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Die Erfindung betrifft ein Befestigungsblechelement mit wenigstens einem vorzugsweise eingeformten Rohrabschnitt, insbesondere einem ein eingeformtes Gewinde aufweisender Gewindedurchzug/-tube, zum Befestigen bzw. Anschrauben eines separaten Elementes nach Anspruch 1 und eine Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 6.
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Stand der Technik
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Befestigungsblechelemente, die aus einem Metallblech hergestellt werden und einen Rohrabschnitt wie beispielsweise einen Gewindedurchzug, eine Gewindetube, Hülse oder dergleichen aufweisen, werden bereits in unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt. Vor allem bei kleinen Stückzahlen werden hierfür Blechelemente mit angeschweißtem Gewindeteil wie einer Mutter verwendet.
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Darüber hinaus sind jedoch bereits Befestigungsblechelemente vor allem für große Stückzahlen bekannt, wobei die Gewindedurchzüge/-tuben bzw. Hülsen/Rohrabschnitte nicht als separates Element am Blech fixiert, sondern ausgehend aus einem flachen Blech mittels mehrerer Umformschritte eingeformt werden. Derartige Befestigungsblechelemente sind beispielsweise aus den
DE 44 37 177 B4 ,
DE 42 23 551 A1 oder
DE 26 44 869 A1 bekannt. Zudem ist aus den Druckschriften
GB 758 228 A oder
EP 2 423 079 A1 jeweils ein Befestigungsblechelement bekannt, wobei der Verbindungssteg wenigstens zwei, im Wesentlichen orthogonal zueinander angeordnete Stegabschnitte vorgesehen sind.
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Gerade im Bereich der Kraftfahrzeuge werden vielfach derartig umgeformte Blechteile für spezielle Fahrzeugkomponenten verwendet. Beispielsweise wird die Karosserie für eine Abschleppöse, Sitzhalterung oder dergleichen mit einem entsprechenden Befestigungsblechelement mit eingeformtem Gewindedurchzug ausgestaltet.
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Um im Betrieb entsprechend große Kräfte bzw. Beanspruchungen aufnehmen zu können, wird hier mittels Umformtechniken im Bereich der Hülse/Rohrabschnitte zum Teil eine Wandstärke generiert, die größer als die Wandstärke des Metallbleches im Ausgangszustand ist. Die Verdickung wird dadurch ermöglicht, dass Blechmaterial beispielsweise durch Fliespressen aus einem Bereich des Ausgangsbleches dem Rohrabschnitt zur Verfügung gestellt wird. Das bedeutet, dass für den Gewindedurchzug bzw. den Rohrabschnitt ein Einzugsgebiet für Material des Gewindedurchzugs vorhanden ist, was etwa dem Ausmaß der ersten Ausformung entspricht und als so genannte Ronde bezeichnet wird.
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Unter anderem bei der Kraftfahrzeugherstellung werden immer höhere Anforderungen an die eingesetzten Komponenten gestellt. Dies ist nicht nur in Bezug zu den wirtschaftlichen, sondern auch hinsichtlich der technischen Anforderungen festzustellen.
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Dies trifft zum Beispiel auch u.a. auf sogenannte Schließkeile zur Montage von Fahrzugtüren bei PKWs oder dergleichen zu. Diese weisen meist eine Platte mit zwei eingeformten Rohrabschnitten bzw. zwei je ein eingeformtes Gewinde aufweisende Gewindedurchzügen bzw. sog. Gewindetuben oder dergleichen als Befestigungsmittel auf. Diese Schließkeile wurden bislang schwimmend zwischen zwei Fahrzeugkarosserie-Bleche/-Elemente gelagert und mittels Fixierschrauben in ihrer endgültigen Lage fixiert, so dass die gewünschten Spaltmasse bzw. die Position der Fahrzeugtür für das fertig montierte Fahrzeug eingestellt bzw. justiert werden konnten.
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Darüber hinaus werden bereits Schließkeile diskutiert, wobei ein Abschnitt der Platte mittels Punkt-Schweißen an einem Karosserieblech fixiert wird und über Verbindungsstege mit dem die Gewindedurchzüge aufweisenden Abschnitt verbunden ist. Mit Hilfe der zick-zack-förmigen Verbindungsstege wird eine Relativbewegung des Befestigungsabschnittes gegenüber der Fixierung ermöglicht, so dass zur Feinjustage bei der Fahrzeugtürmontage diese exakt ausgerichtet bzw. positioniert werden kann. Die Herstellung bzw. das Ausstanzen dieser Verbindungsstege erfordert jedoch aufwändige (Stanz-) Werkzeuge und die Prozesssicherheit ist etwas unsicher.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist, eine Fahrzeugkarosserie bzw. ein Befestigungsblechelement der eingangs genannten Art vorzuschlagen, womit die Feinjustage verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Befestigungsblechelement gemäß den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 6 gelöst. Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
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Dementsprechend zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Befestigungsblechelement dadurch aus, dass zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Fixierabschnitt wenigstens zwei, je einen Stegquerschnitt aufweisende, im fixierten Zustand des Fixierabschnittes verformbare Verbindungsstege angeordnet sind, wobei jeder Verbindungssteg wenigstens zwei vorgegebene Biegestellen mit je einem Biegequerschnitt aufweist, wobei der Biegequerschnitt kleiner als der Stegquerschnitt ist, dass wenigstens zwei beidseits des Fixierabschnittes angeordnete Verbindungsstege vorgesehen sind, dass wenigstens an beiden Enden des Verbindungssteges jeweils eine Biegestelle angeordnet ist und dass zwischen zwei Stegabschnitten wenigstens eine Biegestelle angeordnet ist.
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Mit Hilfe dieser Maßnahme wird eine oder mehrere definiert vorgegebene Biegestellen realisiert. Die Biegestelle bzw. Biegestellen kann/können hierbei als Gelenk des Verbindungssteges ausgebildet werden. Das heißt, dass der/die Verbindungsstellen an den erfindungsgemäßen Biegestellen verstellbar sind, vorzugsweise abgewinkelt bzw. verformt werden. So ist gemäß der Erfindung hierdurch eine höhere Prozesssicherheit bei der Montage bzw. Justage des zu befestigen Elementes bzw. der Fahrzeugtür oder dergleichen realisierbar.
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Durch vorteilhafte Ausformung der Biegestelle gemäß der Erfindung kann zum Beispiel eine virtuelle Gelenkachse verwirklicht werden. Dies führt zu einer vorteilhaften Relativverstellung zwischen Fixierabschnitt gegenüber dem Befestigungselement des Befestigungsblechelementes gemäß der Erfindung.
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Erfindungsgemäß sind wenigstens zwei beidseits des Fixierabschnittes angeordnete Verbindungsstege vorgesehen. Hiermit kann eine vorteilhafte symmetrische Ausbildung der Fixierung und somit auch in vorteilhafter Weise der Verstellung bzw. der Verformung und/oder des Befestigungsblechelementes verwirklicht werden. Mit Hilfe dieser Symmetrie bzw. symmetrischen Ausbildung kann eine vorteilhafte Verstellung bzw. Einstellung vor allem längs einer im Wesentlichen quer bzw. senkrecht zur Symmetrieachse ausgerichteten Verstellachse/Verstelllinie, insb. in die sog. X- und/oder Y-Richtung, erreicht werden.
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Zudem ist wenigstens an beiden Enden des/der Verbindungsstege jeweils eine Biegestelle angeordnet. Hiermit wird in vorteilhafter Weise eine mehrgelenkige Ausbildung der Relativbewegung bzw. der Verformung realisiert. Eine mehrgelenkige Verformbarkeit zwischen dem Fixierabschnitt und dem Befestigungsabschnitt verbessert die Justierbarkeit bzw. die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Verformung/Justage des Befestigungsblechelementes.
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Auch weist der Verbindungssteg wenigstens zwei Stegabschnitte auf und ist zwischen zwei Stegabschnitten wenigstens eine Biegestelle angeordnet. So kann mit dieser Maßnahme ebenfalls in vorteilhafter Weise eine mehrgelenkige Ausbildung der Relativbewegung bzw. der Verformung realisiert werden bzw. diese noch erweitert und somit zusätzlich verbessert werden.
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Darüber hinaus weist der Verbindungssteg zwei im Wesentlichen orthogonal zueinander ausgerichtete, gerade Stegabschnitte auf, zwischen denen eine Biegestelle gemäß der Erfindung vorhanden ist. Auch können die Stegabschnitte endseitig je eine Biegestelle gemäß der Erfindung aufweisen. Hiermit können geometrisch vorteilhafte Verbindungsstege verwirklicht werden, die für deren Herstellung z.B. vergleichsweise kostengünstige Schneid- bzw. Stanzwerkzeuge ermöglichen und zudem auch eine vorteilhafte Justage bzw. Relativbewegung zwischen Fixierabschnitt und Befestigungsabschnitt gewährleisten.
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Vorzugsweise ist die Biegestelle als Fließgelenk ausgebildet. Hiermit wird erreicht, dass beim Überschreiten der materialabhängigen Fließgrenze (und in vorteilhafter Weise ohne Erreichen der Streckgrenze) eine vorgegebene und im Wesentlichen bleibende plastische Verformung der Biegestelle verwirklicht wird. So ist das Fließgelenk bzw. die Biegestelle vorzugsweise kein separates Bauteil, sondern eine als entsprechendes Gelenk bzw. Fließgelenk beanspruchte und ausgebildete Stelle des Befestigungselementes.
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Vorteilhafterweise ist das Befestigungselement als einstückiges Bauteil realisiert. Hiermit reduziert sich der konstruktive und herstellungstechnische Aufwand des Befestigungselementes ganz erheblich. Zudem erhöht sich die Betriebssicherheit bzw. die Lebensdauer des Befestigungselementes aufgrund der geringeren Störanfälligkeit der einstückigen Ausbildung der sich relativ zueinander verstellbaren Abschnitte einschließlich des dazwischen angeordneten Verbindungsstegs bzw. des/der Fließgelenke.
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Sicherlich wird auch eine gewisse (elastische) Verbiegung des Verbindungssteges im Bereich außerhalb der erfindungsgemäßen Biegestelle zumindest teilweise vorhanden sein. Allerdings wird die erfindungsgemäße Relativverstellung im Wesentlichen durch die Biegestelle (mit kleinerem Biegequerschnitt als der Stegquerschnitt in anderen Stegabschnitten des Verbindungsstegs) verwirklicht. Möglicherweise werden Stegabschnitte (etwas) elastisch verformt. Gemäß der Erfindung wird/werden die Biegestelle/Biegestellen durch den Justagevorgang bleibend bzw. dauerhaft verbogen bzw. verformt oder umgeformt. Hierdurch kann die exakte Position des Befestigungsmittels mit hoher Prozesssicherheit festgelegt werden.
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Auch können einzelne Abschnitte des Verbindungssteges breiter bzw. dicker als beim Stand der Technik realisiert werden, was sich vor allem positiv auf die Betriebssicherheit beim Ausstanzen erfindungsgemäßer Elemente bzw. der (automatisierten) Herstellbarkeit auswirkt. Dies ist gerade bei Großserien von hoher wirtschaftlicher Bedeutung.
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Vorteilhafterweise weist die Biegestelle einen um etwa 10%-ig oder sogar mehr als 30%-ig kleineren Querschnitt und/oder Breite als ein Stegabschnitt bzw. weist eine Materialschwächung um ca. 10% oder mehr als etwa 30% im Vergleich zum Stegabschnitt auf. Hierdurch wird unabhängig von Herstellungs- bzw. Stanztoleranzen oder dergleichen eine eindeutige Festlegung der Biegestelle verwirklicht, was sich vorteilhaft auf die Justierbarkeit des Befestigungsmittels auswirkt.
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In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist eine als Kreisabschnitt ausgebildete Ausnehmung des Verbindungssteges vorgesehen. Diese Ausnehmung definiert die Biegestelle gemäß der Erfindung. Eine derartig kreisabschnittförmige Ausnehmung weist besonders vorteilhafte Kraftverhältnisse auf.
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Generell kann mit Hilfe der Erfindung bzw. deren weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eine bessere Einstellbarkeit der Relativbewegung (insb. in X- und/oder Y-Richtung) bzw. der Justage der Befestigungsmittel, insbesondere von Gewindedurchzügen bei einem Schließkeil für Fahrzeugtüren oder dergleichen, realisiert werden. Hierbei kann eine vorteilhafte weniger komplexe Geometrie des Verbindungssteges zu wirtschaftlich vorteilhaften Schneid-/Stanzwerkzeugen führen.
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Grundsätzlich können derartige Befestigungsblechelemente mit eingeformten Rohrabschnitten wie Gewindedurchzügen, Hülsen, Rohrabschnitten oder dergleichen mittels Kaltumform- bzw. Fließpress-Verfahren hergestellt werden. Vorteilhafterweise ist die Fläche eines Materialeinzugsbereichs derart zu dimensionieren, dass wenigstens teilweise die Wandstärke des Befestigungsmittels bzw. Rohrabschnittes im Wesentlichen doppelt so dick oder sogar dreimal so dick wie die Ausgangswandstärke des Ausgangszustands des Materialeinzugsbereichs oder noch dicker ist. Bei einer derart großen bzw. starken bzw. vielfachen Aufdickung des Rohrabschnitts, wie eines Gewindedurchzugs, einer Gewindetube, einer Hülse oder dergleichen, ist es in besonderem Maß erforderlich, das Materialeinzugsgebiet an die hierbei hohen Anforderungen an die Umformung des Ausgangsbleches anzupassen bzw. zu optimieren.
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Beispielsweise kann das erfindungsgemäße
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Befestigungsblechelement im Ausgangszustand aus einem einzigen Blech, insbesondere Blechplatte und/oder (aufgewickeltem) Metallband bzw. Bandstahlrolle oder dergleichen hergestellt werden.
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Es hat sich gezeigt, dass bei der Herstellung eines Befestigungsblechelementes gemäß der Erfindung es von großem Vorteil ist, vom unverformten Ausgangszustand bis zum fertig ausgeformten Befestigungsmittel mehrere Umformschritte, vorzugsweise wenigstens fünf oder zehn Umformschritte vorzusehen. Dies ist vor allem für Rohrabschnitte wie Gewindedurchzüge, Gewindetuben, Hülsen oder dergleichen von Vorteil, die eine besonders starke Aufdickung und/oder große Höhe bzw. Tiefe aufweisen.
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Nach der Herstellung derartiger eingeformter
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Befestigungsmittel wie Gewindedurchzügen oder dergleichen wird dann das Befestigungsblechelement aus einem größeren Blech herausgeschnitten bzw. -gestanzt. Hierbei kann in einem einzigen (Stanz-) Vorgang in vorteilhafter Weise die Außenkontur und zudem die Ausbildung des/der Verbindungsstege realisiert werden. Dies führt zu einer wirtschaftlich vorteilhaften Herstellung der erfindungsgemäßen Elemente gerade bei Großserien, z.B. für die Automobilindustrie bzw. für Fahrzeugkarosserien.
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Ausführungsbeispiel
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.
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Im Einzelnen zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht eines Befestigungsblechelementes gemäß der Erfindung,
- 2 einen schematischen Schnitt durch ein Befestigungsblechelement gemäß 1 und
- 3 eine schematische, verkleinerte Perspektive des Befestigungsblechelements gemäß 1.
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Es ist schematisch ein Befestigungsblechelement gemäß der Erfindung in einer Draufsicht (1), in einem Schnitt (2) sowie in einer perspektivischen Ansicht (3) dargestellt. Hierbei wird deutlich, dass zwei eingeformte Rohrabschnitte 1 bzw. sog. Gewindetuben 1 vorgesehen sind, die auf einer Basisplatte 2 angeordnet sind. Die Rohrabschnitte 1 werden in vorteilhafter Weise mittels Kaltumformverfahren bzw. -verfahrensschritten hergestellt. Hierdurch ergibt sich eine besondere Festigkeit des Befestigungsblechelementes.
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Im montierten Zustand ist eine Zunge 3 bzw. ein Fixierabschnitt 3 des Befestigungsblechelements in vorteilhafter Weise mittels einem Schweißpunkt oder dergleichen z.B. an einem separaten Blechelement, vorzugsweise einem Blech einer sog. B-Säule eines PKWs, fest fixiert. Diese Zunge 3 ist über zwei (hier: spiegelbildlich bzw. symmetrisch ausgebildete) Verbindungsstege 4 mit der Platte 2 verbunden. Das Befestigungsblechelement ist vorzugsweise einstückig und insbesondere aus einem langen Blechband bzw. „Tailored Coils“ hergestellt, d.h. umgeformt und anschließend ausgestanzt/ausgeschnitten.
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Diese Verbindungsstege 4 ermöglichen in vorteilhafter Weise z.B. zur Justage bzw. Ausrichtung der Gewindetuben 1 bzw. Rohrabschnitt 1 eine Relativbewegung zwischen Zunge 3 und Platte 2. Beispielsweise kann hiermit ein Spaltmaß einer Fahrzeugtür oder dergleichen in vorteilhafter Weise eingestellt bzw. festgelegt/korrigiert werden. Beispielsweise sind Z-/Y-Verschiebungen/-Verstellungen von etwa +/- 2 mm möglich, wobei diese Richtungen orthogonal zueinander ausgerichtet und in 1 schematisch dargestellt sind.
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Die Verbindungsstege 4 weisen jeweils zwei vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal (in Z- und in Y-Richtung) ausgerichtete Stegabschnitte 5, 6 auf. Vorteilhafterweise weisen die Stegabschnitte an ihren Enden jeweils kreisförmige bzw. kreisabschnittsförmige Ausnehmungen 7, 9 bzw. Verjüngungen/Ausklinkungen 7, 9 auf. Zudem ist zwischen zwei benachbarten Stegabschnitten 5, 6 jeweils eine Ausnehmung 8 bzw. Verjüngungen/Ausklinkungen 8 vorgesehen. Diese Ausnehmungen 7, 8, 9 bzw. definierte Schwächung des Materialstegs generieren jeweils eine vorteilhafte Biegestelle 7, 8, 9 des Verbindungsstegs 4. Deutlich wird auch, dass (bei gleicher Dicke) die Breite und somit der Querschnitt des Verbindungsstegs im Bereich der Ausnehmungen 7, 8, 9 kleiner als im Bereich der Stegabschnitte 5, 6 ist.
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Die Ausnehmungen können durch Bohrverfahren oder in vorteilhafter Weise in einem einzigen Arbeitsschritt als Schlitz 10 bzw. Ausnehmung 10 mittels eines Stanzverfahrens hergestellt werden. Die vorteilhafte Form des Schlitzes 10 bzw. Schnittes 10 ermöglicht ein wirtschaftlich günstiges Schneid-/Stanzwerkzeug.
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Die Ausnehmungen 7, 8, 9 insbesondere in Ecken bzw. an den Enden der Stegabschnitte 5, 6 ermöglichen in vorteilhafter Weise ein definiertes Biegen bzw. größeres Spiel, eine zusätzliche Flexibilität/Beweglichkeit, ohne z.B. den Beschnitt in der Breite so zu verringern, dass er geschwächt oder dass er stanztechnisch nur schwer oder gar nicht herstellbar ist, was die Herstellbarkeit im Vergleich zum Stand der Technik verbessert.
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Die Stegabschnitte 5, 6 können ggf. bei der Relativbewegung zwischen Zunge 3 und Platte 2 durchaus auch etwas (elastisch) verbogen werden, jedoch wird in den Ausnehmungen bzw. Verjüngungen/Schwächungen 7, 8, 9 der Verbindungsstege 4 eine Umformung bzw. dauerhafte Verbiegung ermöglicht. Die Verjüngungen 7, 8, 9 wirken in vorteilhafter Weise wie „Gelenke“, was die Justage bzw. die Prozesssicherheit im Vergleich zum Stand der Technik verbessert.
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Darüber hinaus sind seitliche Abstufungen bzw. Abwinkelungen 11 vorgesehen, die u.a. dafür sorgen, dass die Befestigungsblechelemente über die Rohrabschnitte 1 , ohne Reibkräfte oder Verhaken oder Verklemmen am nicht näher dargestellten Gegenbauteil angeschraubt werden können und/oder eine gewisse Vorspannkraft generieren.
