DE19720867C1 - Verfahren zum Verbinden eines mit einer Montage- oder Verbindungsöffnung versehenen Bauteils mit einem Trägerelement eines Kraftfahrzeugs, sowie eine nach dem Verfahren hergestellte Verbindung - Google Patents
Verfahren zum Verbinden eines mit einer Montage- oder Verbindungsöffnung versehenen Bauteils mit einem Trägerelement eines Kraftfahrzeugs, sowie eine nach dem Verfahren hergestellte VerbindungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines mit einer Montage- oder
Verbindungsöffnung versehenen Bauteils mit einem Trägerelement eines
Kraftfahrzeugs, insbesondere mit einem Trägerblech eines Kraftfahrzeug-Türmoduls,
sowie eine nach dem Verfahren hergestellte Verbindung.
Zum Befestigen von Bauteilen auf einem Trägerelement wie
beispielsweise einem Trägerblech oder einem Türmodul ist es
üblich, Verbindungselemente wie Schrauben, Nieten, Klipse
und dgl. zu verwenden, mit denen das betreffende Bauteil
auf dem Trägerelement befestigt wird. Diese Form der Befe
stigung benötigt jedoch zusätzliche Verbindungselemente,
verursacht beispielsweise bei der Verwendung von Blindnie
ten zusätzlichen Abfall sowie für die Ausrichtung, Justie
rung und das Anbringen des Bauteils zusätzliche Montagezeit
und entsprechende Montagekosten.
Bei der Herstellung und Montage von Verstelleinrichtungen
für Kraftfahrzeuge ist es häufig notwendig, ein Bauteil,
das einen rohrförmigen Abschnitt aufweist (z. B. einen
Stufenbolzen) und das beispielsweise zur drehbaren Lagerung
eines Getriebelementes, einer Seilrolle oder dergleichen
vorgesehen ist, mit einem weiteren Bauteil (z. B. einem Hal
tewinkel) zu verbinden.
Dazu ist aus der DE 41 31 098 A1 bekannt, einen mehrstufi
gen Achsbolzen, der mit Hilfe von Nietelementen an einem
Haltewinkel befestigt wird, zur drehbaren Lagerung der
Umlenkrolle eines Seilfensterhebers zu verwenden. In dem
Achsbolzen ist eine Bohrung vorgesehen, die der Befestigung
der gesamten Baugruppe (Achsbolzen, Umlenkrolle, Haltewin
kel und gegebenenfalls weitere Komponenten) an einem Fahr
zeugblech dient.
Die bekannte Methode zur Befestigung eines Achsbolzens an
einem Haltewinkel hat den Nachteil, daß zusätzliche Niete
oder andere Befestigungselemente benötigt werden und ein
zusätzlicher Arbeitsgang zum Anbringen und ggf. Verformen
des Befestigungselementes erforderlich ist.
Ferner ist es bei der Herstellung und Montage von Verstel
leinrichtungen für Kraftfahrzeuge häufig notwendig, zwei
Blechteile miteinander zu verbinden.
Zum Verbinden von Blechteilen sind sogenannte Durchsetzfüge
techniken bekannt, mit denen durch lokale plastische Werk
stoffumformung eine formschlüssige Verbindung zwischen den
beiden Blechteilen erzeugt wird, wodurch sich die Verwen
dung zusätzlicher Verbindungsmittel (z. B. Niete) erübrigt.
Diese Durchsetzfügetechniken haben den Nachteil, daß sie
eine aufwendige Vorrichtung zur Vormontage der zu verbinden
den Blechteile erfordern, damit diese so zueinander ausge
richtet werden können, daß sie entlang der gewünschten Anla
geflächen aneinander anliegen.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Prüfung der
Qualität der geschaffenen Verbindungen dadurch erschwert
wird, daß die formschlüssig ineinander greifenden Bereiche
der beiden Blechteile einer optischen Prüfung nur schwer zu
gänglich sind.
Aus der DE 44 17 279 A1 ist ein Verfahren zum formschlüssi
gen Verbinden zweier Bauteile von Verstelleinrichtungen für
Kraftfahrzeuge bekannt, von denen eines einen rohrförmigen
Abschnitt aufweist, der zur drehbaren oder drehfesten
Lagerung eines weiteren Teils vorgesehen ist. Der rohrförmi
ge Abschnitt des ersten Bauteils wird in einer dafür vorge
sehene Öffnung des zweiten Bauteils geführt und auf den
rohrförmigen Abschnitt eine Kraft in axialer Richtung ausgeübt, durch die der
röhrförmige Abschnitt in einem Teilbereich gestaucht wird, so daß der gestauchte
Bereich des rohrförmigen Abschnitts eine formschlüssige Verbindung mit dem zweiten
Bauteil herstellt. Auf dem unverformten axialen Teilabschnitt des ersten Bauteils kann
beispielsweise die Seilrolle eines Fensterhebers gelagert werden.
Das bekannte Verfahren ermöglicht eine einfache und schnelle Herstellung einer
direkten, haltbaren Verbindung zweier Bauteile, bei der jedoch eines der beiden
Bauteile dauerhaft verformt wird.
Bei der Montage von Bauteilen auf einem Trägerblech oder Türmodul eines
Kraftfahrzeugs ist zudem zu beachten, daß die feuchtigkeitsdichte Trennung zwischen
dem Naßraum und dem Trockenraum einer Tür nicht unterbrochen wird, da
feuchtigkeitsempfindliche Bauteile im Trockenraum der Kraftfahrzeugtür beschädigt
bzw. in ihrer Funktion beeinträchtigt werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Befestigen von Bauteilen
bzw. Aggregaten auf einem Trägerelement, insbesondere einem Trägerblech eines
Kraftfahrzeug-Türmoduls, anzugeben, bei dem keine zusätzlichen
Verbindungselemente benötigt werden, welches weniger Montagezeit und -kosten
verursacht und eine wasser- und druckdichte Verbindung auf dem Trägerelement
gewährleistet, sowie eine nach dem Verfahren hergestellte Verbindung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An
spruchs 1 gelöst.
Eine Verbindung zur Lösung der gestellten Aufgabe ist durch die Merkmale des
Anspruchs 6 gekennzeichnet.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen
Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht das Befestigen bzw. Anbringen und Führen
von Bauteilen auf einem Trägerelement insbesondere einer Kraftfahrzeugtür ohne
zusätzliches Verbindungselement, gewährleistet eine minimale Montagezeit und
minimale Montagekosten und stellt sicher, daß die geschlossene Kontur des
Trägerblechs oder Türmoduls nicht durch die Befestigung der Bauteile unterbrochen
wird, so daß keine zusätzlichen Abdichtungen zwischen dem Trägerelement und dem
befestigten Bauteil erforderliche sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Topfform des Trägerelements tiefgezogen oder geprägt ist.
Vorzugsweise wird die kasten- oder rinnenförmige Topfform mit einer
Querschnittsreduzierung für eine Soll-Umformstelle oder einen Soll-Umformbereich
versehen, die die Topfform in einem Verformungsbereich und einen Stütz- oder
Führungsbereich unterteilt. Der Verformungsbereich wird vor oder nach dem
Aufbringen des Bauteils zusätzlich verformt.
Weiterhin kann der Verformungsbereich zur Bildung eines linsenförmigen Kopfes oder
einer im Querschnitt kastenförmigen Rinne mit halbkreisförmigen Stirnseiten gestaucht
werden. Zur Ausbildung eines plattenförmigen Kopfes mit einer an den Führungs- oder
Stützbereich angegrenzenden Falte wird der linsenförmige Kopf oder die im
Querschnitt kastenförmige Rinne noch weiter verformt.
Verschiedene Ausführungs- und Anwendungsbeispiele des erfindungsgemäßen
Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Verbindung sind in den Figuren der
Zeichnung dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 - eine Topfprägung eines Trägerblechs mit Anformung eines
Verformungsbereichs im Querschnitt;
Fig. 2 - die Befestigung eines Bauelements auf einem mit einer
Topfprägung versehenen Trägerblech;
Fig. 3 - eine schematisch-perspektivische Darstellung einer rinnenförmig
gestreckten Topfprägung durch Verformung eines Trägerblechs;
Fig. 4 - das Anbringen eines Mitnehmers eines Seilfensterhebers auf
einem mit einer T-förmigen Verformung versehenen Trägerblech;
Fig. 5 - die Verbindung einer Seilumlenkrolle mit einem verformten
Trägerblech und
Fig. 6 - eine schematisch-perspektivische Darstellung eines Türmoduls
mit einem Seil-Fensterheber, dessen Bauteilbefestigung aus dem
Trägerblech des Türmoduls herausgeformt ist.
Die Fig. 1A bis 1C zeigen im Querschnitt und in der Draufsicht zwei Stufen bei der
Herstellung einer formschlüssigen Verbindung für Bauelemente an einem Trägerblech.
In einer ersten Herstellungsstufe wird gemäß Fig. 1A das
Trägerblech 1 geprägt oder tiefgezogen, so daß eine Topf
prägung 2 geschaffen wird, auf die ein mit einer Bohrung
oder dgl. versehenes Bauteil axial aufgesteckt werden kann.
Durch Anbringen einer Sollumformstelle 3 in Form einer
Querschnittsreduzierung oder dgl. wird die Topfprägung 2 in
einen Verformungsbereich 21 und einen Führungs- oder Stütz
bereich 24 unterteilt.
Der Führungs- oder Stützbereich 24 definiert die Stützhöhe
H, die der Dicke bzw. Tiefe der Aufnahmebohrung des zu
befestigenden Bauteils entspricht.
Fig. 1B zeigt die weitere Verformung des in Fig. 1 bei
spielsweise zylindrischen Verformungsbereichs 21 durch
Aufbringen einer Druckkraft auf die Topfprägung 2, so daß
ein linsen- oder pilzkappenförmiger Kopf 22 entsteht, auf
den ein mit einer elastischen oder schnappbaren Aufnahmeöff
nung versehenes Bauteil nach der Verformung des Trägerele
ments 1 aufgesteckt bzw. im Falle eines vor der Verformung
gemäß Fig. 1B aufgesteckten Bauteils in seiner Lage gesi
chert werden kann.
In den Fig. 2A bis 2C ist die Verbindung eines Bauteils 4
mit einem Trägerblech 1 in den verschiedenen Phasen der Her
stellung einer formschlüssigen Verbindung dargestellt.
Fig. 2A zeigt das mit einer Topfprägung 2 versehene
Trägerblech 1, dessen Verformungsbereich 21 zylinderförmig
mit gewölbter Deckfläche ausgebildet ist. Durch Anbringen
einer Sollumformstelle 3 wird die Topfprägung 2 in den Ver
formungsbereich 21 und den Führungs- oder Stützbereich 24
unterteilt. In diesem Verformungsstadium des Trägerblechs 1
wird eine Unterlegscheibe 40 und das mit einer entsprechen
den Bohrung versehene Bauteil 4 auf den Verformungsbereich
21 des Trägerblechs 1 aufgesteckt, so daß die dem Träger
blech 1 abgewandte Seite des Bauteils 4 mit der Stütz- oder
Führungshöhe des Führungsbereichs 24 abschließt.
Durch Verformen des Verformungsbereichs 21 der Topfprägung
2 wird gemäß Fig. 2B ein linsen- oder pilzkappenförmiger
Kopf 22 aus der Topfprägung 2 hergestellt, die in dieser
Form bereits zur Lagesicherung des Bauteils 4 ausreichend
ist. Durch weitere Verformung des Kopfes 22 wird die Topf
prägung 2 zur bündigen Anlage auf die Oberseite des Bau
teils 4 gebracht, so daß ein zylindrischer Führungskanal 24
und eine kreisscheibenförmige Lage- und Sicherungsfläche 23
gebildet werden.
Die Topfprägungen gemäß den Fig. 1 und 2 dienen zur
Aufnahme und Lagesicherung verschiedenartiger Bauteile wie
Aggregate, Führungselemente, Schloßträger, Lautsprecher
oder dgl., die vorzugsweise im Trockenbereich einer Kraft
fahrzeugtür angeordnet werden, wobei das Trägerblech bzw.
Türmodul 1 die Trennung zwischen Naß- und Trockenraum der
Kraftfahrzeugtür herstellt.
In gleicher Weise können auch langgestreckte (rinnenförmi
ge) Aufnahmeprofile in einem Trägerblech hergestellt wer
den.
Die Fig. 3A bis 3C zeigen in einer schematisch-perspekti
vischen Darstellung die verschiedenen Herstellungsstufen
einer derartigen Befestigungs- bzw. Verbindungsvorrichtung.
Gemäß Fig. 3A ist durch Prägung bzw. Tiefziehen eine
Topfprägung 25 im Trägerblech 1 hergestellt worden, die der
Topfprägung gemäß den Fig. 1 und 2 entspricht. Durch An
bringen eines Sollumformbereichs in einem Abstand zur
Fläche des Trägerblechs 1, die der Stützhöhe bzw. der Mate
rialdicke des zu befestigenden bzw. zu führenden Bauteils
entspricht, wird der weitere Verformungsbereich der Wölbung
bestimmt.
Fig. 3B zeigt den oberhalb des Sollumformbereiches verform
ten Befestigungs- bzw. Sicherungsbereich 26 sowie den
unterhalb des Sollumformbereiches verlaufenden Stützbe
reich 28. In einer nachfolgenden Herstellungsstufe kann
gemäß Fig. 3C der Führungs- bzw. Sicherungsbereich 26
weiter abgeflacht werden und eine parallel zum
Trägerblech 1 verlaufende Fläche 27 bilden. Dadurch wird im
Trägerblech 1 eine kanalförmige Vertiefung mit T-förmiger
Sicherungs- bzw. Führungsfläche 27 geschaffen.
Der so hergestellte Verformungsbereich im Trägerblech 1
einer Kraftfahrzeugtür dient der Befestigung bzw. Führung
von Bauteilen beispielsweise eines Türmoduls.
In den Fig. 4 bis 6 sind verschiedene Anwendungsbeispie
le schematisch-perspektivisch dargestellt.
Fig. 4 zeigt das gemäß Fig. 3 hergestellte Befestigungs
profil im Trägerblech 1 eines Türmoduls, auf das ein Mitneh
mer 5 für einen Seilfensterheber aufgesteckt wird, dessen
Führungskanal der verformten Topfprägung 27 des Träger
blechs 1 angepaßt ist. Die Stützhöhe 28 der verformten
Topfprägung bildet eine Art Schienenführung für den Mitneh
mer 5 aus und wird von den seitlichen Führungselementen 51
und 52 des Mitnehmers 5 umfaßt, dessen Führungsfläche einem
geschlitzten Kastenprofil entspricht.
Fig. 5 zeigt die Befestigung einer mit einem Trägerelement
7 verbundenen Seilrolle 6 an der verformten Topfprägung 27
eines Trägerblechs 1, wobei das Trägerelement 7 auf die
verformte Topfprägung 27 des Trägerblechs 1 aufgesteckt
wird.
Fig. 6 zeigt ein Trägerblech 1 mit darauf durch Topf
prägung oder Tiefziehen des Trägerblechs 1 gebildeten
Führungsschienen eines Seilfensterhebers, die gleichzeitig
zur Aufnahme von auf einem Trägerelement angeordneten
Seilrollen dient.
Vor dem Aufstecken der Trägerelemente 71 bis 74 mit den
darauf befestigten Seilrollen 61 bis 64 werden Mitnehmer
51, 52 auf die durch Topfprägung beispielsweise gemäß
Fig. 3 gebildeten Führungsschienen 2a und 2b aufgesteckt.
Anschließend werden die Trägerelemente 71 bis 74 auf die
Enden der geprägten Schienen 2a, 2b aufgesteckt und das
Seil 8 um die Seilrollen 61 bis 64 gelegt und mit den Mit
nehmern 51, 52 verbunden.
Der Antriebsmotor 9 kann in diesem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 6 in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten
Weise mit dem Trägerblech 1 verbunden werden.
Das Trägerblech 1 dient in der Ausführungsform gemäß
Fig. 6 als Trennung zwischen Naß- und Trockenraum einer
Kraftfahrzeugtür und bewirkt damit eine gute Abdichtung
zwischen dem Naß- und Trockenraum. Wegen der durch Tiefzie
hen bzw. Topfprägen gebildeten geschlossenen Kontur liegt
eine wasserdichte Trennung vor, so daß keine zusätzliche
Abdichtung zwischen dem Trägerblech 1 und den Befestigungs
stellen bzw. zu befestigenden Bauteilen, wie Führungsschie
nen, Umlenkrollen oder Antriebsmotor, erforderlich ist.
Claims (10)
1. Verfahren zum Verbinden eines mit einer Montage- oder Verbindungsöffnung
versehenen Bauteils mit einem Trägerelement eines Kraftfahrzeugs, insbesondere
einem Trägerblech eines Kraftfahrzeug-Türmoduls.
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Topfform (2) aus dem Trägerelement (1) herausgeprägt wird, die vor oder
nach dem Aufbringen des Bauteils (4 bis 6; 51, 52; 61 bis 64; 71 bis 74) zur
Lagesicherung, zum Aufstecken oder Führen eines Bauteils (4 bis 6; 51, 52; 61 bis
64; 71 bis 74) zumindest teilweise verformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Topfform (2) des
Trägerelements (1) tiefgezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine kasten-
oder rinnenförmige Topfform (2) geprägt wird, die mit einer Querschnittsreduzierung
(3) für eine Soll-Umformstelle oder einen Soll-Umformbereich versehen wird, die die
Topfform (2) in einem Verformungsbereich (21, 25) und einen Stütz- oder
Führungsbereich (24, 28) unterteilt und daß der Verformungsbereich (21, 25) vor
oder nach dem Aufbringen des Bauteils (4 bis 6) verformt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verformungsbereich (21, 25) zur Bildung eine linsenförmigen Kopfes (22) oder einer
im Querschnitt kastenförmigen Rinne mit halbkreisförmigen Stirnseiten (26)
gestaucht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der linsenförmige Kopf
(22) oder die im Querschnitt kastenförmige Rinne (26) soweit verformt wird, daß sich
ein plattenförmiger Kopf (23, 27) mit einer an den Führungs- oder Stützbereich (24,
28) angrenzenden Falte ausgebildet hat.
6. Verbindung eines mit einer Montage- oder Verbindungsöffnung versehenen Bauteils
mit einem Trägerelement eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einem Trägerblech
eines Kraftfahrzeug-Türmoduls,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägerelement (1) einen geprägten oder tiefgezogenen Topf (2) mit einem
Verformungs-, Stütz- und/oder Führungsbereich (21 bis 23; 25 bis 27; 24, 28) zur
formschlüssigen Aufnahme des Bauteils (4 bis 6) aufweist.
7. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der geprägte oder
tiefgezogene Topf (2) eine Querschnittsreduzierung (3) für eine Soll-Umformstelle
oder einen Soll-Umformbereich aufweist.
8. Verbindung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verformungsbereich aus einem linsenförmigen Kopf (22) oder einem im Querschnitt
kastenförmigen Steg (26) mit hablkreisförmigen Stirnseiten besteht.
9. Verbindung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungsbereich aus einem plattenförmigen
Kopf oder Steg (23, 27) mit einer an den Führungs- oder Stützbereich (24, 28)
angrenzenden Falte und einer gegenüber dem Wandabstand des Stütz- oder
Führungsbereiches (24, 28) größeren Breite besteht.
10. Verbindung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Verformungs-, Stütz- oder
Führungsbereich (21 bis 28) verbindbare Bauelement (5, 7) ein geschlitztes
Kastenprofil aufweist.
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