DE10355898B3

DE10355898B3 - Verbindung von und aus wenigstens zwei Bauteilen

Info

Publication number: DE10355898B3
Application number: DE2003155898
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Fußnegger; Michael Dipl.-Ing. Kranz
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2003-11-29
Filing date: 2003-11-29
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2023-11-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindung von und aus wenigstens zwei Bauteilen, insbesondere Karosseriebauteilen von Kraftfahrzeugen, wobei das erste Bauteil durch ein Trägerteil und das zweite Bauteil durch ein an das Trägerteil angegossenes Angussteil gebildet ist, wobei das Trägerteil mindestens eine Öffnung aufweist, die von einer umfangsseitig geschlossenen Wandfläche begrenzt ist, wobei in der mindestens einen Öffnung zumindest abschnittsweise Gussmaterial des Angussteils aufgenommen ist. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung von und aus mindestens zwei Bauteilen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung von und aus wenigstens zwei Bauteilen, insbesondere Karosseriebauteilen von Kraftfahrzeugen, wobei das erste Bauteil durch ein Trägerteil und das zweite Bauteil durch ein an das Trägerteil angegossenes Angussteil gebildet ist. Eine derartige Verbindung ist bekannt aus der EP 1 050 357 A1 .

Eine derartige Verbindung ist auch bekannt aus der EP 0 936 011 A1 . Das erste Bauteil der Verbindung weist an einer dem zweiten Bauteil zugewandten Seite eine Hinterschneidung auf. Im Bereich der Hinterschneidung wird ein Verbindungsteil an das erste Bauteil angegossen. Dabei ist das Verbindungsteil so ausgelegt, dass das Verbindungsteil bei seiner Erstarrung durch das Zusammenziehen eines zuletzt erstarrenden Kernbereichs des Verbindungsteils fest mit dem ersten Bauteil verbunden ist.

Die in der EP 0 936 011 A1 vorgeschlagene Verbindung ist hoch belastbar und spielfrei. Es kann jedoch sein, dass die vorgeschlagenen Hinterschneidungen in Form von Schwalben-Schwanz-Führungen und/oder T-Nuten nicht an ein Bauteil anformbar oder in diesem ausbildbar sind. Für diesen Fall stellt sich die Aufgabe, eine Verbindung gleich hoher Qualität ohne die bekannten Hinterschneidungen herstellen zu können.

Diese der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Trägerteil mindestens eine Öffnung aufweist, die von einer umfangsseitig geschlossenen Wandfläche begrenzt ist, wobei in der mindestens einen Öffnung zumindest abschnittsweise Gussmaterial des Angussteils aufgenommen ist, wobei die Öffnung in einer ersten Materialebene des Trägerteils angeordnet ist, die gegenüber einer angrenzenden zweiten Materialebene des Trägerteils versetzt ist.

Durch die Ausbildung von Öffnungen mit umfangsseitig geschlossenen Wandflächen kann Gussmaterial in die Öffnungen eindringen, dort erstarren und eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Trägerteil und dem Angussteil ermöglichen. Während bekannte Hinterschneidungen Teil der einander zugewandten Oberflächen des Trägerteils und des Angussteils sind, bilden Öffnungen mit umfangsseitig geschlossener Wandfläche zusätzliche Oberflächenabschnitte, die durch Ausbildung als Öffnung keinen zusätzlichen Raum beanspruchen. Durch Aufnahme des Gussmaterials in dem von der Wandfläche der Öffnung begrenzten Raum kann eine besonders kompakte und zuverlässige Verbindung von zwei Bauteilen geschaffen werden.

Sofern die in der ersten Materialebene angeordnete Öffnung durch Hinterschnitte bildende Materialabschnitte des Angussteils eingegossen ist, kann zumindest eine der an die Öffnung angrenzenden Oberflächen des Trägerteils flächig und ohne Vorsprünge ausgebildet werden. Dies kann insbesondere bei Verwendung des Trägerteils und/oder des Angussteils in einem Sichtbereich vorteilhaft sein. Ferner wird eine sichere Handhabung der Bauteile erleichtert, wenn diese keine schroffen Materialvorsprünge aufweisen.

Die Wandfläche kann kreisförmig oder elliptisch ausgebildet sein. Kreisförmig ausgebildete Wandflächen lassen sich, beispielsweise durch einen Bohrvorgang, besonders einfach herstellen. Mit elliptisch ausgebildeten Wandflächen können gegenüber kreisförmig ausgebildeten Wandflächen vergrößerte Räume zur Aufnahme des Gussmaterials geschaffen werden. Weiterhin können besondere Strömungsverhältnisse Berücksichtigung finden, die sich aus der Geometrie der Bauteile und einer ggf. zu verwendenden Gießform ergeben.

Die Wandfläche kann auch polygonförmig ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausgestaltung kann bei Verwendung nur einer Öffnung gleichzeitig eine Verdrehsicherung gebildet werden, die das gegenseitige Verdrehen des Trägerteils gegenüber dem Angussteil zuverlässig verhindert.

Nach einer weiteren Aufführungsform kann die Wandfläche trichterförmig ausgebildet sein. Auf diese Art und Weise kann die Öffnung selbst durch die trichterförmig ausgebildete Wandfläche einen Hinterschnitt erzeugen, der dazu beiträgt, dass das Trägerteil und das Angussteil unlösbar miteinander verbunden werden können.

Eine weitere Maßnahme zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Verbindung ist, in der Wandfläche Verzahnungsabschnitte vorzusehen. Auch hierdurch ist gewährleistet, dass die Verbindung zwischen Trägerteil und Angussteil unlösbar ist.

Vorteilhafterweise sind die Öffnungen in dem Trägerteil stanzend hergestellt. Bei Ausbildung des Trägerteils als Blechteil kann die Öffnung sogar gleichzeitig mit dem Zuschnitt und/oder der Formgebung des Trägerteils hergestellt werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Öffnung des Trägerteils durch Hinterschnitte bildende Materialabschnitte des Angussteils eingegossen ist. Dies bedeutet, dass Gussmaterial sowohl innerhalb der Öffnung des Trägerteils vorgesehen ist, als auch in an die Öffnung angrenzenden Bereichen. Wenn sich in diesen angrenzenden Bereichen das Gussmaterial über einen größeren Querschnitt erstreckt als in der Öffnung selbst, können Hinterschnitte gebildet werden, die nach Erstarrung des Gussmaterials Teil einer unlösbaren Verbindung zwischen Trägerteil und Angussteil sind.

Das Trägerteil und/oder das Angussteil können, sofern es der Bauraum zulässt, zusätzlich Hinterschnitte bildende Nutenabschnitte aufweisen, die in der EP 0 936 011 A1 vorgeschlagen sind. Somit kann die Qualität der Verbindung zwischen Trägerteil und Angussteil weiter erhöht werden.

Das Angussteil kann ein Verbindungselement bilden, das mit einem weiteren Bauteil verbindbar ist. Dies bedeutet, dass das Angussteil bei Verwendung als zweites Bauteil eigene Funktionen erfüllt und bei Verwendung als Verbindungselement die Funktion hat das Trägerteil mit einem weiteren Bauteil zu verbinden, wobei das weitere Bauteil dann bestimmte Funktionen erfüllt.

Das Trägerteil und/oder das Angussteil können aus Metall gebildet sein. Dabei kann das Trägerteil ein Blech- und/oder Profilbauteil sein, das sich preisgünstig und einfach herstellen lässt.

Das Gussmaterial kann zumindest Anteile von Aluminium oder Magnesium enthalten. Diese chemischen Elemente erlauben die Herstellung eines leichten und dennoch stabilen Angussteils.

Eine erfindungsgemäße Verbindung von und aus mindestens zwei Bauteilen kann wie folgt hergestellt werden. Demnach wird ein Trägerteil mit mindestens einer Öffnung versehen, die von einer umfangsseitig geschlossenen Wandfläche begrenzt ist. Das Trägerteil kann dann in eine Gießform eingelegt werden, woraufhin zur Ausbildung eines Angussteils Gussmaterial in die Gießform eingebracht wird. Das Gussmaterial dringt zur Ausbildung einer Verbindung von dem Trägerteil und dem Angussteil zumindest abschnittsweise in die Öffnung des Trägerteils ein und erstarrt. Somit kann preisgünstig eine zuverlässige, spielfreie und unlösbare Verbindung hergestellt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist.

Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Verbindung eines Trägerteils und eines Angussteils;
2 eine geschnittene Seitenansicht durch eine Verbindung von Trägerteil und Angussteil gemäß einer zweiten Ausführungsform.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Verbindung insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Die Verbindung weist zwei Bauteile auf, nämlich ein Trägerteil 4 und ein Angussteil 6. Das Trägerteil 4 ist als Profilteil ausgebildet und weist drei winklig zueinander angeordnete Trägerteilabschnitte 8, 10 und 12 auf. Das Angussteil 6 weist ebenfalls drei zueinander winklig angeordnete Angussteilabschnitte 14, 16 und 18 auf. Das Angussteil 6 weist ferner einen sich vom Angussteilabschnitt 16 erstreckenden Vorbau 20 auf, in der eine Bohrung 22 vorgesehen ist.
Im Trägerteilabschnitt 8 des Trägerteils 4 ist eine Öffnung 24 mit einem kreisförmigen Querschnitt vorgesehen. In 1 ist die Öffnung 24 sowie die im Folgenden beschriebenen Öffnungen durch das Angussteil 6 verdeckt, weshalb die Öffnung 24 sowie die im folgenden beschriebenen Öffnungen lediglich durch gestrichelte Linien angedeutet sind.
Im Trägerteilabschnitt 10 des Trägerteils 4 sind entlang der Schnittlinie II-II Öffnungen 26, 28 und 30 vorgesehen. In der gleichen Schnittebene ist im Trägerteilabschnitt 12 eine kreisförmige Öffnung 32 vorgesehen. Entlang des Schnitts III bis III ist im Trägerteilabschnitt 8 des Trägerteils 4 eine Öffnung 34 vorgesehen.
In 2 sind Trägerteilabschnitte 110 und 112 eines nicht weiter dargestellten Trägerteils in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt. Im Trägerteilabschnitt 110 ist eine Öffnung 124 vorgesehen, die durch eine kreisförmig ausgebildete Wandfläche 136 begrenzt ist. Die Öffnung 124 ist in einer ersten Materialebene 126 angeordnet, die versetzt ist zu einer zweiten Materialebene 128, in der sich der Trägerteilabschnitt 110 im Wesentlichen erstreckt. Zu beiden Seiten der Öffnung 124 sind Materialabschnitte 138 und 140 vorgesehen, die Hinterschnitte für die Öffnung 124 bilden. Die Materialabschnitte 138 und der Trägerteilabschnitt 110 sind miteinander fluchtend in der zweiten Materialebene 128 angeordnet.
In dem Trägerteilabschnitt 110 ist eine weitere, trichterförmig ausgebildete Öffnung 142 vorgesehen. Eine entsprechende Öffnung 144 ist in dem Trägerteilabschnitt 112 vorgesehen.
Durch die trichterförmig ausgebildeten Öffnungen 142 und 144 bilden die Öffnungen selbst Hinterschnitte, in denen das Gussmaterial 150 des Angussteils 106 gefangen ist.

2: Verbindung
4: Trägerteil
6: Angussteil
8, 10, 12: Trägerteilabschnitt
14, 16, 18: Angussteilabschnitt
20: Vorbau
22: Bohrung
24, 26, 28, 30, 32, 34: Öffnung
110, 112: Trägerteilabschnitt
124: Öffnung
126: erste Materialebene
128: zweite Materialebene
136: Wandfläche (kreisförmig)
138, 140: Materialabschnitte
142, 144: Öffnung
150: Gussmaterial

Claims

Verbindung (2) von und aus wenigstens zwei Bauteilen, insbesondere Karosseriebauteilen von Kraftfahrzeugen, wobei das erste Bauteil durch ein Trägerteil (4, 104) und das zweite Bauteil durch ein an das Trägerteil (4, 104) angegossenes Angussteil (6, 106) gebildet ist, wobei das Trägerteil (4, 104) mindestens eine Öffnung (24, 124, 142) aufweist, die von einer umfangsseitig geschlossenen Wandfläche (136) begrenzt ist, wobei in der mindestens einen Öffnung (24, 124, 142) zumindest abschnittsweise Gussmaterial (150) des Angussteils (6, 106) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (124) in einer ersten Materialebene (126) des Trägerteils (104) angeordnet ist, die gegenüber einer angrenzenden zweiten Materialebene (128) des Trägerteils (104) versetzt ist.
Verbindung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandfläche (136) kreisförmig oder elliptisch ausgebildet ist.
Verbindung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandfläche (136) polygonförmig ausgebildet ist.
Verbindung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandfläche (136) trichterförmig ausgebildet ist.
Verbindung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandfläche (136) Verzahnungsabschnitte aufweist.
Verbindung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24, 124) stanzend hergestellt ist.
Verbindung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24, 142, 144) des Trägerteils (4, 104) durch Hinterschnitte bildende Materialabschnitte (138, 140) des Angussteils (6, 106) eingegossen ist.
Verbindung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (4, 104) und/oder das Angussteil (6, 106) zusätzliche Hinterschnitte bildende Nutenabschnitte aufweist bzw. aufweisen.
Verbindung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Angussteil (6, 106) ein Verbindungselement bildet, das mit einem weiteren Bauteil verbindbar ist.
Verbindung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (4, 104) und/oder das Angussteil (6, 106) aus Metall gebildet ist bzw. sind.
Verbindung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (4, 104) ein Blech- und/oder Profilbauteil ist.
Verbindung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussmaterial (150) zumindest Anteile von Aluminium oder Magnesium enthält.