DE19523005B4

DE19523005B4 - Fahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE19523005B4
Application number: DE19523005A
Authority: DE
Inventors: Günter Speer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1994-07-07
Filing date: 1995-06-24
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2015-06-25
Also published as: DE19523005A1

Abstract

Fahrzeugkarosserie mit einem ersten Blechteil in Form eines Dachteils, das mit einem zweiten Blechteil in Form eines Seitenwandteils durch eine mittels eines eng gebündelten Strahls hoher Energiedichte erzeugte Schmelzschweißnaht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass
– an einem Basisteil des Dachteils (2) eine mit einem vorgegebenen Winkel abgestellte Seitenwange (4) angeformt ist,
– an dem Seitenwandteil (3) ein einwärts gerichteter Flansch (7) angeformt ist, der zur Anlage an der Seitenwange (4) bestimmt ist,
– die Schmelzschweißnaht in einer durch Seitenwange (4) und Flansch (7) gebildeten Kehle erzeugt ist und
– der einwärts gerichtete Flansch (7) des Seitenwandteils (3) derart hoch zum Dachteil (2) ausgestellt ist, dass eine Regenrinne ausgebildet und ein Wasserablauf vom Dach in die besagte Regenrinne hinein gewährleistet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.

In jüngerer Zeit findet das Laserschweißen verstärkt Eingang in die Automobil-Serienfertigung (siehe hierzu Fachzeitschrift "Produktion", Nr. 4, Seite 3 vom 23.01.1992). Besondere Aufmerksamkeit erfährt dabei das Dachschweißen von Personenkraftfahrzeugen und Nutzfahrzeugen (siehe hierzu Fachzeitschrift "Werkstattechnik", 1991, Seite 430; Fachzeitschrift "Automobil-Industrie", 6/90, Seite 598 sowie Fachzeitschrift "Laser", 11/90, Seite 245). In dem zuletzt genannten Literaturhinweis wird ein Dachrahmen gezeigt, bei dem die Laserschweißnaht in eine nach außen abstehende Regenrinne verlegt worden ist. Im modernen Automobilbau ist man jedoch sowohl aus aerodynamischen wie auch aus optischen Gründen dazu übergegangen, auf nach außen abstehende Regenrinnen zu verzichten. So ist beispielsweise in dem bereits genannten Fachaufsatz eine in den Übergang vom Dach in das Seitenteil hineingelegte Regenrinne dargestellt. Im Bereich dieser Regenrinne werden einander überlappende Bleche zur Verbindung von Dachteil und Seitenwand bislang mittels Punktschweißung verbunden. Die auf diese Weise beschädigte Oberfläche wird dann entweder durch eine Dachleiste abgedeckt oder aber mit hohem Aufwand zur Herstellung einer einwandfreien Oberflächenqualität nachbearbeitet.

Aus der EP 0 335 200 B1 ist eine Fahrzeugkarosserie bekannt, bei der ein Karosserieseitenblech mit einem Dachblech mittels einer durchgehenden, als Kehlnaht ausgeführten Laserschweißnaht dicht verbunden ist.

Ein Verfahren zum Laserstrahl-Pressschweißen von Behälterrümpfen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in der DE 36 30 889 C3 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Fahrzeugkarosserien den Übergang von einem im wesentlichen horizontal angeordneten Blechteil in Form eines Dachteils auf ein im wesentlichen vertikal angeordnetes Blechteil in Form eines Seitenwandteils und umgekehrt so zu gestalten, dass ohne Verzicht auf Stabilität eine Schweißverbindung möglich ist, die keinerlei Nacharbeit erfordert.

Diese Aufgabe wird gelöst gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche enthalten besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung. Das Verfahren gemäß Anspruch 7 ist besonders für die Erstellung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie geeignet.

Erfindungsgemäß wird durch eine von einem Dach abgestellte Seitenwange und durch einen an dem zugehörigen Seitenwandteil angeformten Flansch eine Kehle gebildet, die mittels eines eng gebündelten Strahls hoher Energiedichte, vorzugsweise eines Laserstrahls, verschweißt werden kann. Durch die Verlegung der Schweißnaht in eine aus Seitenwandteil und Dachteil gebildete Kehle wird die Oberflächengüte der Regenrinne in keiner Weise beeinträchtigt. Die beim Laserschweißen erzeugte Wärmeeinflußzone ist so schmal, dass in unmittelbarer Umgebung der Schweißnaht keine Beschädigungen der Oberfläche erkennbar sind. Die Oberflächenqualität der Schweißnaht ist so gut, dass ohne weitere Nacharbeit lackiert werden kann. Zur Auffüllung der Kehle wird je nach Anwendungsfall der Einsatz von Zusatzschweißdrähten empfohlen.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass ohne großen Konstruktionsaufwand bestehende Fahrzeugkarosseriekonzepte an die Erfindung angepaßt werden können. Darüber hinaus ist es mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung möglich, auf den Einsatz breiter Regenrinnen ganz zu verzichten. Der Wasserablauf vom Dach wird durch einen entsprechend hoch ausgestellten Flansch, in den ein geneigtes Dachteil einläuft, gewährleistet.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Man erkennt dort für ein hier nicht weiter gezeigtes Fahrzeug einen insgesamt mit 1 bezeichneten Übergangsbereich von einem Dachteil 2 zu einem Seitenwandteil 3. Integraler Bestandteil des Dachteils 2 ist eine Seitenwange 4, an deren der Basis des Dachteils zugewandtem Fußteil zur Bildung einer Vertiefung 5 eine Sicke 6 angeformt ist. An dieser liegt ein an dem Seitenwandteil 3 angeformter Flansch 7 an, der einwärts gerichtet in einen aus Seitenwandteil 3 und Seitenwange 4 gebildeten Dachrahmenhohlraum 8 hineinragt. Über Flanschenden 9 und 10 sind das Seitenwandteil 3 und die Seitenwange 4 im Bereich einer Türöffnung 11 durch Schweißung, beispielsweise mittels eines Lasers oder einer Punktschweißmaschine, miteinander verbunden. Zur näheren Verdeutlichung der geometrischen Verhältnisse in der Türöffnung 11 sind hier noch ausschnittsweise eine Türscheibe 12 und ein Dachhimmel 13 dargestellt. Ein Türrahmen 14 und eine Dichtung 15 sorgen für eine ordnungsgemäße Abdichtung der Türöffnung 11.
Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist die Konfiguration in dem mit Strichlinien dargestellten Kreis. Man erkennt dort eine mit 16 bezeichnete Laserschweißnaht, die in einer aus dem Seitenwandteil 3 und dem Dachteil 2 gebildeten Kehle verläuft. Der Flansch 7 ist um einen mit α bezeichneten Winkel gegenüber der Vertiefung 5 abgestellt, damit bei der Verschweißung verdampfende Restbestände von Fett oder aber auch verdampfende Verzinkung aus dem Schmelzbad problemlos entweichen können. Vor dem eigentlichen Laserschweißvorgang wird zunächst das Seitenwandteil 3 an die Seitenwange 4 über die Flanschenden 9, 10 geheftet, ggf.mittels einer weiteren Schweißverbindung. Anschließend drückt eine schematisch dargestellte Andruckrolle 17 so auf den Dachrahmen, dass der Flansch 7 im Bereich der Vertiefung 5 an der Seitenwange 4 unter Bildung einer Kehle zur Anlage gebracht wird. Das hier nicht gezeigte Widerlager zur Andruckrolle 17 befindet sich innerhalb des Dachteils 2. Ein ebenfalls nur schematisch angedeuteter Laserschweißapparat 18, der beispielsweise auf einem Handhabungsportal oder einem mehrachsig beweglichen Schweißroboter angeordnet sein kann, ist so zu der durch das Seitenwandteil 3 und das Dachteil 2 ausgebildeten Kehle ausgerichtet, dass eine sichere Durchschweißung erreicht werden kann. Durch die gleichzeitige Verschiebung von Andruckrolle 17 und Laserschweißkopf 18 kann über eine längere Strecke ein gutes Schweißresultat mit gleichmäßiger Qualität erzeugt werden. Besonders vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Gestaltung ist die Tatsache, dass der bei der Schweißung in der Regel eintretende Nahteinfall in einem Bereich liegt, der als Vertiefung für den Wasserablauf vom Dach ohnehin erwünscht ist. Eine auf diese Weise erzeugte Regenrinne wirkt auf den Betrachter eines Fahrzeuges auch optisch gut und verbessert zudem die Anmutung des gesamten Fahrzeuges. Im Vergleich zu Punktschweißnähten in dem mit Strichlinien angedeuteten Kreis gibt es dabei keinerlei Einbußen bei der Stabilität des gesamten Dachrahmens, der hier durch ein halb offenes Querschnittsprofil am Seitenwandteil 3 und die Seitenwange 4 gebildet ist.
Die Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Gemäß einem besonders vorteilhaften Verfahren wird in solchen Fällen die gesamte Fahrzeugkarosserie innerhalb eines Drehrades beispielsweise 180° um die Längsachse geschwenkt, damit nach der Dachschweißung für die anschließend zu erzeugende Schweißnaht im Türschwellerbereich eine gute Zugänglichkeit, insbesondere im Hinblick auf eine automatisierte Fertigung, gewährleistet ist. Ergänzend oder alternativ zum Drehrad können als Manipulatoren auch Verschiebetische oder Hebe- und Senkstationen verwendet werden.
Anstelle der Laserschweißung kann in Einzelfällen auch eine Elektronenstrahlschweißung in Betracht gezogen werden. Auch bei dieser wird ein eng gebündelter Strahl mit hoher Energiedichte eingesetzt, um Schweißnähte mit besonders geringen Wärmeeinflußzonen erzeugen zu können.

Claims

Fahrzeugkarosserie mit einem ersten Blechteil in Form eines Dachteils, das mit einem zweiten Blechteil in Form eines Seitenwandteils durch eine mittels eines eng gebündelten Strahls hoher Energiedichte erzeugte Schmelzschweißnaht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – an einem Basisteil des Dachteils (2) eine mit einem vorgegebenen Winkel abgestellte Seitenwange (4) angeformt ist, – an dem Seitenwandteil (3) ein einwärts gerichteter Flansch (7) angeformt ist, der zur Anlage an der Seitenwange (4) bestimmt ist, – die Schmelzschweißnaht in einer durch Seitenwange (4) und Flansch (7) gebildeten Kehle erzeugt ist und – der einwärts gerichtete Flansch (7) des Seitenwandteils (3) derart hoch zum Dachteil (2) ausgestellt ist, dass eine Regenrinne ausgebildet und ein Wasserablauf vom Dach in die besagte Regenrinne hinein gewährleistet ist.
Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem Basisteil des Dachteils (2) zugewandten Fußbereich der Seitenwange (4) eine Vertiefung (5) zur Aufnahme des Flansches (7) vorgesehen ist.
Fahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (7) ausgehend von einer mit dem Dachteil (2) gebildeten Berührungslinie mit einem vorgegebenen Winkel gegenüber der Seitenwange (4) abgestellt ist.
Fahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines Dachrahmens das Seitenwandteil (3) im Bereich des Fahrzeugdaches ein halb offenes Querschnittsprofil aufweist, das durch eine weitere Schweißverbindung mit der Seitenwange (4) schließbar ist.
Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schweißverbindung durch einen eng gebündelten Strahl hoher Energiedichte erzeugt worden ist.
Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schweißverbindung durch eine Punktschweißmaschine hergestellt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugkarosserie, an der wenigstens zwei durch mittels eines eng gebündelten Energiestrahls hoher Energiedichte erzeugte Schmelzschweißnähte zur Verbindung von Blechteilen, und zwar eines Dachteils mit einem Seitenwandteil, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen auf die Fahrzeugkarosserie einwirkenden Manipulator die miteinander zu verbindenden Blechteile (Dachteil 2, Seitenwandteil 3) gegenüber einem Strahl-Schweißapparat jeweils schweißgerecht in Position gebracht werden, wobei der einwärts gerichtete Flansch (7) des Seitenwandteils (3) derart hoch zum Dachteil (2) ausgestellt wird, dass eine Regenrinne ausgebildet und ein Wasserablauf vom Dach in die besagte Regenrinne hinein gewährleistet wird