DE102013021863A1

DE102013021863A1 - Positioniereinrichtung für zwei Karosserieabschnitte eines Fahrzeugs, Karosserieabschnittverbund und Verfahren zur Fixierung der beiden Karosserieabschnitte

Info

Publication number: DE102013021863A1
Application number: DE102013021863.2A
Authority: DE
Inventors: Marcus LANGE
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-06-25

Abstract

Positioniereinrichtung 1 für mindestens einen ersten und einen zweiten Karosserieabschnitt 10; 16 eines Fahrzeugs während eines Fertigungsprozesses, wobei die Positioniereinrichtung 1 dazu ausgebildet ist, in eine Aussparung 13 des ersten Karosserieabschnitts 10 eingesetzt zu werden und den zweiten Karosserieabschnitt 16 an einer endseitigen Lasche 17 aufzunehmen, wobei die Positioniereinrichtung 10 dazu ausgebildet ist, den zweiten Karosserieabschnitt 16 mit dem ersten Karosserieabschnitt 10 zu verbinden, wobei die Positioniereinrichtung 1 dazu ausgebildet ist, den zweiten Karosserieabschnitt 16 relativ zum ersten Karosserieabschnitt 10 höhenregulierbar zu fixieren.

Description

Technisches Gebiet:
Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung für mindestens einen ersten und einen zweiten Karosserieabschnitt eines Fahrzeugs während eines Fertigungsprozesses und einen Karosserieabschnittverbund, der den ersten und zweiten Karosserieabschnitt, die Positioniereinrichtung und ein Klebemittel umfasst. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Fixierung des zweiten Karosserieabschnitts am ersten Karosserieabschnitt mit der Positioniereinrichtung.
Hintergrund:
Bei der Fertigung von Fahrzeugen wird oftmals eine Dachhaut mit einem Seitenwandblech des Fahrzeugs verbunden. Der Fertigungsvorgang erfolgt üblicherweise durch Laserlöten der beiden Bauteile, wenn die beiden Bauteile aus dem gleichen Material, zum Beispiel aus einem Stahlblech, gebildet sind.
Es ist bereits bekannt, dass bei der Ausbildung des Bauteile in unterschiedlichen Materialien durch eine Klebeverbindung aneinander befestigt werden, um Nachteile z. B. hinsichtlich einer unterschiedlichen Wärmeausdehnung der beiden Bauteile zu vermeiden, wie es z. B. beim Laserlöten auftreten kann. Vor dem Verkleben der Bauteile müssen diese zueinander positioniert und aneinander vorfixiert werden.
Beispielsweise beschreibt die Offenlegungsschrift DE 103 60 350 A1 , die wohl den nächstliegenden Stand der Technik bildet, ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugs in Modulbauweise. Das Kraftfahrzeug umfasst ein Fahrzeugdach aus Aluminium und ein Karosseriemodul aus Stahl, wobei randseitig am Dach ausgebildete Laschen in korrespondierende und mit Montageclips versehene Aussparungen formschlüssig eingreifen. Die Montageclips sind aus Kunststoff gebildet, um wirkungsvoll einen Materialschluss zwischen dem Dach und dem Karosseriemodul zu vermeiden.
Beschreibung:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine funktional verbesserte Positioniereinrichtung für zwei Karosserieabschnitte eines Fahrzeugs während eines Fertigungsprozesses bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Positioniereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch einen Karosserieabschnittverbund mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
Es wird eine Positioniereinrichtung für mindestens einen ersten und einen zweiten Karosserieabschnitt eines Fahrzeugs, insbesondere eines Pkws, vorgeschlagen. Optional umfasst der erste und/oder zweite Karosserieabschnitt ein oder mehrere Karosseriebauteile. So kann der erste Karosserieabschnitt mehrere Schichten aufweisen, z. B. aus einer Außenseite und aus einer Verstärkung zusammengesetzt und/oder gebildet sein.
Die Positioniereinrichtung wird während eines Fertigungsprozesses des Fahrzeugs verwendet. Der Fertigungsprozess umfasst z. B. einen Transport der Karosserieabschnitte auf einem Förderband, mindestens einen Lackiervorgang, eine Aushärtung der Lackierung z. B. in einem Ofen und/oder eine Verklebung der Karosserieabschnitte.
Bevorzugt weist der erste Karosserieabschnitt eine Aussparung auf. Die Positioniereinrichtung ist dazu ausgebildet, in die Aussparung des ersten Karosserieabschnitts eingesetzt zu werden. Besonders bevorzugt ist, dass die Positioniereinrichtung in die Aussparung passgenau einsetzbar ist, in diese eingeklemmt und/oder eingerastet werden kann. Der zweite Karosserieabschnitt weist vorzugsweise eine endseitige Lasche auf. Beispielsweise ist die endseitige Lasche durch eine Kante und durch einen sich an die Kante anschließenden Endabschnitt des zweiten Karosserieabschnitts gebildet. Die Positioniereinrichtung ist dazu ausgebildet, den Karosserieabschnitt an der endseitigen Lasche aufzunehmen. Insbesondere kann der zweite Karosserieabschnitt mit der endseitigen Lasche in die Positioniereinrichtung in eine Einsteckrichtung eingeführt und/oder eingesteckt werden. Besonders bevorzugt ist die Einsteckrichtung senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer Flächenersteckung der Aussparung und/oder des ersten Karosserieabschnitts gerichtet.
Die Positioniereinrichtung ist dazu ausgebildet, den zweiten Karosserieabschnitt mit dem ersten Karosserieabschnitt zu verbinden. Die Verbindung erfolgt, wenn die Positioniereinrichtung in der Aussparung des ersten Karosserieabschnitts angeordnet ist und wenn die Positioniereinrichtung den zweiten Karosserieabschnitt aufnimmt. Insbesondere ist die Positioniereinrichtung dazu ausgebildet, die Lasche des zweiten Karosserieabschnitts senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Flächenerstreckung der Aussparung und/oder des ersten Karosserieabschnitts anzuordnen und festzusetzen. Hierbei kann die bereits in der Aussparung angeordnete Positioniereinrichtung den zweiten Karosserieabschnitt aufnehmen. Alternativ ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass die Positioniereinrichtung zusammen mit dem bereits aufgenommenen zweiten Karosserieabschnitt in der Aussparung angeordnet wird.
Die Positioniereinrichtung ist dazu ausgebildet, den zweiten Karosserieabschnitt relativ zum ersten Karosserieabschnitt höhenregulierbar zu fixieren. Insbesondere ist der zweite Karosserieabschnitt bei der Aufnahme durch die Positioniereinrichtung an der endseitigen Lasche in der Höhe regulierbar und festsetzbar. Beispielsweise ist der zweite Karosserieabschnitt um mindestens 1,5 Millimeter, vorzugsweise um mindestens 3 Millimeter, im Speziellen um mindestens 5 Millimeter und/oder um maximal 10 Millimeter in der Höhe regulierbar.
Durch die Positioniereinrichtung können der erste und zweite Karosserieabschnitt einfach und schnell bis zur endgültigen Fixierung im Fertigungsprozess vorverbunden werden. Somit können beide Karosserieabschnitte zusammen in ihrer vorgesehenen endgültigen Position alle notwendigen Fertigungsschritte durchlaufen bis sie letztendlich durch eine Klebeverbindung endgültig verbunden werden. Die Fertigungsschritte, die vor der Klebeverbindung erfolgen, sind z. B. der Transport beider vorverbundener Karosserieabschnitte auf einem Montageband mit gegebenenfalls starken Rütteleffekten, ein Eintauchen in eine kathodische Tauchlackierung und/oder ein Aushärten der Lackierung in einem Ofen. Vorteilhaft ist, dass der zweite Karosserieabschnitt durch die Aufnahme in der Positioniereinrichtung relativ zum ersten Karosserieabschnitt richtig positionierbar ist und zugleich sicher an diesem, insbesondere bis zur endgültigen Klebeverbindung beider Karosserieabschnitte, aneinander vorfixierbar ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass der zweite Karosserieabschnitt beim Einführen und/oder Einstecken in Einfuhrrichtung in die Positioniereinrichtung passgenau in der Höhe regulierbar ist und festsetzbar ist. Von Vorteil ist weiterhin, dass sich der zweite Karosserieabschnitt trotz aller Fixierung gegenüber dem ersten Karosserieabschnitt in X-Richtung des Fahrzeugs, insbesondere in eine Längsrichtung des Fahrzeugs, ausdehnen kann, ohne sich plastisch zu verformen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Positioniereinrichtung eine Aufnahme auf. Vorzugsweise ist die Aufnahme dazu ausgebildet, die endseitige Lasche des zweiten Karosserieabschnitts, insbesondere höhenregulierbar, aufzunehmen. Beispielsweise wird der zweite Karosserieabschnitt mit der endseitigen Lasche in Einfuhrrichtung in die Aufnahme eingeführt und/oder eingesteckt. Durch das Einstecken in die Aufnahme kann ein Verkippen des zweiten Karosserieabschnitts, zum Beispiel während des Transports auf dem Montageband, in vorteilhafter Weise vermieden werden. In einer möglichen konstruktiven Umsetzung der Erfindung ist die Aufnahme im Querschnitt quer zur Längserstreckung der Positioniereinrichtung, insbesondere quer zur X-Richtung des Fahrzeugs, U-förmig ausgebildet. Zum Beispiel weist die Aufnahme eine Öffnung, zwei gegenüberliegende Innenwände und einen Boden auf, der die Innenwände miteinander verbindet. Möglich im Rahmen der Erfindung ist, dass die Aufnahme ausreichend tief und breit oder sogar übertief und/oder überbreit bemessen und/oder ausgebildet ist. Somit kann die endseitige Lasche des zweiten Karosserieabschnitts einfach in die Aufnahme eingeführt und in der Höhe reguliert werden. Insbesondere bietet die Aufnahme durch eine übergroß bemessene Aufnahmetiefe die Möglichkeit, den zweiten Karosserieabschnitt in verschiedene Einstecktiefen einzustecken und/oder aufzunehmen. Optional ist die an der endseitigen Lasche angeordnete Kante des zweiten Karosserieabschnitts bei und/oder nach der Höhenregulierung beabstandet zum Boden der Aufnahme angeordnet, wenn die endseitige Lasche in die Aufnahme eingesteckt ist.
In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Höhenregulierung und/oder Höhenanpassung auch die Möglichkeit, dass die an der endseitigen Lasche angeordnete Kante des zweiten Karosserieabschnitts den Boden der Aufnahme kontaktiert, wenn die endseitige Lasche in die Aufnahme eingesteckt ist. Insbesondere ist der zweite Karosserieabschnitt in diesem Fall mit dem Boden der Aufnahme auf Anschlag gesetzt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Positioniereinrichtung mindestens zwei Krallen aufweist. Vorzugsweise sind die mindestens zwei Krallen gemeinsam zur reib- und/oder kraftschlüssigen Fixierung und/oder zur Höhenfestsetzung des zweiten Karosserieabschnitts in der Aufnahme ausgebildet. Zum Beispiel weisen die Krallen mindestens einen spitzen und/oder scharfen Abschnitt auf, mit dem sie sich in den zweiten Karosserieabschnitt einkrallen.
Die Krallen sind beispielsweise an der Öffnung der Aufnahme gelagert und unmittelbar gegenüberliegend angeordnet. Besonders bevorzugt ist, dass die Krallen schwenkbar und/oder unter Vorspannung gelagert sind. Insbesondere werden die Krallen beim Einführen und/oder Einstecken der endseitigen Lasche des zweiten Karosserieabschnitts in die Aufnahme hinein geschwenkt und zugleich zu den gegenüberliegenden Innenwänden der Aufnahme gedrückt. Dabei entfernen sich die Krallen voneinander und bilden eine Einschublücke für den zweiten Karosserieabschnitt. Insbesondere werden die Krallen um eine Stärke des zweiten Karosserieabschnitts auseinander geschwenkt, sodass sie an den Außenseiten des in der Positioniereinrichtung aufgenommenen zweiten Karosserieabschnitts anliegen und diesen zwischen sich einspannen und/oder einklemmen. Vorzugsweise sind die Krallen dazu ausgebildet, den zweiten Karosserieabschnitt zwischen sich reib- und/oder kraftschlüssig in der relativ zum ersten Karosserieabschnitt regulierten Höhe zu halten und dadurch vor zu fixieren. Vorteilhaft daran ist, dass durch die schwenkbaren und mit Vorspannung gelagerten Krallen eine schnelle und werkzeugfreie Vorfixierung und Höhenjustierung des ersten Karosserieabschnitts ermöglicht wird.
Alternativ können die Krallen auch als Haltebacken oder als weitere geeignet ausgebildete Halteelemente zum reib- und/oder kraftschlüssigen Festsetzen des zweiten Karosserieabschnitts in der Aufnahme ausgebildet sein.
In einer optionalen Umsetzung der Erfindung weist die Positioniereinrichtung mindestens eine Einfuhrschräge zur erleichterten Einführung des zweiten Karosserieabschnitts in Einsteckrichtung in die Aufnahme auf. Bevorzugt wird die Einfuhrschräge durch die Krallen gebildet. Diese sind vorzugsweise schräg zur Aufnahme, insbesondere zur Öffnung und/oder zum Boden, angeordnet. Optional münden die Krallen in die Aufnahme. Durch die Einfuhrschräge kann die endseitige Lasche des zweiten Karosserieabschnitts einfach und hinderungsfrei in die Aufnahme hineingleiten. Somit kann der zweite Karosserieabschnitt mit wenigen Handgriffen und mit geringem zeitlichen Aufwand in die Aufnahme eingesteckt werden und am ersten Karosserieabschnitt höhenreguliert befestigt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Positioniereinrichtung als eine Klammer ausgebildet ist. Bevorzugt umfasst die Positioniereinrichtung mindestens zwei Halter, die zur formschlüssigen Befestigung der Positioniereinrichtung in der Aussparung des ersten Karosserieabschnitts ausgebildet sind. Beispielsweise ist der Formschluss zwischen den Haltern und dem ersten Karosserieabschnitt quer zur Längserstreckung der Positioniereinrichtung umsetzbar.
Beispielsweise sind die mindestens zwei Halter im Querschnitt quer zur Längserstreckung der Positioniereinrichtung L-förmig ausgebildet und/oder weist zwei Schenkel auf. Dadurch ist die Positioniereinrichtung so in die Aussparung des ersten Karosserieabschnitts einsetzbar, dass die Halter mit einer Auflagefläche eines Schenkels auf einer Außenseite des ersten Karosserieabschnitts aufliegen. Optional liegen die Halter mit einer Anlagefläche des anderen Schenkels zugleich an den die Aussparung begrenzenden Außenkanten des ersten Karosserieabschnitts an. Somit ist die Positioniereinrichtung formschlüssig in der Aussparung positionierbar und sicherbar. Durch den Formschluss wird erreicht, dass der zweite Karosserieabschnitt prozesssicher und funktional am ersten Karosserieabschnitt befestigbar ist. Durch das Einsetzen der Positioniereinrichtung in die Aussparung können optional ergänzend zwischen mehreren Karosserieteilen besehende Abstandstoleranzen ausgeglichen werden.
Besonders bevorzugt ist die Positioniereinrichtung aus einer Metalllegierung gebildet und/oder umfasst eine Metalllegierung. Insbesondere ist die Positioniereinrichtung als ein Stanzbiegeteil ausgebildet und/oder sie wird in einem Stanz- und/oder Biegeprozess gefertigt. Dadurch weist die Positioniereinrichtung eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit auf, um den zweiten Karosserieabschnitt aufzunehmen und zu halten. Alternativ ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass die Positioniereinrichtung aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere aus einem Hartkunststoffmaterial, gebildet ist und/oder dieses umfasst.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft einen Karosserieabschnittverbund mit dem ersten und zweiten Karosserieabschnitt. Der Karosserieabschnittverbund umfasst die Positioniereinrichtung und ein Klebemittel. Das Klebemittel ist auf den ersten und/oder zweiten Karosserieabschnitt aufgebracht. Der zweite Karosserieabschnitt ist über die Positioniereinrichtung am ersten Karosserieabschnitt fixiert und in der Höhe reguliert angeordnet. Hierfür ist der zweite Karosserieabschnitt bevorzugt in die Aufnahme eingesteckt und/oder eingeführt, wobei er durch die Klammern reib- und/oder kraftschlüssig gehalten ist.
Bevorzugt ist das Klebemittel als ein hitzeaktivierbares Klebemittel ausgebildet. Beispielsweise ist das Klebemittel als eine Kleberraupe ausgebildet. In dieser Ausbildung ist das Klebemittel vorzugsweise auf das erste Karosserieteil aufgelegt, wobei der zweite Karosserieabschnitt so in der Höhe reguliert angeordnet ist, dass er das Klebemittel kontaktiert. Dadurch wird ein späteres selbstständiges bzw. automatisches Verkleben der beiden Karosserieabschnitte, z. B. durch eine Erhitzung des Klebemittels während der Lackierung des Karosserieabschnittverbunds und/oder während der Aushärtung der Lackierung im Ofen, ermöglicht.
Alternativ ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass das Klebemittel als ein Kontaktklebstoff und/oder als ein Kraftkleber ausgebildet ist. In dieser Ausbildung ist das Klebemittel bevorzugt auf beide Karosserieabschnitte als mindestens eine Klebefläche und/oder Klebestelle aufgebracht. Durch den Kontakt der beiden mit dem Klebemittel versehenen Karosseriebauteile werden diese in einem sogenannten Kontaktklebeverfahren miteinander verbunden. Der Einsatz des Klebemittels als Kontaktklebstoff und/oder als Kraftkleber ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn beide Karosseriebauteile bereits endlackiert sind und/oder eine Erhitzung in weiteren Fertigungsschritten nicht mehr vorgesehen ist. Insbesondere werden die Karosseriebauteile im endlackierten Zustand durch das Kontaktklebeverfahren miteinander stoffschlüssig endverbunden.
Bei einer bevorzugten Umsetzung der Erfindung ist der erste Karosserieabschnitt als eine Fahrzeugseitenwand und der zweite Karosserieabschnitt als ein Fahrzeugdach ausgebildet. Möglich ist, dass die Fahrzeugseitenwand ein Seitenwandaußenblech und eine Seitenwandverstärkung umfasst und/oder aus diesen zusammengesetzt ist. Das Fahrzeugdach ist bevorzugt als eine Dachhaut ausgebildet.
In einer möglichen Umsetzung der Erfindung umfasst einer der Karosserieabschnitte ein Stahlblech und der andere Karosserieabschnitt ein vom Stahlblech unterschiedliches Material. Beispielsweise ist das vom Stahlblech unterschiedliche Material als ein Leichtbaumaterial, insbesondere als eine Aluminiumlegierung, ausgebildet. Alternativ ist das vom Stahlblech unterschiedliche Material als ein Verbundmaterial, z. B. als ein Blech-Kunststoff-Verbundmaterial, ausgebildet. Insbesondere weist das vom Stahlblech unterschiedliche Material eine Sandwich-Bauweise auf. Möglich ist, dass das das Fahrzeugdach aus dem Leichtbaumaterial oder aus dem Verbundmaterial, insbesondere in Sandwich-Bauweise, gebildet ist und/oder dieses umfasst. Optional ist die Fahrzeugseitenwand aus dem Stahlblech gebildet und/oder umfasst dieses.
Wenn der erste und zweite Karosserieabschnitt aus den unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass bei einer Verbindung durch Laserlöten Schwierigkeiten entstehen können, da das Laserlöten prozessbedingt z. B. nicht durchführbar ist oder Schwierigkeiten mit einer unterschiedlichen Wärmeausdehnung des einen Karosserieabschnitts gegenüber dem anderen auftreten können. Aufgrund dessen wird im Rahmen der Erfindung eine abschließende stoffschlüssige Verbindung der beiden Karosserieabschnitte, insbesondere durch das Klebemittel, favorisiert. Beispielsweise wird das Klebemittel als das hitzeaktivierbare Klebemittel durch Erhitzen bei einem Lackiervorgang des Karosserieabschnittverbunds aktiviert. Dies kann zum Beispiel bei einer Tauchlackierung erfolgen. Alternativ oder optional ergänzend kann das Klebemittel bei einer Lackaushärtung in einem hierfür vorgesehenen Ofen erhitzt und aktiviert werden. Der vorfixierte Karosserieabschnittverbund und die dadurch ermöglichte stoffschlüssige Verbindung der beiden Karosserieabschnitte durch das hitzeaktivierbare Klebemittel hat den Vorteil, dass der erste und zweite Karosserieabschnitt in einem gemeinsamen Fertigungsschritt lackierbar sind und/oder aushärtbar sind. Wenn das Klebemittel als der Kontakt- und/oder Kraftklebstoff ausgebildet ist, wird dieser durch die Kontaktierung der beiden bereits endlackierten Karosserieabschnitte aktiviert. In beiden Fällen können bestehende Produktionsabläufe in vorteilhafter Weise beibehalten werden und eine kostenintensive Umgestaltung vermieden werden. Eine Implementierung neuer Produktionsstationen z. B. zur Montage entfällt, wobei damit verbundene Kosten eingespart werden können.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fixierung des zweiten Karosserieabschnitts am ersten Karosserieabschnitt mit der Positioniereinrichtung nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und zum Bilden des Karosserieabschnittverbunds nach der bisherigen Beschreibung und nach einem der Ansprüche 11 bis 13. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Es wird ein Klebemittel auf den ersten und/oder zweiten Karosserieabschnitt aufgebracht. Ergänzend wird die Positioniereinrichtung in die Aussparung des ersten Karosserieabschnitts eingesetzt. Die vorgenannten Schritte können auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Ein weiterer Schritt des Verfahrens sieht vor, dass der zweite Karosserieabschnitt mit der endseitigen Lasche in Einsteckrichtung in die Positioniereinrichtung eingesteckt und/oder eingesetzt wird, wobei er in der Höhe reguliert und festgesetzt wird. Insbesondere ist es möglich, dass zuerst die Positioniereinrichtung in die Aussparung des ersten Karosserieabschnitts eingesetzt wird und anschließend der zweite Karosserieabschnitt mit der endseitigen Lasche in Einsteckrichtung in die Positioniereinrichtung eingesteckt und/oder eingesetzt wird, wobei er in der Höhe reguliert und festgesetzt wird. Alternativ wird der zweite Karosserieabschnitt zuerst mit der endseitigen Lasche in Einsteckrichtung in die Positioniereinrichtung eingesteckt und die Positioniereinrichtung danach, insbesondere gemeinsam mit dem zweiten Karosserieabschnitt, in der Aussparung angeordnet.
Ein optionaler Verfahrensschritt umfasst die Aktivierung des Klebemittels und das stoffschlüssige Verbinden der beiden Karosserieabschnitte. Bevorzugt wird der Karosserieabschnittverbund im Rahmen des Verfahrens erhitzt. Die Erhitzung erfolgt vor, während und/oder nach einer Lackierung des Karosserieabschnittverbunds, wobei das hitzeaktivierbare Klebemittel durch das Erhitzen aktiviert wird und der erste und zweite Karosserieabschnitt stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verklebt, werden. In diesem Fall wird das hitzeaktivierbare Klebemittel im Rahmen des Verfahrens bevorzugt vor der Anordnung der Positioniereinrichtung in der Aussparung auf den ersten Karosserieabschnitt, insbesondere als Kleberraupe, aufgebracht.
Alternativ werden die Karosserieabschnitte im Rahmen des Verfahrens zunächst lackiert und ausgehärtet, insbesondere endlackiert. Anschließend wird das Klebemittel auf beide Karosserieabschnitte aufgebracht. Durch den Kontakt der beiden mit dem Klebemittel versehenen Karosserieabschnitte wird das Klebemittel, insbesondere in der Ausbildung als Kontakt- und/oder Kraftkleber, aktiviert und die beiden Karosserieabschnitte miteinander stoffschlüssig verbunden.
Die Aufbringung des Klebemittels kann im Rahmen des Verfahrens insbesondere vor dem Verbinden der beiden Karosserieabschnitte über die Positioniereinrichtung oder nach dem Verbinden der beiden Karosserieabschnitte über die Positioniereinrichtung erfolgen. Optional ergänzend erfolgt die Aufbringung des Klebemittels vor der Endlackierung oder nach der Endlackierung der beiden Karosserieabschnitte.
Weitere Merkmale, Vorabschnitte und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Karosserieabschnitts mit einem darauf aufgebrachten Klebemittel;
2 der erste Karosserieabschnitt aus 1 mit einer in eine Aussparung des ersten Karosserieabschnitts eingesetzten Positioniereinrichtung;
3 die Positioniereinrichtung aus 2 in einer perspektivischen Ansicht;
4 einen Karosserieabschnittverbund mit dem ersten Karosserieabschnitt und dem Klebemittel aus 1 mit der Positioniereinrichtung aus 3 und mit einem zweiten Karosserieabschnitt, wobei dieser über die Positioniereinrichtung mit dem ersten Karosserieabschnitt verbunden ist;
5 die Darstellung der 4 in einer Schnittansicht, wobei die Schnittlinie A-A quer zu einer Längserstreckung der Positioniereinrichtung verläuft;
6 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Fixierung der beiden Karosserieabschnitte 10; 16 und zur Bildung des Karosserieabschnittverbunds 18.
Einander entsprechende oder gleiche Abschnitte sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt einen ersten Karosserieabschnitt 10 für ein Fahrzeug, insbesondere für einen PKW. Der erste Karosserieabschnitt 10 umfasst ein Stahlblech und ist als eine Fahrzeugseitenwand ausgebildet. Diese ist aus zwei Karosserieteilen 11; 12 zusammengesetzt, insbesondere aus einer Außenseite 11 und aus einer Verstärkung 12.
Der erste Karosserieabschnitt 10 weist eine rechteckige Aussparung 13 auf. Die Aussparung wird von vier Innenkanten 15 des ersten Karosserieabschnitts 10 begrenzt. Auf den Karosserieabschnitt 10, insbesondere auf die Außenseite 11, ist ein hitzeaktivierbares Klebemittel 14 in der Ausbildung als eine Kleberraupe aufgebracht. Dieses wird in einem späteren Fertigungsschritt durch Erhitzen, z. B. während einer Lackierung und/oder eines Trocknen bzw. Aushärten der Lackierung in einem hierfür geeigneten Ofen, aktiviert, um einen zweiten Karosserieabschnitt 16 (4; 5) am ersten Karosserieabschnitt 10 abschließend zu fixieren.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird ein Klebemittel eingesetzt, das als ein Kontakt- und/oder Kraftkleber ausgebildet ist. In diesem Fall wird das Klebemittel nach der Lackierung und dem Aushärten der Karosserieabschnitte 10; 16 aufgebracht und durch den Kontakt der beiden an den Klebeflächen oder Klebestellen aktiviert.
2 zeigt den ersten Karosserieabschnitt 10 und das darauf angeordnete Klebemittel 14 aus 1. In die Aussparung 13 des ersten Karosserieabschnitts 10 ist eine Positioniereinrichtung 1 eingesetzt, insbesondere eingeklemmt.
Die Positioniereinrichtung 1 ist in 3 in einer perspektivischen Draufsicht detailliert gezeigt. Sie ist als ein Stanz- und/oder Biegteil ausgebildet und umfasst eine Metalllegierung. Alternativ kann die Positioniereinrichtung 1 auch als ein Hartkunststoffteil ausgebildet sein.
Die Positioniereinrichtung 1 ist als eine Klammer zur Aufnahme des zweiten Karosserieabschnitts 16 (4; 5) ausgebildet. Hierfür weist sie eine Aufnahme 3 auf, in die der zweite Karosserieabschnitt 16 (4; 5) in eine Einsteckrichtung E einführbar und/oder einsteckbar ist. Die Einsteckrichtung E ist senkrecht zur Aussparung 13 und/oder zum ersten Karosserieabschnitt 10 gerichtet.
Die Aufnahme 2 ist im Querschnitt quer zur Längserstreckung L der Positioniereinrichtung 1 u-förmig ausgebildet. Die Längserstreckung entspricht z. B. einer X-Richtung und Längsrichtung des Fahrzeugs. Die Aufnahme 2 ist endseitig offen und weist nach oben eine Öffnung 7, nach unten einen Boden 8 und seitlich zwei gegenüberliegende Innenwände 9 auf, die durch den Boden 8 miteinander verbunden sind. Sie weist eine Höhe H auf, die eine ausreichende oder übergroß bemessene Aufnahmetiefe für eine endseitige Lasche 17 (5) des zweiten Karosseriebauteils 16 bildet.
Die Positioniereinrichtung 1 weist mehrere, z. B. sechs Halter 3 auf, die unmittelbar gegenüberliegend an der Öffnung 7 der Aufnahme 2 angeordnet sind. Die Halter 3 sind L-förmig ausgebildet und weisen am längeren Schenkel des Ls eine Auflagefläche 4 auf, mit der sie auf dem ersten Karosseriebauteil 10, insbesondere auf der Außenseite 11 aufliegen. Der kürzere Schenkel des L liegt mit einer Anlagefläche 5 an einer der die Aussparung 13 begrenzenden Innenlängskanten 15 des ersten Karosserieabschnitts 10 an. Durch die Halter 2 ist die Positioniereinrichtung 1 formschlüssig in eine quer zur Längserstreckung L der Positioniereinrichtung 1 gerichtete Richtung in der Aussparung 13 gesichert bzw. sicherbar.
Die Positioniereinrichtung 1 weist zwei unterhalb der Halter 3 angeordnete Rastnasen 23 auf. Insbesondere ist jeweils eine der Rastnasen 23 unterhalb einer Auflagefläche 4 eines Halters 3 angeordnet. Durch das Zusammenwirken der Rastnasen 23 und der Halter 23 ist die Positioniereinrichtung 1 in der Aussparung 13 verrastbar. Hierbei ist sie formschlüssig nach oben und unten gesichert. Insbesondere rastet die Positioniereinrichtung 1 beim Einstecken in die Aussparung 13 zwischen den Auflageflächen 4 der Halter 3 und den Rastnasen 23 ein. Die Positioniereinrichtung 1 liegt auf den Rastnasen 23 auf und ist zwischen diesen und den Auflageflächen 4 eingeklemmt.
Die Positioniereinrichtung 1 weist mehrere, z. B. vier Krallen 6 auf. Die Krallen 6 sind beidseitig entlang der Öffnung 7 der Aufnahme 2 jeweils paarweise und unmittelbar gegenüberliegend angeordnet. Sie sind dort schwenkbar und rückfedernd gelagert, sodass die endseitige Lasche 17 des zweiten Karosserieabschnitts 16 (4: 5) zwischen jeweils zwei der Krallen 6 einklemmbar ist, wenn sie in die Aufnahme 2 eingesteckt ist. Die Krallen 6 sind schräg in Richtung der Aufnahme 2 bzw. des Bodens 8 gerichtet. Insbesondere münden die Krallen 6 in der Aufnahme 2. Dadurch bilden sie eine Einfuhrschräge 19, die das Einführen und/oder Einstecken des zweiten Karosserieabschnitts 16 in die Aufnahme 2 erleichtert.
4 zeigt einen Karosserieabschnittverbund 18 in einer perspektivischen Ansicht. In 5 ist der Karosserieabschnittverbund 18 in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A gezeigt.
Der Karosserieabschnittverbund 18 umfasst den ersten Karosserieabschnitt 10 und das darauf angeordnete Klebemittel 14. Er umfasst auch die Positioniereinrichtung 1 und den zweiten Karosserieabschnitt 16. Die Positioniereinrichtung 1 ist formschlüssig in der Aussparung 13 angeordnet.
Der zweite Karosserieabschnitt 16 umfasst ein Leichtbaumaterial, z. B. eine Aluminiumlegierung und/oder ist aus diesem gebildet. Alternativ umfasst der zweite Karosserieabschnitt 16 ein Verbundmaterial, z. B. ein Blech-Kunststoff-Verbundmaterial und/oder ist aus diesem gebildet. Der zweite Karosserieabschnitt 16 ist als ein Fahrzeugdach, insbesondere als eine Dachhaut, ausgebildet. Der zweite Karosserieabschnitt 16 ist über die Positioniereinrichtung 1 mit dem zweiten Karosserieabschnitt 16 verbunden. Insbesondere handelt es sich um eine Vorfixierung der beiden Karosserieabschnitte 16. Durch diese Vorfixierung können Fertigungsschritte im Rahmen der Fertigung des Fahrzeugs, z. B. der Transport auf Transportbändern, die gemeinsame Lackierung des Karosserieabschnittverbunds und/oder die Trocknung und/oder Aushärtung der Lackierung, durchgeführt werden, ohne dass sich beide Karosseriebauteile 10; 16 bis zur abschließenden stoffschlüssigen Verbindung voneinander lösen oder aus ihrer vorgesehenen Position abweichen.
Der zweite Karosserieabschnitt 16 weist endseitig die Lasche 17 auf, die in Einsteckrichtung E in die Aufnahme 2 der Positioniereinrichtung 1 eingesteckt und/oder eingeführt ist. Die endseitige Lasche 17 ist senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Aussparung 13 und/oder zum ersten Karosseriebauteil 10 gerichtet. Durch die übergroße Aufnahmetiefe H der Aufnahme kann der zweite Karosserieabschnitt 16 beim Einstecken und/oder Einführen in der Höhe reguliert werden, indem die endseitige Lasche 17 weiter in die Aufnahme 2 hineingesteckt wird oder weiter aus dieser herausragt. Es ist dabei möglich, dass die Kante der endseitigen Lasche 17 den Boden 8 der Aufnahme 2 kontaktiert oder von diesem beabstandet angeordnet ist. Insbesondere wird der zweite Karosserieabschnitt 16 in der Höhe so reguliert, dass er das Klebemittel 14 kontaktiert. Somit können beide Karosserieabschnitte 10; 16 im Rahmen des Fertigungsvorgangs des Fahrzeugs, z. B. beim Lackiervorgang und/oder beim Trocknungs- und/oder Aushärtevorgang im Ofen oder bei einer Kontaktierung der beiden Karosserieabschnitte 10; 16 an den Klebeflächen und/oder Klebestellen, abschließend über das Klebemittel 14 stoffschlüssig verbunden werden.
Beim Einführen und/oder Einstecken der endseitigen Lasche 17 in die Aufnahme 2 werden die gegenüber angeordneten Krallen 6 in die Aufnahme 2 hinein und in Richtung des Bodens 8 gedrückt. Zugleich schwenken die Krallen 6 zu den Innenwänden 9 der Aufnahme und bilden dadurch eine Lücke, durch die die endseitige Lasche 17 in die Aufnahme 2 hinein geführt werden kann. Aufgrund der rückfedernden Lagerung der Krallen 6 drücken diese gegen die Außenseiten des zweiten Karosserieabschnitts 16 und klemmen dieses zwischen sich ein. Somit ist der zweite Karosserieabschnitt 16 reib- und/oder kraftschlüssig zwischen jeweils zwei zusammenwirkenden Krallen 6 gehalten. Durch diesen Klemmmechanismus kann der zweite Karosserieabschnitt einfach, schnell und werkzeugfrei am ersten Karosseriebauteil vorfixiert werden.
Trotz aller Vorfixierung in der Positioniereinrichtung 1 kann sich der zweite Karosserieabschnitt 16 innerhalb der Aufnahme 2 in Längserstreckung der Positioniereinrichtung 1 ausdehnen, da die Aufnahme 2 an ihren beiden Enden offen ausgebildet ist. Somit kann ein Verzug oder eine ungewollte Materialausdehnung insbesondere beim Erhitzen des Karosserieabschnittverbunds 18 vermieden werden.
6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Fixierung der beiden Karosserieabschnitte 10; 16 und zur Bildung des Karosserieabschnittverbunds 18. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
20: Das Klebemittel 14 wird auf den ersten und/oder zweiten Karosserieabschnitt 10; 16 aufgebracht. Ergänzend wird die Positioniereinrichtung 1 in die Aussparung 13 des ersten Karosserieabschnitts 10 eingesetzt.
21: Die endseitige Lasche 17 des zweiten Karosserieabschnitts 16 wird in Einsteckrichtung E in die Positioniereinrichtung 1 eingesteckt. Ergänzend wird die Höhe des zweiten Karosserieabschnitts 16 reguliert und festgesetzt. Die beiden Schritte 20 und 21 des Verfahrens können auch in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden.
22: Optional ergänzend wird das Klebemittel 14 aktiviert und beide Karosserieabschnitte 10; 16 über das Klebemittel 14 stoffschlüssig miteinander verbunden. Dies kann durch ein Erhitzen des Karosserieabschnittverbunds 18 erfolgen. Das Erhitzen erfolgt vor, während und/oder nach einer Lackierung des Karosserieabschnittverbunds 18. Alternativ kann die stoffschlüssige Verbindung durch das Kontaktieren, Aufeinanderlegen und/oder Aneinanderpressen der beiden Karosserieabschnitte 10; 16 an den Klebeflächen und/oder Klebestellen erfolgen.
Die Aktivierung des Klebemittels 14 und die stoffschlüssige Verbindung der Karosserieabschnitte 10; 16 kann vor oder nach dem Verbinden der beiden Karosserieabschnitte 10; 16 über die Positioniereinrichtung 1 erfolgen. Alternativ oder optional ergänzend kann die Aktivierung des Klebemittels 14 und die stoffschlüssige Verbindung der Karosserieabschnitte 10; 16 vor oder nach der Endlackierung erfolgen.
Während vorstehend mindestens ein Ausführungsbeispiel detailliert offenbart wurde, ist es anzuerkennen, dass eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Variationen existieren. Es ist ebenfalls anzuerkennen, dass das mindestens eine Ausführungsbeispiel nur beispielhaften Charakter hat und keine Begrenzung des Schutzumfangs, der Anwendungsgebiete oder der Konfiguration darstellt. Vielmehr soll die vorliegende Offenbarung einen angenehmen Fahrplan zur Umsetzung mindestens eines Ausführungsbeispiels sein. Somit sollte es anzuerkennen sein, dass verschiedene Variationen der Funktion oder der Verbund der Elemente des mindestens einen Ausführungsbeispiels umgesetzt werden können, ohne den Umfang zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtmäßigen Äquivalente vorgegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Positioniereinrichtung
2: Aufnahme
3: Halter
4: Auflageflächen
5: Anlageflächen
6: Krallen
7: Öffnung
8: Boden
9: Innenwände
10: erster Karosserieabschnitt
11: Außenseite
12: Verstärkung
13: Aussparung
14: Klebemittel
15: Innenlängskanten
16: zweites Karosseriebauteil
17: endseitige Lasche
18: Karosserieabschnittverbund
19: Einfuhrschräge
20: erster Verfahrensschritt
21: zweiter Verfahrensschritt
22: dritter Verfahrensschritt
23: Rastnasen
E: Einsteckrichtung
H: Höhe/Aufnahmetiefe
L: Längserstreckung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10360350 A1 [0004]

Claims

Positioniereinrichtung (1) für mindestens einen ersten und einen zweiten Karosserieabschnitt (10; 16) eines Fahrzeugs während eines Fertigungsprozesses, wobei die Positioniereinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, in eine Aussparung (13) des ersten Karosserieabschnitts (10) eingesetzt zu werden und den zweiten Karosserieabschnitt (16) an einer endseitigen Lasche (17) aufzunehmen, wobei die Positioniereinrichtung (10) dazu ausgebildet ist, den zweiten Karosserieabschnitt (16) mit dem ersten Karosserieabschnitt (10) zu verbinden, wobei die Positioniereinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, den zweiten Karosserieabschnitt (16) relativ zum ersten Karosserieabschnitt (10) höhenregulierbar zu fixieren.
Positioniereinrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Positioniereinrichtung (1) eine Aufnahme (2) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die endseitige Lasche (17) des zweiten Karosserieabschnitts (16) aufzunehmen.
Positioniereinrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Positioniereinrichtung (1) mindestens zwei Krallen (6) aufweist, die gemeinsam zur reib- und/oder kraftschlüssigen Fixierung und Höhenfestsetzung des zweiten Karosserieabschnitts (16) in der Aufnahme (2) ausgebildet sind.
Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Krallen (6) an der Öffnung (7) der Aufnahme (2) gegenüberliegend angeordnet sind.
Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Krallen (6) schwenkbar angeordnet sind und/oder unter Vorspannung gelagert sind.
Positioniereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Aufnahme (2) im Querschnitt quer zur Längserstreckung (L) der Positioniereinrichtung (1) u-förmig ausgebildet ist.
Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positioniereinrichtung (1) mindestens eine Einfuhrschräge (19) zur erleichterten Einführung des zweiten Karosserieabschnitts (16) in die Aufnahme (2) aufweist.
Positioniereinrichtung (1) nach ist Anspruch 7, wobei die Einfuhrschräge (19) durch die Krallen (6) gebildet ist, wobei die Krallen (6) schräg zur Aufnahme (2) angeordnet sind und/oder in diese münden.
Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positioniereinrichtung (1) mindestens zwei Halter (3) umfasst, wobei die Halter (3) zum formschlüssigen Einsatz der Positioniereinrichtung (1) in der Aussparung (13) des ersten Karosserieabschnitts (10) ausgebildet sind, wobei der Formschluss quer zur Längserstreckung (L) der Positioniereinrichtung (1) umsetzbar ist.
Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positioniereinrichtung (1) aus einer Metalllegierung oder aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist und/oder die Metalllegierung oder das Kunststoffmaterial umfasst.
Karosserieabschnittverbund (18) mit dem ersten und zweiten Karosserieabschnitt (10; 16), mit der Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem Klebemittel (14), wobei das Klebemittel (14) auf den ersten und/oder zweiten Karosserieabschnitt (10; 16) aufgebracht ist, wobei der zweite Karosserieabschnitt (16) über die Positioniereinrichtung (1) am ersten Karosserieabschnitt (10) fixiert ist und in der Höhe reguliert ist.
Karosserieabschnittverbund (18) nach Anspruch 11, wobei der erste Karosserieabschnitt (10) als eine Fahrzeugseitenwand und der zweite Karosserieabschnitt als ein Fahrzeugdach ausgebildet ist.
Karosserieabschnittverbund (18) nach Anspruch 11 oder 12, wobei einer der Karosserieabschnitte (10; 16) ein Stahlblech und das andere ein vom Stahlblech unterschiedliches Material umfasst.
Verfahren zur Fixierung des zweiten Karosserieabschnitts (16) am ersten Karosserieabschnitt (10) mit der Positioniereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und zum Bilden des Karosserieabschnittverbunds (18) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: • Aufbringen eines Klebemittels (14) auf den ersten und/oder zweiten Karosserieabschnitt (10; 16) und Einsetzen der Positioniereinrichtung (1) in die Aussparung (13) des ersten Karosserieabschnitts (10) • Einsetzen der endseitigen Lasche (17) des zweiten Karosserieabschnitts (16) in Einsteckrichtung (E) in die Positioniereinrichtung (1) und Regulieren der Höhe des zweiten Karosserieabschnitts (16)
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: • Aktivieren des Klebemittels (14) und stoffschlüssiges Verbinden des ersten und zweiten Karosserieabschnitts (10; 16)