 24 und dem Außenbauteil 26 auf einem Zwischenniveau zwischen dem Niveau des Innenbauteils und dem Niveau der Außenseite des Außenbauteils 26 vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Formungstiefe im Wesentlichen sowohl durch das Innenbauteil 24 als auch durch das Außenbauteil 26 erreicht. Durch die Lage der Trennstelle 14 bzw. 34 kann somit die Ziehtiefe der beiden Bauteile optimiert werden. Auch in den Ausführungsbeispielen der 6 bis 8 erfolgt das Durchsetzfügen des Innenbauteils 24 und des Außenbauteils 26 an den Randbereichen 34.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 6 bis 8 hat das Außenbauteil 26 wiederum einen Ansatz 30, der an einem entsprechenden Wandabschnitt 28 des Innenbauteils 24 angreift und für eine automatische Zentrierung beim Einfügen des Innenteils in das Außenbauteil sorgt.
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Wie in den 7 und 8 schematisch dargestellt ist, kann die durch das Durchsetzfügen des Innenbauteils 24 und des Außenbauteils 26 entstehende Trennstelle durch ein Dichtungsprofil 36 oder eine Türverkleidung 38 abgedeckt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit sogenannten Tailored-Blank-Platinen als Ausgangsmaterial durchgeführt werden, um die Stabilität des Verbundbauteils schon beim Austritt aus der Pressenstraße weiter zu erhöhen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Verbundbauteil
- 4
- Innenbauteil
- 6
- Außenbauteil
- 8
- Randbereich des Außenbauteils
- 10
- Aussparung
- 12
- Randbereich des Außenbauteils
- 14
- Trennstelle
- 16
- Ansatz
- 18
- Wandabschnitt
- 20
- Wandabschnitt
- 22
- Wandabschnitt
- 24
- Innenbauteil
- 26
- Außenbauteil
- 28
- Wandabschnitt
- 30
- Ansatz
- 34
- Trennstelle
- 36
- Dichtungsprofil
- 38
- Türverkleidung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007029472 A1 [0004]
- DE 10051804 B4 [0005]
- DE 19728546 B4 [0006]
