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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur einer beschädigten Karosseriekomponente eines Kraftfahrzeugs.
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Derartige Karosseriekomponenten eines Kraftfahrzeugs setzen sich üblicherweise aus mehreren Schalenelementen zusammen, wobei die Schalenelemente dadurch eine als Hohlkörper ausgeführte Karosseriekomponente bilden. Die Schalenelemente sind üblicherweise Blechteile, welche durch einen Tiefziehprozess in eine vordefinierte Schalenform umgeformt werden und anschließend mit ihren Randabschnitten miteinander verbunden werden. Eine derartige Karosseriekomponente kann beispielsweise ein Längsträger, ein Querträger oder eine A-, B-, C- oder D- Säule sein. Eine derartige Karosseriekomponente ist beispielsweise in der
DE 10 2015 113 810 A1 offenbart.
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Bei einem Unfall kann die Karosseriekomponente beschädigt werden und muss instandgesetzt werden. Dabei wird üblicherweise die gesamte Karosseriekomponente ausgebaut und eine Ersatz-Karosseriekomponente eingesetzt. Dies führt zu einem hohen Reparaturaufwand, da alle an die Karosseriekomponente angebundenen Karosseriekomponenten zunächst entkoppelt werden müssen und nach dem Einsetzen der Ersatz-Karosseriekomponente wieder mit dieser verbunden werden müssen. Eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit zur Reparatur der beschädigten Karosseriekomponente ist, dass ausschließlich der beschädigte Abschnitt der Karosseriekomponente herausgeschnitten wird und ein dem herausgeschnittenen Abschnitt entsprechendes Ersatzelement eingesetzt wird. Eine derartige Reparatur der Karosseriekomponente offenbart beispielsweise die
DE 41 20 844 C1 .
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Ein derartiges Heraustrennen eines beschädigten Abschnitts und Ersetzen durch ein Ersatzelement bildet an den Verbindungsstellen zwischen dem Ersatzelement und dem nicht-beschädigten Abschnitt der Karosseriekomponente jeweils eine Schwachstelle, wodurch die Karosseriekomponente dazu neigt, genau an diesen Verbindungstellen zu einem späteren Zeitpunkt aufgrund eines weiteren Unfalls oder aufgrund von betriebsüblichen Belastungen zu versagen. Dabei besteht dieses Risiko insbesondere bei Karosseriekomponenten, welche aus mehreren Schalenelementen zusammengesetzt sind, da alle Schalenelemente in Längsrichtung betrachtet an einer Stelle geschwächt sind, wobei sobald eines der Schalenelemente an dieser gefährdeten Stelle versagt, auch die anderen Schalenelemente an der geschwächten Stelle versagen werden. Der Grund dafür ist, dass an dieser Stelle die Belastung durch einen weiteren Unfall oder die betriebsübliche Belastung ausschließlich durch die verbleibenden und in diesem Bereich geschwächten Schalenelemente aufgenommen werden muss, wodurch die verbleibenden Schalenelemente überlastet werden.
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Die Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zur Reparatur einer beschädigten Karosseriekomponente eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, durch welches der Reparaturaufwand, insbesondere der Zeitaufwand, reduziert wird und das durch den Austausch des beschädigten Abschnitt der Karosseriekomponente verursachte Versagensrisiko der reparierten Karosseriekomponente reduziert wird.
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Zur Reparatur der beschädigten Karosseriekomponente wird im ersten Schritt der beschädigte Abschnitt der Karosseriekomponente an einer zuvor definierten Trennstelle herausgeschnitten. Beim Durchtrennen der Karosseriekomponente an der Trennstelle, welche auch als Trennbereich verstanden werden kann, werden die einzelnen Schalenelemente erfindungsgemäß an unterschiedlichen und zueinander in Längsrichtung der Karosseriekomponente versetzten Trennebenen durchtrennt. Dabei wird das erste Schalenelement in einer ersten Trennebene durchtrennt und das zweite Schalenelement wird in einer zweiten, zur ersten Trennebene in Längsrichtung der Karosseriekomponente beabstandeten Trennebene durchtrennt. Vorzugsweise sind die beiden Trennebenen parallel zueinander angeordnet. Im anschließenden Schritt wird an der Stelle des herausgetrennten Abschnitts des ersten Schalenelements ein erstes Ersatzelement eingesetzt und an der ersten Trennebene mit dem ersten Schalenelement fest verbunden. Außerdem wird an der Stelle des herausgetrennten Abschnitts des zweiten Schalenelements ein zweites Ersatzelement eingesetzt und an der zweiten Trennebene mit dem zweiten Schalenelement fest verbunden. Die Form und Größe der Ersatzelemente entsprechen der Form und Größe der entsprechenden, herausgeschnittenen Abschnitte der Schalenelemente.
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Durch das in Längsrichtung der Karosseriekomponente versetzte Durchtrennen der Schalenelemente überlagern sich ein geschwächter Bereich eines der beiden Schalenelemente und ein nicht-geschwächter Bereich des anderen Schalenelements, wodurch der geschwächte Bereich eines der beiden Schalenelementes durch den nicht-geschwächten Bereich des anderen Schalenelements gestützt wird. Dadurch wird ein Versagensrisiko einer reparierten Karosseriekomponente reduziert. Des Weiteren wird der Reparaturaufwand, insbesondere der Zeitaufwand, reduziert.
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Vorzugsweise werden die beiden Ersatzelemente zu einer Vorbaugruppe vormontiert und die Vorbaugruppe im Bereich der herausgetrennten Abschnitte der Schalenelemente eingesetzt. Dadurch wird das Einsetzen und Befestigen der Ersatzelemente vereinfacht und der für die Reparatur der Karosseriekomponente erforderliche Zeitaufwand reduziert.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Ersatzelemente durch Schweißen, Löten, Kleben oder Nieten an den jeweiligen Schalenelementen befestigt, wodurch die Einsatzelemente zuverlässig an den entsprechenden Schalenelementen fixiert werden können.
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Vorzugsweise wird mindestens ein Verstärkungselement im Bereich der Trennebene eingesetzt, wobei das Verstärkungselement am Ersatzelement und am Schalenelement befestigt ist. Das Verstärkungselement ist beispielsweise ein Blech, welches, im durch die Schalenelemente begrenzenden Hohlraum, angeordnet ist und am Ersatzelement und am Schalenelement fixiert wird. Durch das Verstärkungselement wird die geschwächte Stelle, d.h. das Schalenelement an der Trennebene, verstärkt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Verstärkungselement im Wesentlichen die Querschnittsform des Schalenelements auf, wodurch das Verstärkungselement über den gesamten Umfang am Schalenelement und am Ersatzelement anliegt bzw. befestigt ist. Dadurch wird das Schalenelement an der Trennebene besonders zuverlässig verstärkt.
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Vorzugsweise wird ein durch die Karosseriekomponente begrenzter Hohlraum zumindest im Bereich einer Trennebene mit einem Schaum ausgefüllt, wodurch die Karosseriekomponente ausgesteift und verstärkt wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein drittes Schalenelement vorgesehen, welches zwischen dem ersten Schalenelement und dem zweiten Schalenelement angeordnet ist, wobei das dritte Schalenelement an einer von der ersten Trennebene und der zweiten Trennebene in Längsrichtung der Karosseriekomponente beabstandeten, dritten Trennebene durchgetrennt wird und ein drittes Ersatzelement im Bereich eines herausgetrennten Abschnitts des dritten Schalenelements befestigt wird. Durch das dritte Schalenelement weist die Karosseriekomponente grundsätzlich eine höhere Steifigkeit und eine höhere Festigkeit auf. Des Weiteren wird das Versagensrisiko der Karosseriekomponente nach einer abschnittsweisen Reparatur der Karosseriekomponente reduziert, in dem das dritte Schalenelement im Reparaturfall in der zu den anderen beiden Trennebenen in Längsrichtung der Karosseriekomponente versetzten, dritten Trennebene durchtrennt und wieder zusammengefügt wird. Dadurch wird jede Fügestelle durch die nicht-durchtrennten Bereiche der anderen beiden Schalenelemente abgestützt.
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Vorzugsweise wird der beschädigte Abschnitt der Karosseriekomponente an einer vorderen Trennstelle und an einer hinteren Trennstelle herausgetrennt, wobei die Schalenelemente an den Trennstellen in den jeweiligen Trennebenen durchtrennt werden. Zwei Trennstellen sind erforderlich, wenn der beschädigte Abschnitt der Karosseriekomponente in einem in Längsrichtung der Karosseriekomponente betrachteten mittig angeordnet ist und an beiden Enden durchtrennt werden muss. Ein derartiger mittiger Abschnitt ist beispielsweise bei einem Längsträger im Bereich der B-Säule. Jede Trennstelle umfasst je eine erste Trennebene für das erste Schalenelement, eine zweite Trennebene für das zweite Schalenelement und bei einem vorhandenen dritten Schalenelement eine dritte Trennebene, wobei die Trennebenen im Längsrichtung voneinander beabstandet sind.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Karosseriekomponente ein Längsschweller. Durch eine derartige Reparatur des Längsschweller können oft auftretende Beschädigungen des Längsschwellers auf eine einfache und kostengünstige Weise beseitigt werden.
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Es wird somit ein Verfahren zur Reparatur einer beschädigten Karosseriekomponente eines Kraftfahrzeugs geschaffen, durch welches eine Karosseriekomponente mit einem reduzierten Reparaturaufwand, insbesondere einem reduzierten Zeitaufwand, instandgesetzt werden kann, wobei die reparierte Karosseriekomponente eine hohe Festigkeit und Steifigkeit auch nach dem Reparaturvorgang aufweist und dadurch die Crashsicherheit des Kraftfahrzeugs gewährleistet werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
- 1 zeigt eine Seitenansicht einer Kraftfahrzeugkarosserie,
- 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Karosseriekomponente der Kraftfahrzeugkarosserie aus 1, und
- 3 zeigt einen Ausschnitt der Schalenelemente der Kraftfahrzeugkomponente aus 2 in Explosionsansicht.
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Die 1 zeigt eine Kraftfahrzeugkarosserie 10, welcher einen Bugbereich 12, einen Heckbereich 14 und einen Fahrgastzellenbereich 16 aufweist, wobei der Fahrgastzellenbereich 16 in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Bugbereich 12 und dem Heckbereich 14 angeordnet ist. Der Fahrgastzellenbereich 16 weist eine A-Säule 18, eine B-Säule 20 und eine C-Säule 22 auf, wobei die A-Säule 18 und die B-Säule 20 eine vorderen Einstiegsöffnung 24 und die B-Säule 20 und die C-Säule 22 eine hintere Einstiegsöffnung 26 begrenzen. Die A-Säule 18, die B-Säule 20 und die C-Säule 22 sind jeweils als eine Karosseriekomponente 28, 30, 32 ausgeführt.
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Die A-Säulen-Karosseriekomponente 28, die B-Säulen-Karosseriekomponente 30 und die C-Säulen-Karosseriekomponente 32 sind jeweils an einem Längsschweller 34 befestigt, wobei der Längsschweller 34 eine Karosseriekomponente ist und sich über die gesamte Länge des Fahrgastzellenbereichs 16 erstreckt.
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2 zeigt einen Ausschnitt des Längsschwellers 34. Der Längsschweller 34 weist ein erstes Schalenelement 36 und ein zweites Schalenelement 38 auf, welche mit ihren Randabschnitten 40, 42 miteinander verbunden sind und einen Hohlraum 44 begrenzen, so dass der Längsschweller 34 als Hohlkörper ausgeführt ist. Der Längsschweller umfasst zusätzlich ein drittes Schalenelement 46, welches im Hohlraum 44 angeordnet ist und als Verstärkung des Längsschwellers 34 dient. Das dritte Schalenelement 46 ist mit den Randbereichen 48, 50 an einer Innenfläche des ersten Schalenelements 36 befestigt und begrenzt mit der Innenfläche einen Hohlraum 52. Alle Schalenelemente 36, 38, 46 sind aus Metallblechen hergestellt. Durch eine derartige Ausgestaltung des Längsschwellers 34 wird eine Karosseriekomponente 34 mit einer hohen Steifigkeit und hoher Festigkeit geschaffen.
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Bei einem Unfall, beispielsweise durch einen Seitenaufprall, ist üblicherweise lediglich ein Abschnitt des Längsschwellers 34 beschädigt. Ein Austausch des gesamten Längsschwellers 34 ist zeitintensiv, da alle an den Längsschweller 34 angebundenen Karosseriekomponenten, insbesondere die die A-, B-, C-Säulen bildenden Karosseriekomponenten 28, 30, 32, demontiert und nach dem Einsetzen eines neuen Längsschwellers 34 wieder gefügt werden müssen. Um den Reparaturaufwand zu reduzieren wird ausschließlich der in 1 gezeigte und die Beschädigung aufweisende Abschnitt 54 des Längsschwellers 34 ausgetauscht. Hierbei wird der Längsschweller 34 an einer Trennstelle 56 durchtrennt, so dass der Abschnitt 54 sich von einem Axialende 58 des Längsschwellers 34 bis zur Trennstelle 56 erstreckt. Der beschädigte Abschnitt kann auch in Längsrichtung betrachtet mittig am Längsschweller 34, beispielsweise im Bereich der B-Säule, angeordnet sein, wobei zum Heraustrennen des beschädigten Abschnitts der Längsschweller 34 an zwei Trennstellen durchtrennt wird.
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Erfindungsgemäß umfasst die Trennstelle 56 drei, in Längsrichtung des Längsschwellers 34 voneinander beabstandeten Trennebenen 60, 62, 64, wobei das erste Schalenelement 36 in einer ersten Trennebene 60, das zweite Schalenelement 38 in einer zweiten Trennebene 62 und das dritte Schalenelement 46 in einer dritten Trennebene 64 durchtrennt werden. Die erste Trennebene 60 weist einen Abstand x1 zum Axialende 58 des Längsschwellers 34 auf. Die zweite Trennebene 62 weist einen Abstand x2 zum Axialende 58 des Längsschwellers 34 auf und die dritte Trennebene 64 weist einen Abstand x3 zum Axialende 58 des Längsschwellers 34 auf. Damit sind die Trennebenen 60, 62, 64 in Längsrichtung des Längsschwellers 34 voneinander beabstandet.
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Nach dem Heraustrennen des Abschnitts 54 wird an der Stelle des herausgetrennten Abschnitts des ersten Schalenelements 36 ein dem herausgetrennten Abschnitt entsprechendes erstes Ersatzelement 80 eingesetzt und an der Trennstelle 56 mit dem ersten Schalenelement 36 fest verbunden. In gleicher Weise wird an der Stelle des herausgetrennten Abschnitts des zweiten Schalenelements 38 ein dem herausgetrennten Abschnitt entsprechendes zweites Ersatzelement 82 eingesetzt und an der Stelle des herausgetrennten Abschnitts des dritten Schalenelements 46 ein dem herausgetrennten Abschnitt entsprechendes drittes Ersatzelement 84 eingesetzt.
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Zur Steigerung der Festigkeit des Längsschwellers 34 an der Trennstelle 56 ist an einer Innenfläche des ersten Schalenelements 36 ein Verstärkungselement 70 angeordnet, welches mit dem ersten Schalenelement 36 und dem ersten Ersatzelement 80 fest verbunden ist. Weiterhin wird der Hohlraum 44 des Längsschwellers 34 mit einem Strukturschaum gefüllt, um die Steifigkeit und Festigkeit des Längsschwellers 34 an der Trennstelle 56 zu erhöhen.
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Es sind auch andere konstruktive Ausführungsformen als die beschriebenen Ausführungsformen möglich, die in den Schutzbereich des Hauptanspruchs fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015113810 A1 [0002]
- DE 4120844 C1 [0003]
