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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft Kraftfahrzeug-Karosserieeinheiten, die Stanznieten aufweisen.
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STAND DER TECHNIK
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Pickup-Trucks sind Kraftfahrzeuge mit einer offenen Heckladefläche, die oft Frachtbox (Angelsächsisch Cargo Box) genannt wird. Pickup-Trucks sind weitgehend beliebt, weil es die Ladefläche erlaubt, sie auf viele unterschiedliche Arten zu verwenden, darunter das Tragen einer Vielzahl von Frachtarten und das Schleppen unterschiedlicher Anhängertypen. Herkömmlich wurde der Großteil der Karosseriestrukturen auf Pickup-Trucks aus Stahllegierungen gebildet. Während jahrelanger Erfahrung haben die Pickup-Trucks-Konzeptoren gelernt, wie man stählerne Pick-up-Truck-Karosserieteile konzipiert, die der Vielzahl anspruchsvoller Pickup-Truck-Anwendungen standhalten. Die aktuellen vorschriftsmäßigen und wirtschaftlichen Gegebenheiten haben die Bedeutung gesteigert, Pickup-Trucks kraftstoffeffizienter zu machen, während ihre Funktionalität und Dauerhaftigkeit beibehalten oder verbessert werden. Eine Art, den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs zu verringern, besteht im Verringern des Gewichts des Fahrzeugaufbaus.
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Aluminiumlegierungen haben typischerweise ein höheres Festigkeits-Gewichtsverhältnis als Stahllegierungen. Das Ersetzen von Stahl durch Aluminium bietet daher ein Potenzial zur Gewichtsverringerung. Der Elastizitätsmodul von Aluminium ist jedoch allgemein niedriger als der Elastizitätsmodul von Stahl. Außerdem können Herstellungstechniken und -verfahren zum Verbinden von Teilen, die bei Stahlteilen gut funktionieren, eventuell für dasselbe Teil aus Aluminium nicht so gut funktionieren. Aufgrund dieser und anderer Unterschiede ergibt eine einfache Materialersetzung nicht notwendigerweise akzeptables Design.
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Aluminiumlegierungen werden im Allgemeinen durch eine vierstellige Zahl identifiziert, wobei die erste Ziffer typischerweise das Hauptlegierungselement identifiziert. Bei der Beschreibung eine Reihe von Aluminiumlegierungen, die auf dem Hauptlegierungselement basieren, können auf die erste Ziffern drei x oder drei Nullen folgen. Zum Beispiel sind die Hauptlegierungselemente in der Aluminiumlegierung der Reihe 6xxx (oder 6000) Magnesium und Silikon, während das Hauptlegierungselement der Reihe 5xxx Magnesium und für die Reihe 7xxx Zink ist. Zusätzliche Ziffern, die in der Bezeichnung der Reihe durch den Buchstaben „x“ (oder null) dargestellt sind, definieren die genaue Aluminiumlegierung.
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KURZDARSTELLUNG
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Bei einer Ausführungsform weist eine Kraftfahrzeug-Aluminiumlegierungsbauteileinheit ein erstes Fahrzeugbauteil auf, das einen ersten Verbindungsbereich und einen ersten Ausschnitt definiert. Die Einheit weist auch ein zweites Fahrzeugbauteil auf, das einen zweiten Verbindungsbereich definiert. Die Einheit weist auch ein drittes Fahrzeugbauteil auf, das einen dritten Verbindungsbereich definiert. Abschnitte des ersten und dritten Verbindungsbereichs nehmen den zweiten Verbindungsbereich zwischen einander sandwichartig auf. Ein erster Stanzniet wird innerhalb des zweiten und dritten Bauteils angeordnet und mit dem ersten Ausschnitt ausgerichtet.
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Bei einer anderen Ausführungsform weist eine mehrfache Aluminiumbauteileinheit für ein Kraftfahrzeug einen ersten Stanzniet auf, der innerhalb des ersten und zweiten Fahrzeugbauteils angeordnet ist. Die Einheit weist auch einen zweiten Stanzniet auf, der innerhalb des zweiten Fahrzeugbauteils und eines dritten Fahrzeugbauteils angeordnet ist. Der erste und der zweite Stanzniet wirken zusammen, um zwischen dem ersten und dem dritten Bauteil eine Verbindung zu bilden.
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Bei noch einer anderen Ausführungsform weist eine Kraftfahrzeug-Aluminiumlegierungsbauteileinheit erste, zweite und dritte Fahrzeugbauteile auf. Jedes der Fahrzeugbauteile weist einen Kantenabschnitt auf, der einen Flansch definiert. Ein erster Ausschnitt ist in dem Kantenabschnitt des ersten Bauteils definiert. Eine erste Lasche ist in dem Kantenabschnitt des zweiten Bauteils definiert und mit dem Ausschnitt ausgerichtet. Ein erster Stanzniet ist mit dem Ausschnitt ausgerichtet und innerhalb des dritten Bauteils und der Lasche angeordnet.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenquerschnittansicht eines Stanzniets, der zwei Bauteilschichten verbindet.
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2A ist eine Seitenquerschnittansicht eines Stanzniets, der drei Bauteilschichten verbindet und ein potentielles Problem mit den Verbindungen zu drei Bauteilschichten veranschaulicht.
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2B ist eine Ansicht von unten des Stanzniets der 2A, die das Durchbrechen veranschaulicht.
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3 ist eine Seitenquerschnittansicht eines Stanzniets, der drei Bauteilschichten verbindet und ein anderes potentielles Problem mit den Verbindungen zu drei Bauteilschichten veranschaulicht.
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4 ist eine Draufsicht einer Fahrzeugkarosserieeinheit nach einer Ausführungsform dieser Offenbarung.
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5 ist eine Seitenquerschnittansicht der Einheit der 4 entlang der Schnittlinie 5-5.
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6 ist eine Draufsicht einer Fahrzeugkarosserieeinheit nach einer anderen Ausführungsform dieser Offenbarung.
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7 ist eine Seitenquerschnittansicht der Einheit der 6 entlang der Schnittlinie 7-7.
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8 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Fahrzeugkarosserieeinheit nach noch einer anderen Ausführungsform dieser Offenbarung.
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9 ist eine Querschnittansicht der Einheit der 8 entlang der Schnittlinie 9-9.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die veranschaulichten Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen offenbart. Man muss jedoch verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen dazu bestimmt sind, bloße Beispiele zu sein, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabgerecht und bestimmte Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details besonderer Bauteile zu zeigen. Die spezifischen Struktur- und Funktionseinzelheiten, die hier offenbart werden, dürfen daher nicht als einschränkend ausgelegt werden, sondern nur als eine repräsentative Basis für das Belehren eines Fachmanns zu unterschiedlichen Verwendungen der offenbarten Konzepte.
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Zur Erhöhung der Kraftstoffeffizienz können Kraftfahrzeuge Aluminiumlegierungsbauteile aufweisen. Herkömmliche Verbindungstechniken, wie zum Beispiel Punktschweißen, funktionieren eventuell mit Aluminiumlegierungsbauteilen schlecht. Aluminiumlegierungsbauteile können mit Stanznieten verbunden werden. Stanzniete sind aufgrund der hohen Produktionsvolumenkapazität und Kompatibilität mit Klebstoffen eine vorteilhafte Verbindungstechnik. Obwohl Stanzniete eine geeignete Verbindungstechnik für Aluminiumlegierungsbauteile sind, haben auch sie ihre Nachteile. Die innerste Bauteilschicht der Verbindung muss zum Beispiel ausreichende Stärke haben, um mechanisches gegenseitiges Eingreifen zwischen dem Niet und der untersten Schicht zu ermöglichen, während gleichzeitig das Durchbrechen des Nietss vermieden wird.
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Stanzniete sind insbesondere zum Verbinden von Einheiten, die nur zwei Bauteilschichten haben, geeignet. Unter Bezugnahme auf 1, ist eine Stanznietverbindung 10, die eine erste und zweite Bauteilschicht 12, 14 hat, gezeigt. Zum Schaffen einer ausreichend starken Verbindung, muss der Schaft 16 des Stanzniets 18 mindestens teilweise in alle Bauteilschichten eindringen, und die Schenkel 16 müssen sich ausreichend spreizen, um ein akzeptables gegenseitiges Eingreifen zu schaffen.
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Obwohl es schwieriger ist, können Stanzniete verwendet werden, um Einheiten zu verbinden, die drei oder mehr Bauteilschichten haben. Der Schaft des Stanzniets kann verlängert werden, um durch die zusätzlichen Bauteilschichten einzudringen. Die Stärke und die Festigkeit des Schafts können ebenfalls erhöht werden, um ausreichendes Eindringen des Schafts in die Verbindung zu erzielen. Die Durchführbarkeit des Gebrauchs von Stanznieten durch drei Bauteilschichten hängt teilweise von der Stärke der innersten Schicht und von der erforderlichen Beständigkeit der Verbindung ab. Falls die Stärke der innersten Schicht 50 % oder mehr der gesamten Verbindungsstärke beträgt, wird das Zusammenfügen von drei Bauteilschichten leichter verwirklicht. Wenn die Stärke der innersten Schicht jedoch dünner ist, können Probleme auftreten. Ein Problem in Zusammenhang mit der erhöhten Schaftlänge ist das Durchbrechen. Durchbrechen bedeutet, dass die unterste Schicht während des Verbindens zu dünn wird und reißt, so dass innere Schichten und gelegentlich der Schaft des Niets freigelegt sind. Das Durchbrechen verringert die Stärke der Verbindung und steigert die Korrosionsgefahr. Das Durchbrechen ist vor allem problematisch, falls Klebstoff zwischen den Bauteilschichten aufgebracht wird. Der Klebstoff kann durch den Riss lecken und das Gesenk kontaminieren. Falls das Gesenk kontaminiert wird, muss die Herstellungslinie stillgestellt werden, um den Klebstoff von dem Gesenk zu entfernen. Das verursacht verringerte Produktivität und gesteigerte Kosten.
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Die 2A und 2B veranschaulichen eine Verbindung von drei Bauteilschichten mit Durchbruch. Die Verbindung 20 weist eine erste, zweite und dritte Bauteilschicht 22, 24 und 26 auf, die miteinander mit einem Stanzniet 28 gesichert werden. Die Stärke der dritten Bauteilschicht 26 beträgt weniger als 50 % der gesamten Verbindungsstärke. Der Schaft 30 des Stanzniets 28 ist verlängert, um durch die drei Bauteilschichten einzudringen. Da die innerste Materialschicht 26 jedoch relativ dünn ist, wurde die Bauteilschicht 26 zu dünn gestreckt, was einen Riss 32 schuf.
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Die Wahrscheinlichkeit des Durchbrechens kann durch Kürzen des Schafts verringert werden. Das Kürzen des Schafts kann jedoch andere Probleme aufwerfen, wie zum Beispiel verringertes Eindringen und Ineinandergreifen. Das schwächt die Verbindung. Bei einigen Anwendungen ist weniger Verbindungsfestigkeit erforderlich und verringertes Ineinandergreifen ist nicht so problematisch. Unter Bezugnahme auf 3, ist eine Stanznietverbindung 34, die eine erste, zweite und dritte Bauteilschicht 36, 38, 40 hat, gezeigt. Die Verbindung 34 weist einen Stanzniet 42 zum Sichern der Bauteilschichten aneinander auf. Der Stanzniet 42 weist einen Schaft 44 auf. Die Verbindung 34 ist eine gescheiterte Verbindung, weil der Stanzniet 42 nicht durch alle Bauteilschichten 36, 38 und 40 eingedrungen ist und das Ineinandergreifen versagt hat. Aufgrund des gescheiterten Eindringens und Ineinandergreifens hat die Verbindung getrennte Bereiche 46, 48 und 50.
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Kraftfahrzeuge können Verbindungen aufweisen, die erfordern, dass drei oder mehr Aluminiumlegierungsbauteilschichten aneinander gesichert werden. Bei einigen Anwendungen ist es ideal, die Bauteilschichten mit Stanznieten zu sichern.
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Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 ist eine Einheit 60 aus drei Bauteilschichten mit Stanznieten verbunden und vermeidet das Durchbrechen sowie Probleme des Ineinandergreifens, die oben beschrieben sind. Die Einheit 60 verwendet selektiv platzierte Ausschnitte, um die Anzahl von Bauteilschichten, die irgendein Stanzniet absichern muss, zu verringern. Die Einheit 60 weist eine erste Bauteilschicht 62, eine zweite Bauteilschicht 64 und eine dritte Bauteilschicht 66 auf. Die erste und die dritte Bauteilschicht 62, 66 sind äußerste Schichten und nehmen die zweite oder mittlere Bauteilschicht 64 zwischen einander sandwichartig auf. Das erste, zweite und dritte Bauteil umfassen jeweils einen Zusammenfügebereich, der definiert, wo die Bauteile gegeneinander gestapelt werden.
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Die erste Bauteilschicht 62 weist eine obere Oberfläche 68 auf, die die Oberseite der Einheit 60 definiert. Die erste Bauteilschicht 62 weist auch eine innere Oberfläche 70 auf, die gegen die mittlere Bauteilschicht 64 angeordnet ist. Die obere Oberfläche 68 und die innere Oberfläche 70 definieren eine Stärke der ersten Bauteilschicht 62. Die mittlere Bauteilschicht 64 weist eine erste Oberfläche 72 auf, die gegen die innere Oberfläche 70 angeordnet ist, und eine zweite Oberfläche 74, die gegen die dritte Bauteilschicht 66 angeordnet ist. Die erste Oberfläche 72 und die zweite Oberfläche 74 definieren eine Stärke der mittleren Bauteilschicht 64. Die dritte Bauteilschicht 66 weist eine innere Oberfläche 76 auf, die gegen die zweite Oberfläche 74 angeordnet ist, sowie eine untere Oberfläche 78, die den Boden der Einheit 60 bildet. Die innere Oberfläche 76 und die untere Oberfläche 78 definieren eine Stärke der dritten Bauteilschicht 66.
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Die erste Bauteilschicht 62 weist mindestens einen Ausschnitt 86 auf, der sich innerhalb des Zusammenfügebereichs befindet. Die erste Bauteilschicht 62 weist mindestens eine ausgeschnittene Innenwand 92 auf, die den Umfang des Ausschnitts 86 definiert. Die mindestens eine Innenwand 92 erstreckt sich zwischen der oberen Oberfläche 68 und der inneren Oberfläche 70, indem sie einen Ausschnitt vollständig durch das erste Bauteil 62 definiert. Der Ausschnitt 86 formt lokal die Einheit aus drei Bauteilschichten in eine lokale Einheit aus zwei Bauteilschichten um. Mindestens ein Stanzniet 104 kann in der Einheit 60 an dem mindestens einen Ausschnitt 86 installiert werden.
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Der Stanzniet 104 weist einen Kopf 110 und einen Schaft 112 auf, der sich senkrecht von dem Kopf 110 erstreckt. Der Stanzniet 104 wird durch Ausrichten des Stanzniets 104 in dem Ausschnitt 86 mit dem Schaft 112 gegen die erste Oberfläche 72 der mittleren Schicht 64 installiert. Mindestens ein Abschnitt eines Einschlagkopfes eines Nieteinschlagwerkzeugs wird ebenfalls innerhalb des Ausschnitts 86 aufgenommen und greift an dem Kopf 110 an. Ein unteres Gesenk des Nieteinschlagwerkzeugs ist gegen den Abschnitt der unteren Oberfläche 78, der mit dem Einschlagkopf ausgerichtet ist, angeordnet. Der Nieteinschlagkopf weist einen Stempel auf, der an dem Kopf 110 des Niets angreift und den Stanzniet 104 in die mittlere Bauteilschicht 64 und die dritte Bauteilschicht 66 einschlägt. Der Kopf 110 des Niets kann im Wesentlichen mit der ersten Oberfläche 72 bündig sein. Der Nietvorgang verformt die dritte Bauteilschicht 66, die einen Knopf 102 bildet, der im Wesentlichen mit dem Ausschnitt 86 ausgerichtet ist. Der Ausschnittabschnitt 86 erlaubt das Anordnen des Stanzniets innerhalb nur der mittleren Bauteilschicht 64 und der dritten Bauteilschicht 66. So wird ein Niet für zwei Bauteilschichten in einer Einheit aus drei Bauteilschichten bereitgestellt. Mehrere andere Stanzniete können innerhalb der mittleren und dritten Schicht 64, 66 an Stellen installiert werden, die mit zusätzlichen Ausschnitten ausgerichtet sind, die in der ersten Bauteilschicht 62 definiert sind. Sie bilden einen Satz erster Stanznieten und Ausschnitte.
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Die dritte Bauteilschicht 66 weist mindestens einen Ausschnitt 90 auf, der sich innerhalb des Zusammenfügebereichs befindet. Die dritte Bauteilschicht 66 weist mindestens eine ausgeschnittene Innenwand 96 auf, die den Umfang des Ausschnitts 90 definiert. Die mindestens eine Innenwand 96 erstreckt sich zwischen der inneren Oberfläche 76 und der unteren Oberflächenfläche 78 und definiert einen Ausschnitt vollständig durch das dritte Bauteil 66 hindurch. Der Ausschnitt 90 formt lokal die Einheit aus drei Bauteilschichten in eine lokale Einheit aus zwei Bauteilschichten um.
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Der Stanzniet 106 weist einen Kopf 114 und einen Schaft 116 auf, der sich senkrecht von dem Kopf 114 erstreckt. Der Stanzniet 106 wird durch Platzieren des Schafts 116 gegen die obere Oberfläche 68 der ersten Bauteilschicht 62 an einer Stelle, die innerhalb eines Umfangs des Ausschnitts 90 ausgerichtet ist, installiert. Der Einschlagkopf des Nietwerkzeugs wird in Eingriff mit dem Kopf 114 gebracht, und das untere Gesenk des Nietwerkzeugs wird gegen die zweite Oberfläche 74 der zweiten Bauteilschicht 64 innerhalb des Ausschnitts 90 platziert. Der Stempel schlägt den Stanzniet 106 in die erste Schicht 62 und die mittlere Schicht 64. Ein Knopf 100 wird in der zweiten Oberfläche 74 während des Nietens ausgebildet und ist innerhalb des Ausschnitts 90 angeordnet. So wird eine weitere Niete für zwei Bauteilschichten in einer Einheit aus drei Bauteilschichten bereitgestellt. Mehrere andere Stanznieten können innerhalb der ersten und mittleren Schicht 62, 64 an Stellen installiert werden, die mit zusätzlichen Ausschnitten ausgerichtet sind, die in der dritten Bauteilschicht 66 definiert sind. Sie bilden einen Satz zweiter Stanzniete und Ausschnitte. Der erste Satz von Stanznieten und Ausschnitten und der zweite Satz von Stanznieten und Ausschnitten können entlang des Zusammenfügebereichs abgewechselt werden, um eine Einheit zu drei Bauteilschichten zu schaffen, die mit mehreren Doppelschicht-Stanznieten verbunden sind.
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Die Einheit 60 kann auch einen dritten Stanzniet 108 aufweisen, der innerhalb der ersten, zweiten und dritten Bauteilschicht 62, 64, 66 angeordnet ist. Der dritte Stanzniet 108 weist einen Kopf 118 und einen Schaft 120 auf, der sich senkrecht von dem Kopf erstreckt. Sobald er installiert ist, kann der Kopf 118 im Wesentlichen mit der oberen Oberfläche 68 bündig sein. Der Stanzniet 108 kann länger und robuster sein als die Niete 104 und 106, um in die drei Bauteilschichten einzudringen und sie zu verbinden. Der dritte Stanzniet 108 kann ähnlich wie die Installation der Stanzniete 104 und 106 installiert werden. Die Durchführbarkeit eines Dreischichten-Stanzniets hängt von der erforderlichen Festigkeit der Verbindung und der Stärke der unteren Bauteilschicht ab. Dreischichten-Stanzniete können mit einem ersten und zweiten Satz aus Doppelschicht-Stanznieten eingebaut werden. Die Dreischichten-Stanzniete können an Stellen installiert werden, die eine weniger sichere Verbindung erfordern. Das Verwenden von Dreischichten-Stanznieten als Teil des Befestigungssystems kann die Anzahl von Ausschnitten, die in der Einheit 60 erforderlich ist, verringern. Die Niete können entlang einer Nietenlinie wie in 4 gezeigt ausgerichtet sein oder können gestaffelt werden. Die Niete können auch entlang einer Kante 80 der Einheit ausgerichtet werden oder können sich an einer zentraleren Lage der Einheit 60 befinden.
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Die Knöpfe 98 und 102 stehen von der unteren Oberfläche 78 vor und können Pass- und Endfertigungsprobleme verursachen, falls die Oberfläche 78 gegen eine andere Oberfläche zu installieren ist. Ein Teil, das konzipiert ist, um gegen die untere Oberfläche 78 angeordnet zu werden, kann eine Eingriffsoberfläche aufweisen, die zwei Hohlräume zum Aufnehmen der Knöpfe 98 und 102 hat. Die Hohlräume schaffen einen Abstand für die Knöpfe und erlauben es dem Teil, in die untere Oberfläche 78 nur entlang der glatten Abschnitte der unteren Oberfläche 78 einzugreifen.
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Unter Bezugnahme auf die 6 und 7 ist eine Einheit 150 aus vier Bauteilschichten mit Stanznieten gesichert. Die Einheit 150 verwendet selektiv platzierte Ausschnitte, um die Anzahl von Bauteilschichten, die irgendein Stanzniet sichern muss, zu verringern. Die Einheit 150 weist eine erste Bauteilschicht 152, eine zweite Bauteilschicht 154, eine dritte Bauteilschicht 156 und eine vierte Bauteilschicht 158 auf. Die erste, zweite, dritte und vierte Bauteilschicht umfassen jeweils einen Zusammenfügebereich, wo die Bauteile gegeneinander gestapelt werden. Einige Abschnitte des Zusammenfügebereichs weisen einen Stapel aller vier Schichten auf, und andere Bereiche der Einheit können nur zwei oder drei der vier Schichten aufweisen.
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Die erste Bauteilschicht 152 weist eine erste Oberfläche 160 und eine entgegengesetzte zweite Oberfläche 162 auf, die gegen die zweite Bauteilschicht 154 angeordnet ist. Die erste und die zweite Oberfläche 160, 162 definieren eine Dicke der ersten Bauteilschicht 152. Die zweite Bauteilschicht 154 weist eine erste Oberfläche 164 auf, die gegen die zweite Oberfläche 162 angeordnet ist, und eine zweite Oberfläche 166, die gegen die dritte Bauteilschicht 156 angeordnet ist. Die dritte Bauteilschicht 156 weist eine erste Schicht 168 auf, die gegen die zweite Schicht 166 angeordnet ist, und eine zweite Schicht 170, die gegen das vierte Bauteil 158 angeordnet ist. Das vierte Bauteil 158 weist eine erste Oberfläche 172 auf, die gegen die zweite Oberfläche 170 angeordnet ist, und eine zweite Oberfläche 174 gegenüber der ersten Oberfläche 172.
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Die erste Bauteilschicht 152 weist mindestens einen ersten Ausschnitt 176 auf, der innerhalb des Zusammenfügebereichs der ersten Bauteilschicht 152 liegt. Die erste Bauteilschicht 152 weist mindestens eine ausgeschnittene Innenwand 186 auf, die den Umfang des Ausschnitts 176 definiert. Die mindestens eine Innenwand 186 erstreckt sich zwischen der oberen Oberfläche 160 und der zweiten Oberfläche 162, indem sie einen Ausschnitt vollständig durch das erste Bauteil 152 definiert. Der Ausschnitt 176 formt lokal die Einheit aus drei Bauteilschichten in eine lokale Einheit aus zwei Bauteilschichten um. Ein Stanzniet 192 ist in der Einheit 150 an dem ersten Ausschnitt 176 installiert.
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Ein Stanzniet 192 weist einen Kopf 194 und einen Schaft 196 auf, der sich senkrecht von dem Kopf 194 erstreckt. Der Stanzniet 192 wird durch Ausrichten des Stanzniets 192 in dem Ausschnittabschnitt 176 mit dem Schaft 196 gegen die erste Oberfläche 164 der zweiten Schicht 154 installiert. Der Stempel greift an dem Kopf 194 an und schlägt den Niete 19 in die zweite Bauteilschicht 154 und die dritte Bauteilschicht 156 ein. Der Nietvorgang bildet einen Knopf 216 in der zweiten Oberfläche 170 des dritten Bauteils 156. Der Kopf 194 kann im Wesentlichen mit der ersten Oberfläche 164 bündig sein, wenn der Niet 192 vollständig installiert ist. Mehrere andere Stanzniete können innerhalb der zweiten und dritten Schicht 154, 156 an Stellen installiert werden, die mit zusätzlichen Ausschnitten ausgerichtet sind, die in der ersten Bauteilschicht 152 definiert sind.
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Die dritte Bauteilschicht 156 weist mindestens einen Ausschnitt 182 auf, der sich innerhalb des Zusammenfügebereichs befindet. Die dritte Bauteilschicht 156 weist mindestens eine ausgeschnittene Innenwand 188 auf, die den Umfang des Ausschnitts 182 definiert. Die mindestens eine Innenwand 188 erstreckt sich zwischen der ersten Oberfläche 168 und der zweiten Oberfläche 170, indem sie einen Ausschnitt vollständig durch das dritte Bauteil 156 definiert.
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Ein Stanzniet 198 weist einen Kopf 200 und einen Schaft 202 auf, der sich senkrecht von dem Kopf 200 erstreckt. Der Stanzniet 198 wird durch Platzieren des Schafts 202 gegen die erste Oberfläche 160 der ersten Bauteilschicht 152 an einer Stelle, die innerhalb eines Umfangs des Ausschnitts 182 ausgerichtet ist, installiert. Der Stempel der Nietmaschine greift an dem Kopf 200 an, und das untere Gesenk wird gegen die zweite Oberfläche 166 des zweiten Bauteils 154 innerhalb des Ausschnitts 182 platziert. Der Stempel schlägt den Stanzniet 198 in die erste Schicht 152 und die zweite Schicht 154. Ein Knopf 218 wird in der zweiten Oberfläche 166 ausgebildet und ist innerhalb des Ausschnitts 182 angeordnet. Mehrere andere Stanzniete können innerhalb der ersten und zweiten Schicht 152, 154 an Stellen installiert werden, die mit zusätzlichen Ausschnitten ausgerichtet sind, die in der dritten Bauteilschicht 156 definiert sind.
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Die erste Bauteilschicht 152 weist einen zweiten Ausschnitt 180 auf, der innerhalb des Zusammenfügebereichs der ersten Bauteilschicht 152 liegt. Die erste Bauteilschicht 152 weist mindestens eine ausgeschnittene Innenwand 190 auf, die den Umfang des Ausschnitts 180 definiert. Die mindestens eine Innenwand 190 erstreckt sich zwischen der oberen Oberfläche 160 und der inneren Oberfläche 162, indem sie einen Ausschnitt vollständig durch das erste Bauteil 152 definiert. Ein Stanzniet 204 ist in der Einheit 150 an dem Ausschnitt 180 installiert.
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Der Stanzniet 204 weist einen Kopf 206 und einen Schaft 208 auf, der sich senkrecht von dem Kopf 206 erstreckt. Der Stanzniet 204 wird durch Ausrichten des Stanzniets 204 innerhalb des Ausschnittabschnitts 180 mit dem Schaft 208 gegen die erste Oberfläche 164 der zweiten Schicht 154 installiert. Der Stempel greift an dem Kopf 206 an und schlägt den Niet 204 in die zweite Bauteilschicht 154, die dritte Bauteilschicht 156 und die vierte Bauteilschicht 158 ein. Der Nietvorgang bildet einen Knopf 220 der zweiten Oberfläche 174 des vierten Bauteils 158. Der Kopf 206 kann im Wesentlichen mit der ersten Oberfläche 164 des zweiten Bauteils 154 bündig sein, wenn der Niet 204 vollständig installiert ist. Mehrere andere Stanznieten können innerhalb der zweiten, dritten und vierten Schicht 154, 156, 158 an Stellen installiert werden, die mit zusätzlichen Ausschnitten ausgerichtet sind, die in der ersten Bauteilschicht 152 definiert sind.
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Die zweite Bauteilschicht 154 weist mindestens einen Ausschnitt 184 auf, der sich innerhalb des Zusammenfügebereichs des zweiten Bauteils befindet. Die zweite Bauteilschicht 154 weist mindestens eine ausgeschnittene Innenwand 193 auf, die den Umfang des Ausschnitts 184 definiert. Die mindestens eine Innenwand 193 erstreckt sich zwischen der ersten Oberfläche 164 und der zweiten Oberfläche 166, indem sie einen Ausschnitt vollständig durch das zweite Bauteil 154 definiert. Ein Stanzniet 210 ist in der Einheit 150 an dem Ausschnitt 184 installiert.
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Der Stanzniet 210 weist einen Kopf 212 und einen Schaft 214 auf, der sich senkrecht von dem Kopf 212 erstreckt. Der Stanzniet 210 wird durch Platzieren des Schafts 212 gegen die erste Oberfläche 168 des dritten Bauteils 156 an einer Stelle, die in einem Umfang des Ausschnitts 184 ausgerichtet ist, installiert. Der Einschlagstempel wird mit dem Kopf 212 in Eingriff gebracht und schlägt den Niet 210 in die dritte Bauteilschicht 156 und die vierte Bauteilschicht 158 ein. Der Nietvorgang bildet einen Knopf 222 in der zweiten Oberfläche 174 des vierten Bauteils 158. Der Kopf 212 kann im Wesentlichen mit der ersten Oberfläche 168 bündig sein, wenn der Niet 210 vollständig installiert ist. Mehrere andere Stanzniete können innerhalb der dritten und vierten Bauteilschicht 156, 158 an Stellen installiert werden, die mit zusätzlichen Ausschnitten ausgerichtet sind, die in der zweiten Bauteilschicht 154 definiert sind.
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Unter Bezugnahme auf die 8 und 9 weist eine Fahrzeugkarosserieeinheit 250 eine A-Säule 252, eine Scharniersäule 254 und eine Karosserieplatte 256, die gegeneinander gestapelt sind, auf. Die A-Säule 252 definiert eine Innenseitenoberfläche der Einheit, und die Karosserieplatte 256 definiert eine Außenseitenoberfläche der Einheit. Die Scharniersäule 254 ist zwischen der A-Säule 252 und der Türplatte 256 angeordnet.
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Die A-Säule 252 weist einen Kantenabschnitt 260 auf, die Scharniersäule 254 weist einen Kantenabschnitt 262 auf, und die Karosserieplatte 256 weist einen Kantenabschnitt 264 auf. Die Kantenabschnitte sind gegeneinander gestapelt und definieren einen Flansch 258. Die A-Säule 252, die Scharniersäule 254 und die Karosserieplatte 256 werden an dem Flansch 258 miteinander verbunden. Mehrere Niete werden in dem Flansch zum Verbinden der Einheit 250 angeordnet. Die Nieten können Stanznieten sein. Die Nieten können entlang einer Nietenlinie angeordnet oder gestaffelt werden.
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Die Kantenabschnitte der A-Säule 252 und der Scharniersäule 254 können mehrere Ausschnitte und Laschen aufweisen, die zusammenwirken, um einen Flansch 258 bereitzustellen, der Zweischichtenabschnitte und Dreischichtenabschnitte hat. Der Zweischichtenabschnitt verringert die Anzahl von Bauteilschichten, die einige Stanzniete verbinden müssen.
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Bei der veranschaulichten Ausführungsform weist der Kantenabschnitt 262 der Scharniersäule 254 eine erste Lasche 266 auf. Die erste Lasche 266 wird zwischen dem Kantenabschnitt 260 der A-Säule 252 und dem Kantenabschnitt 264 der Karosserieplatte 256 sandwichartig eingefügt und bildet einen Flanschbereich 268 aus drei Bauteilschichten. Ein Stanzniet 270 ist in allen drei Schichten angeordnet, um die Bauteile miteinander zu verbinden.
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Der Flansch 258 weist einen Bereich 272 aus zwei Bauteilschichten auf, wo die A-Säule 252 und die Karosserieplatte 256 verbunden werden. Die A-Säule 252 weist einen vertieften Abschnitt 274 an dem Bereich 272 auf. Die Scharniersäule 254 weist einen Ausschnitt 276 an dem Bereich 272 auf. Der vertiefte Abschnitt 274 wird innerhalb des Ausschnitts 276 aufgenommen und ist gegen die Karosserieplatte 256 angeordnet. Ein Stanzniet 278 ist innerhalb der A-Säule 252 und der Karosserieplatte 258 angeordnet.
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Der Flansch 258 weist auch einen anderen Bereich 280 mit zwei Bauteilschichten auf, wo die Scharniersäule 254 und die Karosserieplatte 256 verbunden werden. Die A-Säule 252 weist eine Ausschnitt 282 auf, der mit dem Bereich 280 ausgerichtet ist. Der Ausschnitt 282 verringert die Flanschstärke von drei Schichten auf zwei Schichten. Die Scharniersäule 254 weist eine zweite Lasche 284 auf, die innerhalb eines Umfangs des Ausschnitts 282 ausgerichtet und gegen die Karosserieplatte 256 angeordnet ist. Ein Stanzniet 286 ist in der zweiten Lasche 284 der Scharniersäule 254 und der Türplatte 256 angeordnet.
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Der Flansch 258 weist einen anderen Bereich 288 mit zwei Bauteilschichten auf, wo die A-Säule 252 und die Karosserieplatte 256 verbunden werden. Die Scharniersäule 254 weist einen Ausschnitt 290 auf, der mit dem Bereich 288 ausgerichtet ist. Der Ausschnitt 290 verringert die Flanschstärke von drei Schichten auf zwei Schichten. Die A-Säule 252 weist eine Lasche 292 auf, die innerhalb des Ausschnitts 290 aufgenommen und gegen die Türplatte 256 angeordnet ist. Ein Stanzniet 294 ist innerhalb der Lasche 292 der A-Säule 252 und der Karosserieplatte 256 angeordnet.
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Die Ausführungsformen, die oben beschrieben sind, sind spezifische Beispiele, die nicht alle möglichen Formen der Offenbarung beschreiben. Die Merkmale der veranschaulichten Ausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der offenbarten Konzepte zu bilden. Die in der Patentschrift verwendeten Wörter sind beschreibend und nicht einschränkend. Der Geltungsbereich der folgenden Ansprüche ist weiter als die spezifisch offenbarten Ausführungsformen und enthält auch Änderungen der veranschaulichten Ausführungsformen.
