DE102010020054A1 - Joining arrangement of two car body components, where the components are manufactured from tailor-made sheet metal and are overlapped and connected to each other in a flange formed from respective flange area of the car body components - Google Patents

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Abstract

The joining arrangement of two car body components (22, 24), which are manufactured from tailor-made sheet metal and are overlapped and connected to each other in a flange (28) formed from respective flange area (62, 66) of the car body components, is claimed. The car body components have a welding seam (56) by which two respective sheet metal areas (46, 48) of the sheet metal are connected together. The welding seam extents itself on the respective flange areas. One of the car body components comprises an open cut and embossing in extending direction of the welding seam in flange area. The joining arrangement of two car body components (22, 24), which are manufactured from tailor-made sheet metal and are overlapped and connected to each other in a flange (28) formed from respective flange area (62, 66) of the car body components, is claimed. The car body components have a welding seam (56) by which two respective sheet metal areas (46, 48) of the sheet metal are connected together. The welding seam extents itself on the respective flange areas. One of the car body components comprises an open cut and embossing in extending direction of the welding seam in flange area. The welding seams of both car body components are arranged together vertically to its extending direction. An edge protection- and/or sealing element is attached on the flange. The car body components are formed as A-column. The car body component has a sheet metal area made of aluminum alloy and a sheet metal area made of steel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fügeanordnung zweier aus maßgeschneiderten Blechplatinen gefertigten Karosseriebauteilen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a joining arrangement of two made to order Blechplatinen manufactured body components according to the preamble of claim 1.

Im Zuge moderner Bemühungen zur Leichtbau- und Funktionsoptimierung von Karosseriebauteilen werden im Kraftwagenbau zunehmend Karosseriebauteile aus so genannten maßgeschneiderten Platinen, die auch als Tailored Blanks bezeichnet werden, verwendet. Solche Platinen bestehen auf Stoß gefügten Blechen aus unterschiedlichen Materialien. Insbesondere werden zur Gewichtsoptimierung Stahlbleche mit Blechen aus Aluminiumlegierungen kombiniert.in the Course of modern efforts for lightweight and functional optimization of body components are increasingly used in motor vehicle body parts from so-called customized boards, which are also referred to as tailored blanks used. Such Blanks insist on jointed sheets made of different materials. In particular, for weight optimization Steel sheets combined with sheets of aluminum alloys.

Auf Grund der schweren Schweißbarkeit dieser Materialkombination müssen zum Verbinden der Teilbleche einer solchen maßgeschneiderten Platine spezielle Schweißverfahren eingesetzt werden. Hier findet beispielsweise das so genannte Kaltmetalltransferschweißen, ein modifiziertes, gepulstes MIG-Schweißverfahren, Anwendung. Bei derartigen Spezialschweißverfahren entstehen Schweißnähte mit relativ großer Dicke, welche also relativ weit über die Blechoberfläche herausragen.On Reason of heavy weldability this material combination must special for connecting the part sheets of such a custom board welding processes be used. Here, for example, the so-called cold metal transfer welding, a modified, pulsed MIG welding process, application. at such special welding process arise welds with relatively large Thickness, which is relatively far above the sheet surface protrude.

Nach dem Verbinden der Blechteile einer jeweiligen Platine wird die Platine schließlich durch Tiefziehen oder dergleichen zum endgültigen Karosseriebauteil umgeformt. Bei vielen derart hergestellten Karosseriebauteilen laufen die genannten relativ dicken Schweißnähte auch in Flanschbereiche des Karosseriebauteils ein. Dies kann zu Problemen führen, wenn weitere Anbauteile, wie beispielsweise Dichtungen oder Kantenschutzelemente auf solche Flansche aufgesteckt werden sollen. Die Anbauteile müssen dann zur Aufnahme der relativ dicken Schweißnaht ausgelegt werden, was eine größere Dimensionierung der Anbauteile bedingt. Zudem wird oftmals nicht mehr der gewünschte Dichteffekt zwischen dem Anbauteil und dem Flansch erzielt.To connecting the sheet metal parts of each board is the board after all formed by deep drawing or the like to the final body component. In many body parts manufactured in this way run the said relatively thick welds too in flange areas of the body component. This can cause problems to lead, if additional attachments, such as seals or edge protection elements to be attached to such flanges. The attachments must then designed to accommodate the relatively thick weld, which a larger dimensioning the attachments conditionally. In addition, often no longer the desired sealing effect achieved between the attachment and the flange.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Fügeanordnung mit dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bereitzustellen, welche die Verwendung konventioneller, auf einen Flansch aufsteckbarer Anbauteile ermöglicht.Of the The present invention is therefore based on the object, a joining arrangement to provide with the preamble of claim 1, which the use of conventional, attachable to a flange Attachments allows.

Diese Aufgabe wird durch eine Fügeanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is by a joining arrangement solved with the features of claim 1.

Eine derartige Fügeanordnung umfasst zwei aus maßgeschneiderten Blechplatinen gefertigte Karosseriebauteile, die in einem von jeweiligen Flanschbereichen der Karosseriebauteile gebildeten Flansch überlappen und miteinander verbunden sind. Jedes Karosseriebauteil weist eine jeweilige Schweißnaht auf, mittels welcher zwei jeweilige Blechbereiche der maßgeschneiderten Platine miteinander verbunden sind. Diese Schweißnaht erstreckt sich auf den jeweiligen Flanschbereich hin und insbesondere in diesen hinein.A Such joining arrangement includes two of bespoke Sheet metal panels manufactured body components, which in one of respective flange areas the flange formed by the body parts overlap and are connected together. Each body component has a respective weld, by means of which two respective sheet metal areas of the customized Board are interconnected. This weld extends to the respective flange area and in particular into this.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das wenigstens eines der Karosseriebauteile in Erstreckungsrichtung der Schweißnaht vom Flanschbereich einen Freischnitt aufweist. Der Flanschbereich eines derart beschnittenen Karosseriebauteils ist somit schweißnahtfrei und weist die gleiche Dicke auf, wie der Flanschbereich eines konventionellen Karosseriebauteils, so dass bestehende Anbauteile, wie Kantenschutzelement oder Dichtelemente ohne Abänderungen Anwendung finden können.According to the invention, it is provided the at least one of the body parts in the extension direction the weld has a free cut from the flange area. The flange area of a thus trimmed body parts is thus free of welds and has the same thickness as the flange portion of a conventional one Body components, allowing existing attachments, such as edge protection element or sealing elements without modifications Application can be found.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist wenigstens eines der Karosseriebauteile in Erstreckungsrichtung der Schweißnaht im Flanschbereich eine Verprägung auf. Durch diese Verprägung kann die Dicke der Schweißnaht kompensiert werden, so dass auch so eine Reduktion der gesamten Flanschdichte möglich ist.In Another embodiment of the invention comprises at least one of Body components in the direction of extension of the weld in the Flange area an embossment on. By this embossment can the thickness of the weld be compensated, so that also a reduction of the entire flange density possible is.

Vorzugsweise sind die Schweißnähte der beiden Karosseriebauteile senkrecht zu ihrer Erstreckungsrichtung zueinander versetzt angeordnet. Damit wird vermieden, dass sich der relative Dickenzuwachs der Flanschbereiche durch die Schweißnähte bei direkter Überlappung der Schweißnähte addiert. Insgesamt wird so ein besonders dünner Flansch erzielt, der problemlos übliche Anbauteile aufnehmen kann.Preferably are the welds of the two Body components perpendicular to their extension direction to each other staggered. This avoids that the relative Thickening of the flange areas by the welds at direct overlap the welds added. All in all is so a particularly thin Flange achieved that easily usual Can attach attachments.

Als solche Anbauteile werden vorzugsweise Kantenschutz- und/oder Dichtelemente verwendet, welche auf den Flansch aufgesteckt werden können.When Such attachments are preferably edge protection and / or sealing elements used, which can be plugged onto the flange.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Karosseriebauteile als Schalen einer Säule, insbesondere einer A-Säule, ausgebildet. Derartige Säulen weisen eine Kombination aus geringem Gewicht und hoher Festigkeit auf.In a preferred embodiment The invention relates to the body components as shells of a column, in particular an A-pillar, educated. Such columns have a combination of low weight and high strength on.

Vorzugsweise weisen die Karosseriebauteile einen jeweiligen Blechbereich aus einer Aluminiumlegierung und einen jeweiligen Blechbereich aus einem Stahl auf. Der Blechbereich aus Stahl sorgt dabei für die notwendige Festigkeit des Karosseriebauteils der Fügeanordnung, während der Blechbereich aus einer Aluminiumlegierung weniger stark beanspruchte Bereiche der Fügeanordnung betrifft und daher das Gesamtgewicht der Fügeanordnung senken kann, ohne dass strukturelle Beeinträchtigungen vorliegen.Preferably The body components have a respective sheet metal area an aluminum alloy and a respective sheet metal portion of a Steel on. The sheet steel area ensures the necessary Strength of the body component of the assembly, during the Sheet metal area of an aluminum alloy less stressed Areas of the joining arrangement and therefore can reduce the overall weight of the assembly, without that there are structural impairments.

Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:In the following, the invention and its embodiments with reference to the drawings be explained. Hereby show:

1 eine Ansicht des vorderen Türbereichs einer Kraftwagenseitenwand nach dem Stand der Technik; 1 a view of the front door portion of a motor vehicle side wall according to the prior art;

2 einen Schnitt durch einen Flanschbereich einer A-Säule der Seitenwand gemäß 1; 2 a section through a flange portion of an A-pillar of the side wall according to 1 ;

3 den Bereich der Vordertür einer aus maßgeschneiderten Platinen aufgebauten Kraftwagenkarosserie; 3 the area of the front door of a motor vehicle body made up of customized boards;

4 einen Schnitt durch einen Flanschbereich einer A-Säule gemäß 3 ohne Bearbeitung des Flansches; 4 a section through a flange portion of an A-pillar according to 3 without machining the flange;

5 und 6 zwei Schnittansichten durch die Flanschen von Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Fügeanordnung in Form von A-Säulen für Kraftwagenkarosserien. 5 and 6 two sectional views through the flanges of embodiments of inventive joining arrangement in the form of A-pillars for motor vehicle bodies.

1 zeigt eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Kraftwagenseitenwand mit einer A-Säule 12, einer B-Säule 14, einem Dachrahmen 16 sowie einem Schweller 18, die gemeinsam ein Türportal 20 für eine Fahrertür des Kraftwagens bilden. Die Seitenwand 10 ist aus konventionellen, tiefgezogenen Blechen ausgebildet, die keine inneren Schweißnähte aufweisen. Die A-Säule 12 ist, wie im Schnitt in 2 zu erkennen, aus einem Außenteil 22 sowie einem Innenteil 24 aufgebaut, die jeweils aus Blechschalen geformt sind. Zusammen mit einer Beplankung 26 bilden die Schalen 22, 24 der A-Säule einen Flansch 28 aus. Der Flansch 28 wird von zwei Schenkeln 30, 32 eines Kantenschutzelementes 34 umgriffen. Die Schenkel 30, 32 sind durch einen Basisbereich 36 des Kantenschutzelementes 34 verbunden, an welchen sich nach außen hin zwei gekrümmte Flügel 38 anschließen, die an einem Verkleidungsteil 40 der A-Säule 12 sowie an der Außenbeplankung 26 anliegen und den Flansch 28 vor Korrosion schützen. Die Gesamtdicke d1 des Flansches 28 beträgt im gezeigten Beispiel 6,35 mm. Über eine Befestigungsklammer 42 wird das Kantenschutzelement 34 zusätzlich gehalten. 1 shows one as a whole 10 designated motor vehicle side wall with an A-pillar 12 , a B-pillar 14 a roof frame 16 as well as a sill 18 , which together form a door portal 20 for a driver's door of the motor vehicle. The side wall 10 is made of conventional, deep-drawn sheets that have no internal welds. The A-pillar 12 is how on average in 2 to recognize, from an outdoor part 22 as well as an inner part 24 constructed, which are each formed from sheet metal shells. Together with a planking 26 make the cups 22 . 24 the A-pillar a flange 28 out. The flange 28 becomes of two thighs 30 . 32 an edge protection element 34 encompassed. The thigh 30 . 32 are through a base area 36 the edge protection element 34 connected to which outwardly two curved wings 38 connect to a cowling 40 the A-pillar 12 as well as on the outer planking 26 abutment and the flange 28 protect against corrosion. The total thickness d1 of the flange 28 in the example shown is 6.35 mm. About a mounting bracket 42 becomes the edge protection element 34 additionally held.

Anstelle der homogenen Blechen der Seitenwand gemäß 1 finden zur Herstellung von Karosseriebauteilen zunehmend so genannte Tailored Blanks, also maßgeschneiderte Blechplatinen Anwendung. Diese bestehen aus mehreren Blechen, die miteinander auf Stoß verschweißt sind und aus unterschiedlichen Materialen ausgebildet sind.Instead of the homogeneous sheets of the sidewall according to 1 So-called tailored blanks, ie tailored sheet metal blanks, are increasingly being used to produce body components. These consist of several sheets, which are welded together on impact and are made of different materials.

3 zeigt eine im Ganzen mit 44 bezeichnete Karosserie für einen Kraftwagen, die aus derartigen Tailored Blanks ausgebildet ist. Die Karosserie 44 gemäß 3 ist als Stahl-Aluminium-Hybrid ausgeführt. Hierbei besteht ein unterer Teil 46 der A-Säule aus Stahl, ein oberer Teil 48 der A-Säule 12, sowie der Dachrahmen 16 aus Aluminium. Auch die B-Säule 14 ist als Hybrid ausgebildet, wobei der aus Aluminium bestehende Bereich 50 sich bis zu einer Säulenwurzel 52 erstreckt. Der untere, aus Stahl ausgebildete Bereich 54 der B-Säule 14 geht in dem ebenfalls vollständig aus Stahl ausgebildeten Seitenschweller 18 über. 3 shows one as a whole 44 designated body for a motor vehicle, which is formed from such tailored blanks. The body 44 according to 3 is designed as a steel-aluminum hybrid. Here is a lower part 46 the A-pillar made of steel, an upper part 48 the A-pillar 12 , as well as the roof frame 16 made of aluminium. Also the B-pillar 14 is formed as a hybrid, wherein the existing aluminum area 50 up to a column root 52 extends. The lower, steel-formed area 54 the B-pillar 14 goes in the also completely made of steel side skirts 18 above.

Der Aluminiumbereich 48 der A-Säule 12 und der Stahlbereich 46 der A-Säule 12 sind über eine Schweißnaht 56 miteinander verbunden. Da Aluminium und Stahl nur schwer miteinander zu verschweißen sind, müssen zum Herstellen der Tailored Blanks, die für die endgültige Ausformung dieser Karosseriebauteile verwendet werden, spezielle Schweißverfahren Anwendung finden. Besonders geeignet ist das Kaltmetalltransferschweißen (Cold Metal Transfer CMT).The aluminum area 48 the A-pillar 12 and the steel area 46 the A-pillar 12 are over a weld 56 connected with each other. Since aluminum and steel are difficult to weld together, specialized welding processes must be used to manufacture the tailored blanks used to finalize these body components. Particularly suitable is cold metal transfer welding (cold metal transfer CMT).

Wie in der angeschnittenen Darstellung ist in 4 zu erkennen, weisen die Schweißnähte 56 eine relativ hohe Dicke auf, so dass die Gesamtdicke der Bleche von Innenschale 22 und Außenschale 24 im Bereich der Schweißnähte nahezu verdoppelt. Um ein Fügen der Bleche 22, 24 im Bereich des Flansches 28 zu erlauben, sind die Bleche 22, 24 im Schweißnahtbereich 58 ausgestellt. Hierdurch erhöht sich die Gesamtdicke d2 des Flansches 28 auf einen Wert von etwa 8,3 mm. Konventionelle Kantenschutzelemente 34, wie in 2 dargestellt, können daher nicht mehr auf den Flansch 28 aufgesteckt werden.As in the truncated representation is in 4 to recognize, have the welds 56 a relatively high thickness, so that the total thickness of the sheets of inner shell 22 and outer shell 24 nearly doubled in the area of welds. To join the sheets 22 . 24 in the area of the flange 28 to allow are the sheets 22 . 24 in the weld area 58 issued. This increases the total thickness d2 of the flange 28 to a value of about 8.3 mm. Conventional edge protection elements 34 , as in 2 can therefore no longer be on the flange 28 be plugged.

Eine Lösung ist durch eine erfindungsgemäße, im Ganzen mit 60 bezeichnete Fügeanordnung geschaffen, wie sie in den 5 und 6 dargestellt ist. Das Blech der Innenschale 22 der A-Säule 12 ist hierbei in seinem Flanschbereich 62 im Schweißnahtbereich 58, also in Erstreckungsrecht der Schweißnaht 56 beschnitten, so dass sich ein Freischnitt 64 ergibt. Dieser Freischnitt kann die gegenüberliegende Naht 56 der Innenschale 24 der A-Säule 12 aufnehmen, so dass auch im Nahtbereich 58 der Schweißnähte 56 die Bleche der Außenschale 22 und der Innenschale 24 wesentlich näher aneinander anliegen können als in 4 gezeigt. Um ein enges Anliegen der beiden Bleche 22, 24 weiter zu verbessern, weist die Innenschale 24 in ihrem Flanschbereich 66 eine Verprägung 68 auf. Die Gesamtdicke d3 an der stärksten Stelle des Flansches 28 beträgt daher nur noch 6,2 mm, wodurch auf den Flansch 28 wieder konventionelle Kantenabdichtungen 34 aufgesteckt werden können, ohne dass diese modifiziert werden müssen.A solution is by an inventive, as a whole with 60 designated joining arrangement created as in the 5 and 6 is shown. The sheet of the inner shell 22 the A-pillar 12 is here in its flange area 62 in the weld area 58 , ie in the right of extension of the weld 56 cropped, leaving a free punch 64 results. This cutout can be the opposite seam 56 the inner shell 24 the A-pillar 12 absorb, so that even in the seam area 58 the welds 56 the sheets of the outer shell 22 and the inner shell 24 can be much closer to each other than in 4 shown. A close concern of the two sheets 22 . 24 To further improve, has the inner shell 24 in their flange area 66 an embossment 68 on. The total thickness d3 at the strongest point of the flange 28 is therefore only 6.2 mm, causing the flange 28 again conventional edge seals 34 can be plugged without these need to be modified.

Claims (6)

Fügeanordnung (60) zweier aus maßgeschneiderten Blechplatinen gefertigten Karosseriebauteilen (22, 24), die in einem von jeweiligen Flanschbereichen (62, 66) der Karosseriebauteile (22, 24) gebildeten Flansch (28) überlappen und miteinander verbunden sind, wobei jedes Karosseriebauteil (22, 24) eine jeweilige Schweißnaht (56) aufweist, mittels welcher zwei jeweilige Blechbereiche (46, 48) der maßgeschneiderten Platine miteinander verbunden sind, wobei sich die Schweißnaht (56) auf den jeweiligen Flanschbereich (62, 66) hin und insbesondere in diesen hinein erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Karosseriebauteile (22, 24) in Erstreckungsrichtung der Schweißnaht (56) im Flanschbereich (62, 66) einen Freischnitt (64) aufweist.Joining arrangement ( 60 ) of two made of custom sheet metal body parts ( 22 . 24 ), which are in one of each Flange areas ( 62 . 66 ) of the body components ( 22 . 24 ) formed flange ( 28 ) are overlapped and interconnected with each body component ( 22 . 24 ) a respective weld ( 56 ), by means of which two respective sheet metal areas ( 46 . 48 ) of the custom-made board, wherein the weld ( 56 ) on the respective flange area ( 62 . 66 ) and in particular extends into this, characterized in that at least one of the body parts ( 22 . 24 ) in the direction of extension of the weld ( 56 ) in the flange area ( 62 . 66 ) a free cut ( 64 ) having. Fügeanordnung (60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Karosseriebauteile (22, 24) in Erstreckungsrichtung der Schweißnaht (56) im Flanschbereich (62, 66) eine Verprägung (68) aufweist.Joining arrangement ( 60 ) according to claim 1, characterized in that at least one of the body components ( 22 . 24 ) in the direction of extension of the weld ( 56 ) in the flange area ( 62 . 66 ) a stamp ( 68 ) having. Fügeanordnung (60) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnähte (56) der beiden Karosseriebauteile (22, 24) senkrecht zu ihrer Erstreckungsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind.Joining arrangement ( 60 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the welds ( 56 ) of the two body components ( 22 . 24 ) are arranged offset from each other perpendicular to their extension direction. Fügeanordnung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Flansch (28) ein Kantenschutz- (34) und/oder Dichtelement aufgesteckt ist.Joining arrangement ( 60 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the flange ( 28 ) an edge protection ( 34 ) and / or sealing element is attached. Fügeanordnung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosseriebauteile (22, 24) als Schalen einer Säule (12, 14), insbesondere einer A-Säule (12), ausgebildet sind.Joining arrangement ( 60 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the body components ( 22 . 24 ) as shells of a column ( 12 . 14 ), in particular an A-pillar ( 12 ), are formed. Fügeanordnung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosseriebauteile (22, 24) einen jeweiligen Blechbereich (48) aus einer Aluminiumlegierung und einen jeweiligen Blechbereich (46) aus einem Stahl aufweisen.Joining arrangement ( 60 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the body components ( 22 . 24 ) a respective sheet metal area ( 48 ) of an aluminum alloy and a respective sheet metal area ( 46 ) made of a steel.
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