DE102015203463A1 - Verfahren zum Positionieren zweier Bauteile - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Positionieren zweier Bauteile mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines ersten Bauteils, das eine erste Einbuchtung aufweist, – Bereitstellen eines zweiten Bauteils, das eine zweite Einbuchtung aufweist, – Bereitstellen eines Positionierungselements und – Positionieren der beiden Bauteile derart, dass das Positionierungselement formschlüssig in die erste Einbuchtung und in die zweite Einbuchtung eingreift.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren zweier Bauteile gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.
  • Im Fahrzeugkarosseriebau kommt es darauf an, einzelne Karosseriebauteile vor ihrem Verbinden, d. h. vor dem Verschweißen bzw. Verschrauben, Vernieten, etc., in möglichst einfacher und kostengünstiger Weise möglichst exakt relativ zueinander zu positionieren.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Positionieren zweier Bauteile anzugeben, das einfach und kostengünstig ist und das eine sehr exakte Positionierung zweier miteinander zu verbindender Bauteile ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zum Positionieren zweier Bauteile nämlich eines ersten Bauteils, welches eine erste Einbuchtung aufweist und eines zweiten Bauteils, welches eine zweite Einbuchtung aufweist. Die beiden Einbuchtungen können auch als „konkave Einbuchtungen” bezeichnet sein. Sie können kugelkalottenförmig (z. B. als „Kugelhälften”) ausgebildet sein. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Die Einbuchtungen können prinzipiell auch kantig ausgebildet sein.
  • Gemäß der Erfindung wird ein Positionierungselement bereitgestellt. Die beiden Bauteile werden derart positioniert, dass das Positionierungselement formschlüssig in die erste Einbuchtung und in die zweite Einbuchtung eingreift. Dadurch sind die beiden Bauteile an der Stelle der Einbuchtungen bzw. des Positionierungselements (zumindest) translatorisch unverschieblich relativ zueinander positioniert.
  • Ergänzend dazu kann vorgesehen sein, dass das Positionierungselement auch in einer Drehrichtung formschlüssig mit dem ersten und/oder dem zweiten Bauteil verbunden ist. Ein Formschluss in Drehrichtung ist aber nicht zwingend erforderlich.
  • Unter dem Begriff „Einbuchtung” ist im Unterschied zu herkömmlichen Schraubverbindungen nicht etwa ein Durchgangsloch zu verstehen. Dementsprechend ist unter dem Begriff „Positionierungselement” kein Element zu verstehen, welches die beiden Bauteile durchsetzt, sondern ein Positionierungselement, das vorzugsweise vollständig in den beiden Einbuchtungen Platz findet.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird als Positionierungselement ein „konvexes Positionierungselement” verwendet. Bei dem Positionierungselement kann es sich insbesondere um ein kugelähnliches oder kugelartiges Element bzw. um eine „echte Kugel” handeln.
  • Die beiden Bauteile werden so aneinander gebracht und positioniert, dass die beiden Einbuchtungen einen Hohlraum bilden. Sofern es sich bei den Einbuchtungen um kugelkalottenförmige Einbuchtungen handelt, die gleich groß sind, entsteht ein kugelförmiger Hohlraum, in den das Positionierungselement, das, wie bereits gesagt, als Kugel ausgebildet sein kann, eingebracht wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die beiden Bauteile so aneinander gebracht und positioniert werden bzw. dass die Einbuchtungen so gestaltet und dimensioniert sind, dass sich nach dem Aneinanderbringen und Positionieren der beiden Bauteile ein geschlossener (z. B. kugelförmiger) Hohlraum bildet.
  • Wie einleitend bereits angedeutet, kann die Erfindung insbesondere im Fahrzeugkarosseriebau gewinnbringend eingesetzt werden. Dementsprechend kann es sich bei dem ersten und/oder dem zweiten Bauteil um ein durch Tiefziehen bzw. Pressen hergestelltes (Karosserie-)Blechbauteil (Tiefziehbauteil bzw. Pressbauteil) handeln. Die beiden Bauteile können dementsprechend mittels eines Tiefzieh- bzw. Presswerkzeugs hergestellt werden. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich nicht bei beiden Bauteilen um ein Tiefzieh- bzw. Pressteil handeln muss.
  • Ferner sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht nur im Zusammenhang mit Metallbauteilen, sondern grundsätzlich auch bei Bauteilen eingesetzt werden kann, die aus einem anderen Material, wie z. B. Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff, Holz, etc. bestehen.
  • Nach einer Weiterbildung wird als erstes Bauteil ein Bauteil verwendet, welches aus einem Material besteht, das von einem Magneten anziehbar ist. Auch das zweite Bauteil kann ein Bauteil sein, welches aus einem Material besteht, das von einem Magneten anziehbar ist. Bei dem ersten bzw. bei dem zweiten Bauteil kann es sich insbesondere um ferromagnetische Bauteile, wie z. B. Stahlblechbauteile, wie sie im Fahrzeugkarosseriebau eingesetzt werden, handeln.
  • Sofern es sich bei einem oder beiden Bauteilen um ferromagnetische Bauteile handelt, ist es von Vorteil, wenn als Positionierungselement ein Magnet, insbesondere ein Permanentmagnet eingesetzt wird. Das Positionierungselement zieht dann „automatisch” das eine bzw. beide Bauteile an, wodurch diese exakt relativ zueinander ausgerichtet werden.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass, z. B. im Fahrzeugkarosseriebau mit der Erfindung auf aufwändige Spanneinrichtungen verzichtet werden kann. Zwei miteinander zu verbindende Bauteile werden nämlich durch das Positionierungselement, bei dem es sich beispielsweise um eine Kugel handeln kann, automatisch relativ zueinander positioniert und zwar sehr exakt.
  • Sofern es sich bei dem Positionierungselement um einen Permanentmagneten und bei einem oder beiden Bauteilen um ein ferromagnetisches Bauteil bzw. um ferromagnetische Bauteile handelt, werden diese zusätzlich durch die von dem Positionierungselement ausgeübte Magnetkraft zusammengezogen.
  • Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das Positionierungselement nicht notwendigerweise als Permanentmagnet ausgeführt sein muss. Denkbar ist auch, dass mittels eines von außen her an eines der Bauteile angebrachten Elektromagneten die beiden Bauteile zusammengezogen und durch das Positionierungselement relativ zueinander positioniert werden können.
  • Nach dem Positionieren der beiden Bauteile können diese (dauerhaft) fest miteinander verbunden werden, z. B. durch Verschweißen und/oder Vernieten und/oder Verkleben und/oder Verschrauben und/oder Clinchen.
  • Gemäß der Erfindung ist vorgesehen dass das Positionierungselement nach dem Verbinden der beiden Bauteile in dem durch die beiden Einbuchtungen gebildeten, zwischen den beiden Bauteilen befindlichen Hohlraum verbleibt. Nach dem Verbinden der beiden Bauteile können diese weiter bearbeitet werden, z. B. lackiert werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt das Grundprinzip der Erfindung.
  • 1 zeigt zwei relativ zueinander positionierte Bauteile 1, 2, bei denen es sich beispielsweise um Stahlblechbauteile handeln kann. Die beiden Bauteile 1, 2 können aus einer ebenen Blechplatine in einem Tiefziehwerkzeug tiefgezogen worden sein.
  • Beim Umformen bzw. Tiefziehen bzw. Pressen der beiden Bauteile 1, 2 oder in einem separaten Arbeitsgang danach wird in dem ersten Bauteil 1 eine erste Einbuchtung 1a hergestellt, die hier die Form einer Halbkugel bzw. einer halben Kugelkalotte hat.
  • Dementsprechend wird beim Umformen bzw. Herstellen des zweiten Bauteils 2 oder in einem separaten Arbeitsgang danach in dem zweiten Bauteil 2 eine zweite Einbuchtung 2a hergestellt, die hier ebenfalls die Form einer Halbkugel bzw. einer halben Kugelkalotte hat.
  • Die beiden kugelkalottenförmigen Einbuchtungen 1a, 2a sind hier gleich groß bzw. haben denselben Krümmungsradius. Die beiden (Blech-)bauteile 1, 2 werden so aneinander gefügt, dass die beiden Einbuchtungen 1a, 2a einen geschlossenen, kugelförmigen Hohlraum bilden. In diesen Hohlraum ist eine Kugel 3 eingebracht, deren Radius exakt oder im Wesentlichen dem Krümmungsradius der beiden kugelkalottenförmigen Einbuchtungen 1a, 2a entspricht.
  • Die Kugel 3 fungiert somit als Positionierungselement. Durch die Kugel 3 sind die beiden Bauteile 1, 2 translatorisch unverschieblich relativ zueinander positioniert und zwar sehr exakt, d. h. mit einer nur äußerst geringen Lagetoleranz, was z. B. im Karosseriebau, d. h. beim Verbinden zweier Karosseriebauteile, sehr wichtig ist.
  • Sofern es sich bei den beiden Bauteilen 1, 2 um ferromagnetische Bauteile handelt, ist es von Vorteil, wenn als Kugel eine Magnetkugel (Permanentmagnet) verwendet wird, da dadurch die beiden Bauteile 1, 2 nicht nur exakt relativ zueinander positioniert, sondern zusätzlich zusammengezogen bzw. zusammengehalten werden.
  • Nach dem Positionieren der beiden Bauteile 1, 2 können diese miteinander verbunden werden, z. B. durch Verschweißen, Verschrauben o. ä.

Claims (18)

  1. Verfahren zum Positionieren zweier Bauteile (1, 2) mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines ersten Bauteils (1), das eine erste Einbuchtung (1a) aufweist, – Bereitstellen eines zweiten Bauteils (2), das eine zweite Einbuchtung (2a) aufweist, – Bereitstellen eines Positionierungselements (3) und – Positionieren der beiden Bauteile (1, 2), derart, dass das Positionierungselement (3) formschlüssig in die erste Einbuchtung (1a) und in die zweite Einbuchtung (2a) eingreift.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierungselement ein konvexes Positionierungselement (3) verwendet wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (1, 2) so aneinander gebracht und positioniert werden, dass die beiden Einbuchtungen (1a, 2a) einen Hohlraum bilden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Einbuchtungen (1a, 2a) einen geschlossenen Hohlraum bilden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierungselement (3) in den Hohlraum eingebracht ist bzw. wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Bauteil (1, 2) durch Tiefziehen bzw. Pressen eines Blechs hergestellt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Einbuchtung (1a, 2a) beim Tiefziehen bzw. Pressen des Blechs in einem Tiefzieh- bzw. Presswerkzeug hergestellt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Bauteil (1) ein Bauteil verwendet wird, welches aus einem Material besteht, das von einem Magneten anziehbar ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Bauteil (2) ein Bauteil verwendet wird, welches aus einem Material besteht, das von einem Magneten anziehbar ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierungselement ein Magnet, insbesondere ein Permanentmagnet, ist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einbuchtung (1a) und/oder die zweite Einbuchtung (2a) eine kugelkalottenartige Form hat.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einbuchtung eine kugelkalottenartige Form hat.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Positionierungselement (3) eine Kugel verwendet wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (1, 2) nach dem Positionieren miteinander verbunden werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (1, 2) nach dem Positionieren miteinander verschweißt und/oder vernietet und/oder verklebt und/oder verschraubt werden.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierungselement (3) nach dem Verbinden der beiden Bauteile (1, 2) in dem durch die beiden Einbuchtungen (1a, 2a) gebildeten, zwischen den beiden Bauteilen (1, 2) befindlichen Hohlraum verbleibt.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Bauteile (1, 2) ein Karosseriebauteil einer herzustellenden Fahrzeugkarosserie ist.
  18. Bauteilverbindung hergestellt nach einem Verfahren eines der Ansprüche 14 bis 16.
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