DE102017220961B4

DE102017220961B4 - Hollow beam and method for assembling such a hollow carrier

Info

Publication number: DE102017220961B4
Application number: DE102017220961.5A
Authority: DE
Inventors: Peter Wurster; Carsten Bär; Uwe Füssel; Christian Donhauser
Original assignee: HOCHSCHULE KEMPTEN; TU DRESDEN; Audi AG; Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2037-11-24
Also published as: DE102017220961A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hohlträger, insbesondere Karosserie-Hohlträger für ein Fahrzeug, mit einem halbschalenförmigen Profilteil (3), das einen Schalenboden (7) sowie davon hochgezogene Profilflanken (9) aufweist und einen Innenraum (15) begrenzt, der von einem Deckteil (5) geschlossen ist, wobei der Innenraum (15) des Hohlträgers (1) durch zumindest ein Schottblechteil (17) unterteilt ist, das innenseitig am Profilteil (3) sowie an zumindest einer Fügestelle innenseitig am Deckteil (5) befestigt ist. Erfindungsgemäß ist dem Schottblechteil (17) ein Stellglied (25) zugeordnet, bei dessen Betätigung das Schottblechteil (17) zwischen einem Vormontagezustand (V), in dem das Schottblechteil (17) einen reduzierten Bauteilquerschnitt einnimmt und über einen freien Fügespalt (f) vom Deckteil (5) beabstandet ist, und einem Zusammenbauzustand (Z) verstellbar ist. Im Zusammenbauzustand (Z) ist das Schottblechteil (17) unter Querschnittserweiterung sowie unter zumindest teilweisem Aufbrauch des Fügespalts (f) in Fügeverbindung mit dem Deckteil (5) bringbar.The invention relates to a hollow beam, in particular a hollow body for a vehicle with a half shell-shaped profile part (3) having a shell bottom (7) and raised therefrom profile flanks (9) and an interior space (15) bounded by a cover part (5 ), wherein the interior space (15) of the hollow carrier (1) is subdivided by at least one bulkhead part (17) which is fastened on the inside to the profile part (3) and at least one joint on the inside to the cover part (5). According to the invention, the bulkhead part (17) is associated with an actuator (25) which actuates the bulkhead part (17) between a pre-assembly state (V) in which the bulkhead part (17) assumes a reduced component cross-section and over a free joint gap (f) from the cover part (5) is spaced, and an assembly state (Z) is adjustable. In the assembled state (Z), the bulkhead sheet metal part (17) can be brought into joint connection with the cover part (5) with cross-sectional widening and with at least partial exhaustion of the joint gap (f).

Description

Die Erfindung betrifft einen Hohlträger, insbesondere Karosserie-Hohlträger für ein Fahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Verfahren zum Zusammenbau eines solchen Hohlträgers nach dem Anspruch 10 sowie ein Schottblechteil nach dem Anspruch 11.The invention relates to a hollow beam, in particular body hollow beam for a vehicle, according to the preamble of claim 1, a method for assembling such a hollow beam according to claim 10 and a partition plate part according to claim 11.

In der Karosseriestruktur eines Fahrzeugs sind als tragende Elemente langgestreckte Hohlträger mit geschlossenem Querschnitt verbaut, etwa als Fahrzeug-Säulen und/oder im Fahrzeugboden als Längsträger sowie als Querträger.In the body structure of a vehicle elongated hollow beams are built with a closed cross-section as supporting elements, such as vehicle pillars and / or in the vehicle floor as a longitudinal member and as a cross member.

Ein Hohlträger ist aus einem halbschalenförmigen Blechprofilteil und einem Deckteil aufgebaut. Das Blechprofilteil kann im Querschnitt U-förmig ausgebildet sein und einen Schalenboden sowie davon hochgezogene Profilseiten aufweisen. Von den hochgezogenen Profilseiten ragen seitlich nach außen Fügeflansche ab, die zum Beispiel in Punktschweißverbindung mit dem Deckteil sind, das den Hohlträger-Innenraum schließt. Zur Erhöhung der Bauteilsteifigkeit, insbesondere im Hinblick auf die Crashsicherheit, kann in dem Hohlträger zumindest ein Schottblechteil verbaut sein. Das Schottblechteil weist in gängiger Praxis eine den Hohlträger-Innenraum unterteilende Basiswand auf, von der randseitig Blechlaschen abgewinkelt sind, die in Punktschweißverbindung und/oder in Klebeverbindung mit den Innenwänden des schalenförmigen Profilteils sowie des Deckteils sind. Der Zusammenbau eines solchen gattungsgemäßen Hohlträgers erfolgt mit den folgenden Prozessschritten: So wird in einem ersten Prozessschritt das Schottblechteil in den noch offenen Innenraum des schalenförmigen Profilteils eingesetzt und darin zum Beispiel über Widerstandspunktschweißen befestigt. Anschließend wird in einem zweiten Prozessschritt (Fügeschritt) das Deckteil in Flanschverbindung mit dem schalenförmigen Profilteil gebracht. In einem folgenden Prozessschritt wird das Deckteil innenseitig mit einer korrespondierenden Blechlasche des Schottblechteils gefügt.A hollow carrier is constructed from a half-shell-shaped sheet metal profile part and a cover part. The sheet metal profile part may be U-shaped in cross-section and have a shell bottom and raised therefrom profile pages. From the raised profile sides protrude laterally outward Fügeflansche, which are for example in spot welding connection with the cover part, which closes the hollow beam interior. To increase the component stiffness, in particular with regard to crash safety, at least one partition plate part can be installed in the hollow carrier. The bulkhead sheet metal part has, in current practice, a base wall dividing the hollow beam interior, from which sheet metal tabs are angled at the edge, which are in spot welding connection and / or in adhesive connection with the inner walls of the shell-shaped profile part and the cover part. The assembly of such a generic hollow carrier takes place with the following process steps: Thus, in a first process step, the partition plate part is inserted into the still open interior of the cup-shaped profile part and secured therein, for example via resistance spot welding. Subsequently, in a second process step (joining step), the cover part is brought into flanged connection with the shell-shaped profile part. In a following process step, the cover part is joined on the inside with a corresponding sheet metal tab of the partition plate part.

Das Fügen des Schottblechteils mit dem schalenförmigen Profilteil sowie das Fügen des Deckteiles mit dem schalenförmigen Profilteil ist weitgehend unproblematisch, da eine ausreichende Werkzeug-Zugänglichkeit gegeben ist. Im Unterschied dazu ist beim Fügen des Schottblechteiles mit dem Deckteil keinerlei Werkzeug-Zugänglichkeit mehr vorhanden. Entsprechend steht die Fügetechnik vor der Herausforderung, das Schottblechteil mit dem Deckteil verbinden zu müssen, nachdem die beiden Fügepartner, das heißt das Profilteil sowie das Deckblechteil, bereits vollständig miteinander verbunden sind. In der Regel wird hier an der dem Deckteil zugewandten Blechlasche des Schottblechteils ein Klebstoff appliziert, der beim Zusammenbau des Deckblechteils mit dem Profilteil innenseitig am Deckblechteil verklebt wird. Aufgrund von Fertigungs- und Bauteiltoleranzen kann es jedoch zu hohen Maßabweichungen kommen. Dadurch besteht ein Risiko, dass das Schottblechteil nicht mehr zuverlässig in Klebverbindung mit dem Deckteil bringbar ist. Eine solche fehlerhafte oder nicht vorhandene Fügeverbindung zwischen dem Schottblechteil und dem Deckteil ist nur schwer nachzuprüfen.The joining of the bulkhead part with the shell-shaped profile part and the joining of the cover part with the cup-shaped profile part is largely unproblematic, since sufficient tool accessibility is given. In contrast, when joining the bulkhead part with the cover part no more tool accessibility exists. Correspondingly, the joining technique faces the challenge of having to connect the bulkhead sheet metal part to the cover part after the two joining partners, that is to say the profiled part and the cover sheet part, have already been completely connected to one another. In general, an adhesive is applied here on the cover part facing the sheet metal tab of the bulkhead part, which is glued on the inside of the cover plate part during assembly of the cover plate part with the profile part. Due to manufacturing and component tolerances, however, it can lead to high deviations. As a result, there is a risk that the bulkhead sheet metal part can no longer reliably be brought into adhesive connection with the cover part. Such a faulty or non-existent joint connection between the bulkhead part and the cover part is difficult to verify.

Aus der DE 10 2009 016 910 A1 ist ein Element zum Verhindern der Springbeulenbildung an einer Verkleidung bei einem Fahrzeug bekannt.From the DE 10 2009 016 910 A1 For example, an element for preventing buckling formation on a cowling in a vehicle is known.

Aus der DE 102 40 196 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Fixieren von Schottteilen und Bauteile hierfür bekannt. Aus der US 6 358 584 B1 ist ein Hohlträger sowie ein Verfahren zum Zusammenbau eines solchen Hohlträgers bekannt. Aus der US 8 356 859 B2 ist eine Verstärkungsanordnung bekannt.From the DE 102 40 196 A1 is a generic method for fixing bulkhead parts and components known for this purpose. From the US 6,358,584 B1 is a hollow carrier and a method for assembling such a hollow carrier known. From the US 8,356,859 B2 For example, an amplification arrangement is known.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Hohlträger sowie ein Verfahren zum Zusammenbau eines Hohlträgers bereitzustellen, der in einfacher Weise einwandfrei zusammenbaubar ist.The object of the invention is to provide a hollow beam and a method for assembling a hollow support, which is easily assembled properly.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1, 10 oder 11 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of claim 1, 10 or 11. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.

Die Erfindung beruht allgemein auf dem Sachverhalt, dass das Schottblechteil nicht mehr als vollkommen starres Bauteil bereitgestellt wird, das gegebenenfalls toleranzbedingt nicht einwandfrei im Hohlträger verbaut werden kann. Vielmehr ist gemäß dem Anspruch 1 dem Schottblechteil ein Stellglied zugeordnet, bei dessen Betätigung das Schottblechteil zwischen einem Vormontagezustand und einem Zusammenbauzustand verstellbar ist. Im Vormontagezustand nimmt das Schottblechteil einen reduzierten Bauteilquerschnitt ein und ist dieses noch über einen freien Fügespalt vom Deckteil beabstandet. Im Zusammenbauzustand ist dagegen das Schottblechteil unter Querschnittserweiterung sowie unter zumindest teilweisem Aufbrauch des oben erwähnten Fügespalts in Fügeverbindung mit dem Deckteil bringbar.The invention is generally based on the fact that the bulkhead sheet metal part is no longer provided as a completely rigid component, which may not be installed properly in the hollow beam due to tolerances. Rather, according to claim 1, the bulkhead part is assigned an actuator, upon actuation of which the partition plate is adjustable between a pre-assembly state and an assembly state. In the pre-assembled state, the bulkhead part takes on a reduced component cross-section and this is still spaced over a free joint gap from the cover part. In the assembled state, however, the partition plate part under cross-sectional widening and at least partial exhaustion of the above-mentioned joining gap in joining connection with the cover part can be brought.

Das Stellglied ist materialeinheitlich und einstückig im Schottblechteil integriert. In diesem Fall kann das Stellglied als ein bistabiler Federabschnitt realisiert sein, der unter Nutzung des sogenannten Springbeuleffekts zwischen einem ersten und einen zweiten Gleichgewichtszustand verstellbar ist. Im ersten Gleichgewichtszustand befindet sich das Schottblechteil im querschnittsreduzierten Vormontagezustand, während sich im zweiten Gleichgewichtszustand das Schottblechteil im querschnittserweiterten Zusammenbauzustand befindet, in dem eine einwandfreie Fügeverbindung (insbesondere Klebverbindung) zwischen dem Schottblechteil und dem Deckteil gewährleistet ist.The actuator is of the same material and integrally integrated in the bulkhead part. In this case, the actuator can be realized as a bistable spring section, which is adjustable by using the so-called Springbeuleffekts between a first and a second equilibrium state. In the first state of equilibrium, the partition plate part is in cross-section reduced pre-assembly, while in the second state of equilibrium, the bulkhead sheet metal part in cross-sectional widened assembly state is located in which a perfect joint connection (in particular adhesive bond) is ensured between the partition plate part and the cover part.

Wie oben erwähnt, wird erfindungsgemäß der sogenannte Springbeuleffekt genutzt. Hierzu wird in das Schottblechteil durch geeignete Umformoperationen, wie etwa Streckziehen, der sogenannte Springbeuleffekt (auch „Knackfroscheffekt“ oder „hard-oil-canning“ bezeichnet) eingebracht. Dabei wird in die Grundfläche des Schottblechteils eine Beule eingeformt. Diese Beule ist derart gestaltet, dass eine Krafteinwirkung entgegen ihrer Ausformrichtung ein „Umschlagen“ in den zweiten Gleichgewichtszustand bewirkt. Nach diesem Umschlagen ist die Springbeule in entgegengesetzter Richtung ausgeformt. Die Grundfläche des Schottblechteils orientiert sich am Innenquerschnitt des Hohlträgers und kann zum Beispiel rechteckig bzw. trapezförmig sein. Das erfindungsgemäße Schottblechteil kann in einer Ausführungsvariante drei feststehende starre Blechlaschen aufweisen, die starr mit der Innenwand des halbschalenförmigen Profilteils verbindbar sind. Am Rand der Grundfläche werden an drei der insgesamt vier Kanten entsprechende starre Blechlaschen abgestellt. Diese werden etwa in einem Winkel von möglichst exakt 90° zur Schottblechteil-Grundfläche nach oben/unten gebogen. Beispielhaft können drei Blechlaschen des Schottblechteils mit dem schalenförmigen Profilteil mittels Widerstandspunktschweißen verbunden sein. Gegebenenfalls kann dies mit Kleben kombiniert werden. Die feststehenden, starren Blechlaschen erfahren während der Zustandsüberführung des Schottblechteils zwischen dem ersten und zweiten Gleichgewichtszustand keine oder nur eine äußerst geringe Formänderung.As mentioned above, according to the invention the so-called Springbeuleffekt is used. For this purpose, the so-called Springbeuleffekt (also called "crack-frog effect" or "hard-oil-canning") is introduced into the bulkhead part by suitable forming operations, such as ironing. In this case, a bump is formed in the base of the bulkhead part. This bump is designed in such a way that a force acting against its shaping direction causes a "turn-over" in the second state of equilibrium. After this turning the spring bump is formed in the opposite direction. The base of the bulkhead part is oriented at the inner cross section of the hollow carrier and may be rectangular or trapezoidal, for example. The Schott sheet metal part according to the invention may comprise in one embodiment, three fixed rigid sheet metal tabs which are rigidly connected to the inner wall of the half-shell-shaped profile part. At the edge of the base area corresponding rigid sheet metal tabs are placed on three of the four edges. These are bent approximately at an angle of as exactly 90 ° to the bulkhead part base up / down. By way of example, three sheet metal tabs of the partition plate part may be connected to the cup-shaped profile part by means of resistance spot welding. If necessary, this can be combined with gluing. The fixed, rigid sheet metal tabs experience during the state transition of the bulkhead sheet metal part between the first and second equilibrium state no or only a very small change in shape.

Zusätzlich zu den oben erwähnten drei feststehenden starren Blechlaschen kann zumindest eine bewegliche Blechlasche am Schottblechteil bereitgestellt sein. Diese kann an der Schottblechteil-Kante angeformt sein, an der keine feststehende, starre Blechlasche angeformt ist. Die bewegliche Blechlasche ändert ihren Winkel zur Grundfläche bei der Zustandsüberführung des Schottblechteils.In addition to the above-mentioned three fixed rigid sheet tabs, at least one movable sheet tab may be provided on the bulkhead sheet member. This can be formed on the bulkhead part edge on which no fixed, rigid sheet metal tab is formed. The movable metal plate changes its angle to the base in the state transition of the bulkhead sheet metal part.

Zusätzlich können in die Schottblechteil-Grundfläche zwei Langlöcher eingebracht werden. Die Langlöcher schließen einen Blechabschnitt ein, der später zur Springbeule umgeformt wird. Die Langlöcher trennen den Kraftfluss im Schottblechteil und reduzieren die zur Zustandsüberführung der Springbeule benötigte Kraft. Somit ermöglichen die Langlöcher einen Springbeuleffekt auch in vergleichsweise steifen Schottblechteilen. Als Schottblechteil-Werkstoff können bevorzugt Aluminium- und Stahllegierungen mit möglichst geringem Streckgrenzenverhältnis und hoher Duktilität verwendet werden.In addition, two slots can be introduced into the bulkhead part base. The elongated holes include a sheet metal section, which is later transformed into spring bump. The oblong holes separate the flow of force in the bulkhead part and reduce the force required to transfer the state of the spring bump. Thus, the slots allow a Springbeuleffekt even in comparatively stiff bulkhead parts. As sheet metal part material preferably aluminum and steel alloys with the lowest possible yield ratio and high ductility can be used.

Die typischen Abmaße des erfindungsgemäßen Schottblechteiles können wie folgt bemessen sein: So kann die Grundfläche 160 x 80 mm aufweisen, die Langlöcher können einen freien Querschnitt von 4 x 40 mm aufweisen, die Laschen-Höhe kann 30 mm sein, während die Blechlaschen umfangsseitig um die Schottblechteil-Grundfläche verteilt sein können und lediglich Radien an den Grundflächen ausgespart sein können. Die Blechdicke des Schottblechteils kann beispielhaft bei 1,2 bis 1,8 mm liegen.The typical dimensions of the bulkhead sheet metal part according to the invention can be dimensioned as follows: Thus, the base can have 160 x 80 mm, the slots can have a free cross section of 4 x 40 mm, the tab height can be 30 mm, while the metal tabs around the circumference Schottblechteil base surface can be distributed and only radii can be recessed at the bases. The sheet thickness of the bulkhead part can be 1.2 to 1.8 mm by way of example.

Mittels des erfindungsgemäßen Schottblechteils können Maßabweichungen zwischen dem Schottblechteil und dem Deckteil unter Nutzung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens ausgeglichen werden. Das Verfahren zur Herstellung sowie zum Fügen des Schottblechteiles gliedert sich in die folgenden Prozessschritte:By means of the partition plate part according to the invention, dimensional deviations between the bulkhead part and the cover part can be compensated using the method described below. The process for producing and joining the bulkhead part is divided into the following process steps:

So kann in einem ersten Prozessschritt eine Blechplatine aus einem Blech-Halbzeug herausgetrennt werden. Der Trennvorgang erfolgt vorzugsweise durch Schneiden (das heißt Stanzen) oder durch ein thermisches Trennen (das heißt durch Laserbearbeitung). Analog werden zuvor oder danach die Langlöcher herausgetrennt. In einem folgenden Prozessschritt wird der Springbeuleffekt in einem ersten Umformschritt eingebracht. Die zur Erzeugung des Springbeuleffektes notwendige Springbeule wird. zwischen den beiden Langlöchern mittels Streckziehen ausgeformt. Die Wahl dieses Umformverfahrens gewährleistet die Erzeugung eines Eigenspannungszustandes des Schottblechteils, der für die Realisierung des Springbeuleffektes förderlich ist. Anschließend erfolgt in einem zweiten Umformschritt das Biegen der Blechlaschen. Sämtliche Blechlaschen des Schottblechteils werden gleichzeitig oder nacheinander gebogen. Nicht alle Blechlaschen müssen in die gleiche Richtung weisen. Als Umformverfahren wird ein freies Biegen empfohlen, insbesondere ein zweistufiges freies Biegen für die feststehenden starren Blechlaschen.Thus, in a first process step, a sheet metal blank can be cut out of a sheet semifinished product. The separation process is preferably carried out by cutting (that is, punching) or by thermal cutting (that is, by laser processing). Analogously, before or after the slots are cut out. In a following process step, the Springbeuleffekt is introduced in a first forming step. The necessary to create the Springbeuleffektes spring bump is. formed between the two elongated holes by means of ironing. The choice of this forming process ensures the generation of a residual stress state of the bulkhead sheet metal part, which is conducive to the realization of the Springbeuleffektes. Subsequently, in a second forming step, the bending of the sheet metal tabs. All sheet metal tabs of the bulkhead part are bent simultaneously or one after another. Not all metal tabs must point in the same direction. As a forming method, free bending is recommended, in particular a two-stage free bending for the fixed rigid sheet metal tabs.

Beispielhaft kann die bewegliche Blechlasche im Vormontagezustand einen Winkel größer als 90° mit der Schottblechteil-Grundfläche einschließen, bevorzugt etwa 110°. Im Zusammenbauzustand kann die bewegliche Blechlasche einen Winkel kleiner als 90° mit der Schottblechteil-Grundfläche einschließen, bevorzugt etwa 80°.By way of example, the movable sheet metal tab in the pre-assembled state can enclose an angle greater than 90 ° with the bulkhead part base, preferably about 110 °. In the assembled state, the movable sheet metal tab may include an angle of less than 90 ° with the bulkhead part base, preferably about 80 °.

Nach Fertigstellung des Schottblechteils erfolgt dessen Zuführung in das schalenförmige Profilteil, etwa mittels einer Handhabungsvorrichtung (zum Beispiel Roboter). Die Zuführung erfolgt derart, dass alle feststehenden starren Blechlaschen die Innenwände des schalenförmigen Profilteiles berühren. Anschließend erfolgt das Fügen des Schottblechteils an dem schalenförmigen Profilteil. Hierzu werden zwischen den feststehenden starren Blechlaschen des Schottblechteils und dem halbschalenförmigen Profilteils Fügeverbindungen erzeugt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindungsidee wird insbesondere das Widerstandspunktschweißen (gegebenenfalls in Kombination mit Kleben) empfohlen, da das Verfahren als günstig und prozesssicher gilt. In diesem Prozessstadium ist nach wie vor eine ausreichende Werkzeug-Zugänglichkeit gegeben.After completion of the bulkhead sheet part, the supply takes place in the cup-shaped profile part, for example by means of a handling device (for example robot). The feeding takes place in such a way that all fixed rigid sheet metal tabs touch the inner walls of the cup-shaped profile part. Subsequently, the joining of the partition plate part takes place on the cup-shaped profile part. For this purpose, between the fixed rigid Sheet metal tabs of the bulkhead sheet metal part and the half-shell-shaped profile part produces joint connections. Within the scope of the present invention idea, in particular resistance spot welding (optionally in combination with gluing) is recommended, since the method is considered to be favorable and process-reliable. At this stage of the process, sufficient tool accessibility still exists.

In einem folgenden Prozessschritt wird eine Klebstoffapplikation durch geführt, bei der auf die Außenseite der beweglichen Lasche des Schottblechteils ein Klebstoff appliziert wird. Hierzu kann beispielhaft ein ein- oder zweikomponentiger flüssiger oder pastöser Klebstoff, ein Folienklebstoff oder ein aufextrudierter grifffester Pulverklebstoff verwendet werden. Die Klebstoffe können auf den im Automobilbau üblichen chemischen Basen beruhen, beispielsweise Kautschuk, Epoxidharze, Acrylate, MS-Polymere, PVC. Die Verwendung von Folienklebstoffen oder grifffesten Klebstoffen kann zudem vorteilhaft sein, um ein Verspritzen des Klebstoffes beim Anklappen der Blechlasche sicher auszuschließen.In a subsequent process step, an adhesive application is carried out, in which an adhesive is applied to the outside of the movable flap of the bulkhead sheet metal part. For this purpose, by way of example, it is possible to use a one-component or two-component liquid or pasty adhesive, a film adhesive or an extruded non-abrasive powder adhesive. The adhesives can be based on the usual chemical bases in the automotive industry, for example rubber, epoxy resins, acrylates, MS polymers, PVC. The use of film adhesives or non-slip adhesives can also be advantageous in order to reliably prevent splattering of the adhesive when the sheet metal flap is folded.

Darauffolgend wird das Deckteil mit dem halbschalenförmigen Profilteil zusammengefügt. Dabei berührt das Deckteil zwar die korrespondierenden Fügeflansche des halbschalenförmigen Profilteils, nicht aber das Schottblechteil, da dieses sich noch im querschnittsreduzierten Vormontagezustand befindet.Subsequently, the cover part is assembled with the shell-shaped profile part. Although the cover member touches the corresponding Fügeflansche the half-shell-shaped profile part, but not the partition plate part, since this is still in cross-section reduced pre-assembly.

Das Deckteil kann beispielhaft durch Widerstandspunktschweißen (gegebenenfalls in Kombination mit Klebstoff) am halbschalenförmigen Profilteil angebunden werden. In diesem Prozesszustand ist das halbschalenförmige Profilteil sowohl mit dem Schottblechteil als auch mit dem Deckteil verbunden.The cover part can be connected, for example by resistance spot welding (optionally in combination with adhesive) on the half-shell-shaped profile part. In this process state, the half-shell-shaped profile part is connected both to the partition plate part and to the cover part.

In einem abschließenden Prozessschritt wird das Schottblechteil zudem auch mit dem Deckteil zusammengefügt. Hierzu kann durch den Hohlraum des Hohlträgers zum Beispiel mittels eines stabförmigen Hilfswerkzeugs eine Betätigungskraft auf die Springbeule des Schottblechteils entgegen deren Ausformungsrichtung ausgeübt werden. Durch diese Kraft schnappt das Schottblechteil in den querschnittserweiterten Zusammenbauzustand, wobei die mit Klebstoff benetzte bewegliche Blechlasche in Richtung auf die Innenwand des Deckteiles springt, und zwar unter Bildung einer stoffschlüssigen Fügeverbindung zwischen dem Schottblechteil und dem Deckteil.In a final process step, the bulkhead part is also joined together with the cover part. For this purpose, an actuating force can be exerted on the spring bump of the bulkhead part against the direction of their formation through the hollow space of the hollow support, for example by means of a rod-shaped auxiliary tool. As a result of this force, the bulkhead sheet metal part snaps into the cross-sectional widened state of assembly, wherein the movable sheet metal tab wetted with adhesive jumps in the direction of the inner wall of the cover part, with the formation of a material-fit joint connection between the bulkhead part and the cover part.

Nachfolgend werden weitere Erfindungsaspekte beschrieben, die im Wesentlichen die Bauteil-Geometrie des Schottblechteiles betreffen: So kann das Schottblechteil eine den Hohlträger-Innenraum unterteilende Basiswand aufweisen, die an ihrer deckteilzugewandten Randseite in zumindest eine abgewinkelte, bewegbare Blechlasche übergeht, die zwischen dem Vormontagezustand und dem Zusammenbauzustand bewegbar ist. Die in der Basiswand eingeprägte Springbeule kann einen Beulen-Scheitel aufweisen, der über eine deckteilzugewandte Beulen-Flanke in einen Schwenksteg übergeht, der ebenfalls in der Schottblechteil-Basiswand ausgebildet ist. An dem Schwenksteg ist die bewegbare Blechlasche angeformt.In the following, further aspects of the invention are described, which essentially relate to the component geometry of the bulkhead part: The bulkhead part may have a base wall dividing the hollow support interior, which merges on its cover side edge side into at least one angled, movable sheet metal tab, which between the Vormontagezustand and the Assembly state is movable. The embossment bump embossed in the base wall can have a dome-vertex that merges into a pivot web via a bump edge facing the cover part, which is likewise formed in the bulkhead part base wall. At the pivot web, the movable sheet metal tab is formed.

Der in der Basiswand ausgebildete Schwenksteg definiert eine Kippachse, um die die bewegliche Blechlasche zwischen dem Vormontagezustand und dem Zusammenbauzustand kippbar ist.The pivot web formed in the base wall defines a tilting axis about which the movable metal tab is tiltable between the pre-assembly state and the assembly state.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann der Beulen-Scheitel als eine geradlinig verlaufende Scheitelkante realisiert sein. Diese ist im Wesentlichen achsparallel zur obigen Kippachse der beweglichen Blechlasche ausgerichtet. An der Scheitelkante kann die bereits erwähnte deckteilzugewandte Beulen-Flanke mit einer deckteilabgewandten Beulen-Flanke zusammenlaufen.In a preferred embodiment variant, the dome-vertex can be realized as a rectilinear vertex edge. This is aligned substantially parallel to the axis of the above tilting axis of the movable sheet metal tab. At the apex edge, the already mentioned cover-facing buckling flank can converge with a bump edge remote from the cover part.

Die bereits oben erwähnten Langlöcher oder Entlastungsschlitze können in der Axialrichtung der Kippachse betrachtet, die Springbeule beidseitig begrenzen.The slots or relief slots already mentioned above can be viewed in the axial direction of the tilt axis, limit the spring bump on both sides.

Die Schottblechteil-Basiswand kann neben der beweglichen Blechlasche weitere davon randseitig abgewinkelte starre Blechlaschen aufweisen, wie es bereits oben dargelegt ist. Mittels dieser starren Blechlaschen kann das Schottblechteil am Schalenboden sowie an den Profilseiten des schalenförmigen Profilteils befestigt sein. Im Unterschied dazu kann der in der Basiswand ausgebildete Schwenksteg an seinen axialen Stirnseiten nicht über Blechlaschen am schalenförmigen Profilteil angebunden sein, sondern vielmehr anbindungsfrei gegenüber dem Profilteil sein, um eine leichtgängige Kippbewegung der beweglichen Blechlasche zu gewährleisten.The bulkhead part base wall may have in addition to the movable sheet metal tab further edge-angled rigid sheet metal tabs, as already stated above. By means of these rigid sheet metal tabs, the bulkhead sheet metal part can be fastened to the shell bottom and to the profile sides of the shell-shaped profile part. In contrast, the trained in the base wall pivot bar can not be connected at its axial end faces on metal tabs on the cup-shaped profile part, but rather connection freely with respect to the profile part to ensure a smooth tilting movement of the movable sheet metal tab.

Die Schottblechteil-Basiswand kann über die Kippachse hinaus mit zumindest einem Tragschenkel verlängert sein, der an einer Übergangskante in die im Wesentlichen rechtwinklig davon abragende bewegliche Blechlasche übergeht. In diesem Fall wirkt das Schottblechteil als ein zweiarmiger Hebelarm, bei dem mit Bezug auf die Kippachse an einem ersten Hebelarm die Springbeule ausgebildet ist und an einem zweiten Hebelarm die bewegliche Blechlasche ausgebildet ist.The bulkhead part base wall may be extended beyond the tilt axis with at least one support leg, which merges at a transition edge in the substantially perpendicular projecting therefrom movable sheet tab. In this case, the bulkhead part acts as a two-armed lever arm, in which with respect to the tilting axis on a first lever arm, the spring bump is formed and on a second lever arm, the movable sheet metal tab is formed.

Im Vormontagezustand kann der Tragschenkel des Schottblechteils im Wesentlichen rechtwinklig zum Deckblechteil ausgerichtet sein sowie über den Fügespalt vom Deckblechteil beabstandet sein. Der Abstand zwischen der Kippachse und der Übergangskante ist dabei kleiner bemessen als der Abstand zwischen der Kippachse und einer freien Randkante der Blechlasche. In the preassembled state, the supporting leg of the partition plate part can be aligned substantially at right angles to the cover plate part and spaced apart from the cover plate part via the joining gap. The distance between the tilt axis and the transition edge is smaller than the dimensioned Distance between the tilt axis and a free edge of the sheet metal tab.

Auf diese Weise ist gewährleistet, dass beim Übergang in den Zusammenbaustand sich die bewegliche Blechlasche unter zumindest teilweisem Aufbrauch des Fügespalts in Fügeverbindung mit dem Deckteil bringbar ist.In this way, it is ensured that when moving to the assembly state, the movable sheet metal tab can be brought into joint connection with the cover part with at least partial exhaustion of the joint gap.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.Hereinafter, an embodiment of the invention with reference to the accompanying figures will be described.

Es zeigen:

1 in einer perspektivischen Darstellung einen zusammengebauten Hohlträger;
2 ein in dem Hohlträger verbaubares Schottblechteil in Alleinstellung; und
3 bis 7 jeweils Ansichten, die eine Prozessabfolge zum Zusammenbau des Hohlträgers veranschaulichen.

Show it:

1 in a perspective view of an assembled hollow beam;
2 an installable in the hollow beam bulkhead part in isolation; and
3 to 7 each views illustrating a process sequence for assembling the hollow carrier.

In der 1 ist ein zusammengebauter Hohlträger 1 gezeigt, wie er beispielhaft als ein tragendes Element in einer Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges einsetzbar ist. Der Hohlträger 1 ist zweiteilig aufgebaut, und zwar mit einem halbschalenförmigen Blechprofilteil 3 und einem Deckblechteil 5. Das halbschalenförmige Blechprofilteil 3 weist einen Schalenboden 7 auf, von dem Profilwände 9 hochgezogen sind, die in seitlich nach außen abgewinkelte Fügeflanschen 11 übergehen. Die Fügeflansche 11 des Blechprofilteils 3 sind in der 1 in Flanschverbindung mit korrespondierenden Fügeflanschen 13 des Deckblechteiles 5.In the 1 is an assembled hollow beam 1 as it can be used by way of example as a supporting element in a body structure of a motor vehicle. The hollow beam 1 is constructed in two parts, with a half-shell-shaped sheet metal profile part 3 and a cover sheet part 5 , The half-shell-shaped sheet-metal profile part 3 has a shell bottom 7 on, from the profile walls 9 are pulled up in the laterally outwardly angled joint flanges 11 pass. The joining flanges 11 of the sheet metal profile part 3 are in the 1 in flanged connection with corresponding joining flanges 13 of the cover sheet part 5 ,

Das Blechprofilteil 3 begrenzt zusammen mit dem Deckblechteil 5 einen geschlossenen Innenraum 15, der in der 1 durch ein Schottblechteil 17 unterteilt ist. Das Schottblechteil 17 weist eine den Innenraum 15 unterteilende, rechteckförmige Basiswand 19 auf, von der randseitig starre Blechlaschen 21 abgekantet sind, die in Fügeverbindung 41 mit dem Schalenboden 7 sowie mit den Profilwänden 9 des schalenförmigen Blechprofilteils 3 sind. Zudem ist das Schottblechteil 17 über zwei bewegliche Blechlaschen 23 in Klebverbindung (7) mit der Innenseite des Deckblechteils 5. Die beweglichen Blechlaschen 23 können durch Betätigung einer in der Basiswand 19 ausgebildeten Springbeule 25 verstellt werden, und zwar zwischen einem in der 3, 4 und 5 angedeuteten Vormontagezustand V und einem in der 7 angedeuteten Zusammenbauzustand Z, wie es später anhand der 3 bis 7 erläutert wird. Die Springbeule 25 wirkt daher allgemein als ein in das Schottblechteil 17 eingeformtes Stellglied, das bei einer (mittels eines Hilfswerkzeugs durchgeführten) externen Krafteinleitung zwischen dem Vormontagezustand V und dem Zusammenbauzustand Z verstellbar ist.The sheet metal profile part 3 limited together with the cover plate part 5 a closed interior 15 , the Indian 1 through a bulkhead part 17 is divided. The bulkhead part 17 one has the interior 15 subdividing, rectangular base wall 19 on, from the edges rigid sheet metal tabs 21 folded, which are in joint connection 41 with the shell bottom 7 as well as with the profile walls 9 the cup-shaped sheet metal profile part 3 are. In addition, the bulkhead is part 17 over two movable metal tabs 23 in adhesive bond ( 7 ) with the inside of the cover plate part 5 , The movable metal tabs 23 can by pressing one in the base wall 19 trained springbump 25 be displaced, between one in the 3 . 4 and 5 indicated pre-assembly state V and one in the 7 indicated assembly state Z as it is later based on the 3 to 7 is explained. The springbump 25 therefore acts generally as a in the bulkhead part 17 formed actuator, which in an external force application (carried out by means of an auxiliary tool) between the preassembled state V and the assembly state Z is adjustable.

Nachfolgend ist anhand der 2 die Bauteil-Geometrie des erfindungsgemäßen Schottblechteiles 17 beschrieben: So ist in der 2 die Springbeule 25 als eine Auswölbung in die Basiswand 19 des Schottblechteils 17 eingeprägt. Der Beulen-Scheitel 27 ist in der 2 als eine geradlinig verlaufende Scheitelkante realisiert, an der eine deckteilzugewandte Beulen-Flanke 29 und eine deckteilabgewandte Beulen-Flanke 31 zusammenlaufen. Die deckteilzugewandte Beulen-Flanke 29 geht in einen Schwenksteg 33 über, der eine später beschriebene Kippachse K definiert, um die die beweglichen Blechlaschen 23 schwenkbar bzw. kippbar sind. Die Basiswand 19 ist über die Kippachse K hinaus mit zwei über eine Aussparung 34 voneinander beabstandeten Tragschenkeln 35 verlängert. Jeder dieser Tragschenkeln 35 geht an einer Übergangskante 37 in eine davon im Wesentlichen rechtwinklig abragende bewegliche Blechlasche 23 über. Die Kippachse K ist in der 2 achsparallel zur Scheitelkante 27 der Springbeule 25 ausgerichtet.The following is based on the 2 the component geometry of the Schott sheet metal part according to the invention 17 described: So is in the 2 the springbump 25 as a bulge in the base wall 19 of the bulkhead part 17 imprinted. The bump crest 27 is in the 2 realized as a rectilinear vertex edge on which a cover-facing bump edge 29 and a cover side facing away from the buckling flank 31 converge. The cover-facing bump edge 29 goes into a swivel footbridge 33 over, the tilt axis described later K Defined to the the movable metal tabs 23 are pivotable or tiltable. The base wall 19 is over the tilt axis K out with two over a recess 34 spaced supporting legs 35 extended. Each of these support legs 35 goes to a transitional edge 37 in one of them substantially perpendicular projecting movable sheet metal tab 23 over. The tilt axis K is in the 2 paraxial to the vertex edge 27 the springbump 25 aligned.

Um eine leichtgängige, später beschriebene Kippbewegung der beweglichen Blechlaschen 23 zwischen dem Vormontagezustand V und dem Zusammenbauzustand Z zu gewährleisten, ist der in der Basiswand 19 ausgebildete Schwenksteg 33 an seinen axialen Stirnseiten jeweils beabstandet von den Profilwänden 9 des schalenförmigen Blechprofilteils 3, das heißt gegenüber dem Blechprofilteil 3 anbindungsfrei. Die Springbeule 25 ist in der 1 in Axialrichtung beidseitig durch Entlastungsschlitze 39 begrenzt. To a smooth, later described tilting movement of the movable metal tabs 23 between the pre-assembly state V and the assembly state Z to ensure that is in the base wall 19 trained swing bridge 33 at its axial end faces in each case spaced from the profile walls 9 the cup-shaped sheet metal profile part 3 that is opposite the sheet metal profile part 3 unattached. The springbump 25 is in the 1 in the axial direction on both sides by relief slots 39 limited.

Nachfolgend wird eine Prozessabfolge zum Zusammenbau des in der 1 gezeigten Hohlträgers 1 anhand der 3 bis 7 beschrieben: So wird in einem ersten Prozessschritt (3) zunächst das Schottblechteil 17 in dem schalenförmigen Blechprofilteil 3 befestigt, und zwar mittels Punktschweißstellen 41 an den Profilwänden 9 sowie am Schalenboden 7 des Blechprofilteils 3. In der 3 befindet sich das Schottblechteil 17 in seinem Vormontagezustand V, in dem das Schottblechteil 17 einen im Vergleich zum Zusammenbaustand Z (7) reduzierten Bauteilquerschnitt einnimmt.The following is a process sequence for assembling the in the 1 shown hollow carrier 1 based on 3 to 7 described: In a first process step ( 3 ) First, the bulkhead part 17 in the cup-shaped sheet metal profile part 3 fastened, by means of spot welds 41 on the profile walls 9 as well as on the bottom of the bowl 7 of the sheet metal profile part 3 , In the 3 is the bulkhead part 17 in its pre-assembly state V in which the bulkhead part 17 one in comparison to the assembled state Z ( 7 ) assumes a reduced component cross-section.

Anschließend erfolgt gemäß der 4 eine Klebstoffapplikation, bei der außenseitig auf die bewegliche Blechlasche 23 ein Klebstoff 43 aufgebracht wird. Darauffolgend wird gemäß der 5 das Deckblechteil 5 mit dem Blechprofilteil 7 an Punktschweißstellen 43 zusammengefügt. In der 5 ist der Tragschenkel 35 des Schottblechteils 17 rechtwinklig zum Deckblechteil 5 ausgerichtet. Das Schottblechteil 17 befindet sich nach wie vor im Vormontagezustand V, in dem die bewegliche Blechlasche 23 über einen Fügespalt f vom Deckblechteil 5 beabstandet ist.Subsequently, according to the 4 an adhesive application, on the outside of the movable sheet metal tab 23 an adhesive 43 is applied. Subsequently, according to the 5 the cover sheet part 5 with the sheet metal profile part 7 at spot welds 43 together. In the 5 is the carrying leg 35 of the bulkhead part 17 at right angles to the cover plate part 5 aligned. The bulkhead part 17 is still in the pre-assembly state V in which the movable sheet metal tab 23 via a joint gap f from the cover sheet part 5 is spaced.

Zur Realisierung einer Klebeverbindung zwischen dem Schottblechteil 17 und dem Deckblechteil 5 wird mittels eines (nicht gezeigten) stabartigen Hilfswerkzeugs eine Betätigungskraft F (in der 6 angedeutet) auf die Springbeule 25 aufgebracht. Auf diese Weise wird die Springbeule 25 aus ihrem ersten Gleichgewichtszustand (das heißt Vormontagezustand V) zunächst bis in einen instabilen Umlenkpunkt (6) deformiert, in dem die Springbeule 25 einen S-Schlag aufweist. Vom instabilen Umlenkpunkt ( 6) schlägt die Springbeule 25 selbsttätig in ihren zweiten Gleichgewichtszustand (das heißt Zusammenbauzustand Z) um, wie er in der 7 gezeigt ist. Durch das Umschnappen bzw. Umschlagen der Springbeule 25 in den Zusammenbauzustand Z (7) erfolgt gleichzeitig eine Kippbewegung des Schwenkstegs 33 bzw. eines daran angeformten Tragschenkels 35, der die bewegliche Blechlasche 23 trägt. Diese Schwenkbewegung führt zu einem teilweisen Aufbrauch des freien Fügespalts f (5) zwischen einer Randkante 45 der beweglichen Blechlasche 23 und dem Deckblechteil 5, wodurch die bewegliche Blechlasche 23 in Klebverbindung mit dem Deckblechteil 5 gebracht wird.For the realization of an adhesive bond between the partition plate part 17 and the cover sheet part 5 becomes an operating force by means of a rod-like auxiliary tool (not shown) F (in the 6 indicated) on the spring bump 25 applied. In this way, the Springbeam 25 from its first state of equilibrium (that is, pre-assembly state V ) first into an unstable deflection point ( 6 ) deformed, in which the springbump 25 has an S-beat. From the unstable turning point ( 6 ) beats the springbump 25 automatically in its second state of equilibrium (that is, state of assembly Z ) as he is in the 7 is shown. By snapping or turning over the Springbeam 25 in the assembled state Z ( 7 ) takes place at the same time a tilting movement of the pivot web 33 or an integrally formed support leg 35 , the movable tin plate 23 wearing. This pivotal movement leads to a partial exhaustion of the free joint gap f ( 5 ) between a marginal edge 45 the movable sheet metal tab 23 and the cover sheet part 5 , causing the movable sheet metal tab 23 in adhesive bonding with the cover sheet part 5 is brought.

Claims

Hollow beam with a half-shell-shaped profile part (3) which has a shell bottom (7) and raised therefrom profile flanks (9) and an interior space (15) bounded by a cover part (5), wherein the interior (15) of the hollow support ( 1) is divided by at least one bulkhead part (17) which is fastened on the inside to the profiled part (3) and on at least one joint inside the cover part (5), wherein the partition plate (17) is associated with an actuator (25) when actuated the bulkhead part (17) between a Vormontagezustand (V), in which the bulkhead part (17) occupies a reduced component cross-section and a free joint gap (f) from the cover part (5) is spaced, and an assembly state (Z) is adjustable, in which the bulkhead sheet metal part (17) can be brought into joint connection with the cover part (5) with cross-sectional widening and with at least partial exhaustion of the jointing gap (f), wherein the actuator (25) is materia is integrally and integrally in the bulkhead part (17) is integrated, and wherein the actuator (25) is a bistable spring portion, in the first state of equilibrium, the bulkhead part (17) in the pre-assembly state (V) and in its second state of equilibrium the bulkhead part (17) in the assembled state (Z) is, characterized in that the bistable spring portion (25) as a bulge in the base wall (19) embossed spring bump, which has a bump crest (27), via a cover-facing bump edge (29) in a Pivoting web (33) passes, on which the movable sheet metal tab (23) is formed.

Hollow beam after Claim 1 , characterized in that the bulkhead sheet metal part (17) has a hollow carrier interior (15) dividing base wall (19) which merges on its cover part facing edge side in at least one angled, movable sheet metal tab (23) between the preassembled state (V) and the assembly state (Z) is movable.

Hollow beam after Claim 2 characterized in that the pivoting web (33) formed in the base wall (19) defines a tilting axis (K) about which the movable sheet tab (23) is pivotable between the pre-assembly state (V) and the assembly state (Z).

Hollow beam after Claim 3 , characterized in that the dome crest (27) is realized as a rectilinear vertex edge which is aligned axially parallel to the tilting axis (K) of the movable sheet metal tab (23), and in that at the vertex edge (27) the bump edge (29 ) and a cover part facing away from the bump edge (31) converge.

Hollow beam after Claim 4 characterized in that the base wall (19) has relief slots (39) to facilitate actuation of the spring bump (25) and that the relief slots (39) bound the spring bump (25) on both sides in the axial direction of the tilt axis (K).

Hollow beam after one of Claims 2 to 5 , characterized in that the base wall (19) further, thereof edge-angled, rigid sheet metal tabs (21) which are fixed to the shell bottom (7) and / or on the profile edges (9) of the cup-shaped profile part (3), and that of formed in the base wall (19) pivoting web (34) at its axial end faces are free from connection to the profile part (3) to ensure a smooth pivotal movement of the movable sheet metal tab (23).

Hollow beam after one of Claims 3 to 6 , characterized in that the base wall (19) of the partition plate part (17) is extended beyond the tilting axis (K) or the pivoting web (34) with at least one support leg (35), which at a transitional edge (37) in the substantially rectangular thereof protruding movable metal plate (23) merges, and / or that the bulkhead part (17) is designed as a two-armed lever, in which with respect to the tilting axis (K) on a lever arm spring bump (25) is formed and the other lever arm movable sheet tab (23) is positioned.

Hollow beam after Claim 7 , characterized in that in the preassembled state (V) of the support leg (35) of the bulkhead part (17) is aligned substantially perpendicular to the cover plate part (5) and on the joint gap (f) from the cover plate part (3) is spaced, and / or that a Distance (a ₁ ) between the tilting axis (K) and the transition edge (37) is smaller than a distance (a ₂ ) between the tilting axis (K) and a free edge (45) of the sheet metal tab (23).

Hollow beam after Claim 8 , characterized in that by actuation of the spring bump (25) a pivoting or tilting movement of the movable sheet tab (23) about the tilt axis (K) takes place, at least partially exhausting the free joint gap (f) between the movable sheet tab (23) and the cover part (5)

Method for assembling a hollow carrier (1) according to one of the preceding claims, wherein in a first process step the partition plate part (17) is fastened in the cup-shaped profile part (3), in a second process step an adhesive (43) is applied to the cover part (5). facing joining contour (23) of the bulkhead sheet metal part (17) is applied, in a third process step, the cup-shaped profile part (3) with the cover part (5) is joined together and in a fourth process step, the actuator (25), the one in the bulkhead part (17) molded Spring bump is, is operated using a Springbeuteleffekts to bring the joining contour (23) of the partition plate part (17) in adhesive connection with the cover part (5).

Bulkhead part for installation in a hollow beam (1) according to one of the preceding Claims 1 to 9 according to a method according to Claim 10 ,