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

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.