DE19840637B4 - Method for producing a seam connection between an outer panel and an inner panel - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Herstellen einer Falzverbindung zwischen einem Außenblech
(1) und einem Innenblech (2), wobei das Außenblech (1) ein Aluminiumblech
oder ein Blech aus einer anderen naturharten Aluminiumlegierung
oder einer Legierung vergleichbarer Bruchdehnung ist, mit folgenden
Schritten:
– Abkantung
des Außenbleches
(1)zum Erhalt eines Steges (1a),
– Vorfalzen des Außenbleches
(1) durch Biegebeanspruchung zum Erhalt eines Biegewinkels von größer als
90° zwischen
dem Steg (1a) und einem ungebogenen Abschnitt (1b) des Außenbleches
(1), wobei der für
die Abkantung und das Vorfalzen gewählte Biegeradius ra des
Außenbleches
(1) etwa dem 2,5- bis 4fachen der Dicke des Außenbleches (1) entspricht;
– Falzen
des Außenbleches
(1) durch Biegebeanspruchung zum Erhalt eines Biegewinkels von etwa
180° zwischen
dem Steg (1a) und dem ungebogenen Abschnitt (1b) im Wesentlichen
unter Beibehaltung eines bei der Abkantung und beim Vorfalzen vorliegenden
Biegeradius ra,
– Reduzierung des Biegeradius
ra durch weitere Biegebeanspruchung und
gleichzeitige Erzeugung von...A method for producing a seam connection between an outer panel (1) and an inner panel (2), wherein the outer panel (1) is an aluminum sheet or a sheet of another natural hard aluminum alloy or an alloy of comparable elongation at break, with the following steps:
- Bending the outer sheet (1) to obtain a web (1a),
- Pre-folding of the outer panel (1) by bending stress to obtain a bending angle greater than 90 ° between the web (1 a) and an unbent portion (1 b) of the outer panel (1), wherein the bending radius and the pre-folding selected bending radius r a of Outer sheet (1) about 2.5 to 4 times the thickness of the outer panel (1) corresponds;
Folding of the outer sheet (1) by bending stress to obtain a bending angle of about 180 ° between the web (1a) and the unbent portion (1b) substantially while maintaining a bending radius r a at the bending and during the pre-folding
- Reduction of the bending radius r a by further bending stress and simultaneous generation of ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Falzverbindung zwischen einem Außenblech und einem Innenblech, insbesondere bei Kraftfahrzeugen.The The present invention relates to a method for producing a Folding connection between an outer panel and an inner panel, especially in motor vehicles.
Stahlbleche weisen eine wesentlich höhere Bruchdehnung als beispielsweise Bleche aus Aluminiumlegierungen auf. AlMg0,4Si1,2-Außenhautlegierungen für Kraftfahrzeuge weisen zum Beispiel Bruchdehnungen von etwa 22% auf. Stahlbleche können daher, verglichen mit Blechen aus Aluminiumlegierungen, mit wesentlich kleinerem Falzaußenradius gefalzt werden. Typischerweise erzielbare Falzaußenradien bei Stahlblechen liegen in der Größenordnung der 1,45-fachen Blechdicke.steel sheets have a much higher elongation at break as, for example, sheets of aluminum alloys. AlMg0,4Si1,2 outer skin alloys for motor vehicles For example, they have elongations at break of about 22%. Steel sheets can therefore, compared with sheets of aluminum alloys, with essential smaller outer fold radius be folded. Typically attainable outer hemming radii for steel sheets are of the order of magnitude 1.45 times sheet thickness.
Durch die bei Aluminiumlegierungen und anderen Legierungen vergleichbarer Bruchdehnung herkömmlicherweise notwendigen größeren Falzaußenradien ergeben sich große Bauteildicken sowie große Rundungen an den Bauteilkanten. Dies führt bei dem Einsatz derartiger Werkstoffe an der Kraftfahrzeug-Außenhaut zu optisch sehr breiten Spalten, den sogenannten Lichtkanten. Es ist jedoch wünschenswert, derartige Spalte in der Außenhaut möglichst klein auszubilden.By comparable to aluminum alloys and other alloys Elongation at break conventionally necessary larger Falzaußenradien arise big Component thicknesses as well as large ones Rounding on the component edges. This leads to the use of such Materials on the vehicle outer skin to visually very wide Columns, the so-called light edges. However, it is desirable such column in the outer skin preferably small form.
Es ist beispielsweise bekannt (siehe beispielsweise Mnif Jamal, Untersuchungen über das Falzen (180° Biegen) von Aluminiumblechen. Abschlußbericht zum Forschungsvorhaben EFB/AIF 8077 am Institut für Umformtechnik der Universität Stuttgart, März 1993; oder Wolff, N.P.: Interrelation between Part and Die Design for Aluminum Auto Body Panels. Society of Automotive Engi neers Technical Paper Series No. 780 392, Detroit, Michigan, USA 27.02.1978), daß bei Aluminiumblechen der Legierung AlMg0,4Si1,2 einer Dicke von 1,25 mm zum Abkanten ein Mindestradius von 3,2 mm, d.h. etwa dem 2,5-fachen der Blechdicke notwendig ist. Kleinere Abkantradien führen zu starken Oberflächenaufrauhungen und Rissen. Zum anschließenden Falzen ist dann ein sogenannter "relieved Flachfalz" mit einem Außenradius von etwa dem 1,75-fachen der Blechdicke oder ein Tropfenfalz mit einem Außenradius von etwa dem 2,0-fachen der Blechdicke notwendig. Derartige Falzungen weisen jedoch eine relativ geringe Klemmkraft zwischen den aneinandergefalzten Teilen auf, so daß zur Gewährleistung einer dauerhaft stabilen Verbindung zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind.It For example, see Mnif Jamal, Investigations on Folding (180 ° bending) of aluminum sheets. final report to the research project EFB / AIF 8077 at the Institute of Forming Technology the University of Stuttgart, March 1993; or Wolff, N.P .: Interrelation between Part and The Design for Aluminum Auto Body Panels. Society of Automotive Engineers Technical Paper Series no. 780 392, Detroit, Michigan, USA 27.02.1978) that aluminum sheets the alloy AlMg0,4Si1,2 a thickness of 1.25 mm for folding a minimum radius of 3.2 mm, i. about 2.5 times the sheet thickness necessary is. Smaller bending radii lead to strong surface roughening and cracks. To the following Folding is then a so-called "relieved Flachfalz "with one outer radius of about 1.75 times the sheet thickness or a drop fold with an outer radius of about 2.0 times the sheet thickness necessary. Such folds However, they have a relatively small clamping force between the abgeftenten Split up so that the warranty a permanently stable connection additional measures are required.
Ein
Verfahren zum Herstellen einer Falzverbindung zwischen einem Außenblech,
welches insbesondere ein Aluminiumblech sein kann, und einem Innenblech
einer Kraftfahrzeugtür
ist aus der
Aus
der
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Falzverbindung, mit der auch bei Verwendung von Blechen aus Aluminiumlegierungen oder Legierungen vergleichbarer Bruchdehnung scharfkantige Falzaußenradien ohne die Gefahr von Materialaufrauhungen und Rissen erzielbar sind.task The invention is the provision of a rabbet joint, with the even when using sheets of aluminum alloys or alloys comparable elongation at break edged outer radii without the risk of Material roughening and cracks can be achieved.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.These Task is solved by a method having the features of patent claim 1.
Erfindungsgemäß ist nun ein Verfahren zur Verfügung gestellt, mit dem auch beispielsweise Bleche aus Aluminiumlegierungen oder Legierungen vergleichbarer Bruchdehnung in einfacher Weise mittels Falzung, insbesondere Flachfalzung, mit Blechen aus beliebigen anderen Werkstoffen verbindbar sind. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist gewährleistet, daß flache, geschmeidige Falz- bzw. Bauteilkanten entstehen. Gegenüber herkömmlichen Falzkanten von Blechen aus Aluminiumlegierungen sind wesentlich kleinere Falzradien bzw. Falzaußenradien ohne Aufrauhungen oder Risse im Blech herstellbar. Hierdurch können Lichtkanten bzw. optische Spalte zwischen Bauteilen auch bei Verwendung derartiger Bleche sehr schmal gehalten werden. Ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellter Flachfalz bedarf keiner Nachbearbeitung. Durch den erfindungsgemäß erzielbaren kleinen Falz- bzw.- Biegeradius entsteht zwischen Außen- bzw. Beplankungsblech und Innenblech eine größere Klemmkraft als beispielsweise bei der üblicherweise (insbesondere bei Aluminiumblechen) verwendeten Tropfenfalzverbindung. Der für die Abkantung und das Vorfalzen gewählte Biegeradius des Außenbleches entspricht etwa dem 2,5 bis 4-fachen, vorzugsweise dem 2,8 bis 3,4-fachen der Dicke des Außenbleches. Durch diese Maßnahme wird die Biegebeanspruchung des für das Außenblech verwendeten Werkstoffes reduziert bzw. relativ klein gehalten, so daß der Werkstoff anschließend in besonders günstiger Weise weiter umformbar oder falzbar ist bzw. weitere sogenannte Umformreserven aufweist. Sämtliche Verfahrensschritte werden unter Beibehaltung einer ursprünglichen Blechdicke des Außenbleches durchgeführt. Das Außenblech wird durch ein Aluminiumblech, insbesondere einer Legierung der Zusammensetzung AlMgSi, oder ein Blech aus einer anderen naturharten Aluminiumlegierung oder einer Legierung vergleichbarer Bruchdehnung gebildet. Derartige Bleche sind im Kraftfahrzeugbereich sehr vorteilhaft einsetzbar.According to the invention, a method is now provided with which, for example, sheets of aluminum alloys or alloys comparable elongation at break in a simple manner by means of folding, in particular Flachfalzung, with sheets of any other materials are connected. The inventive method ensures that flat, smooth fold or component edges arise. Compared with conventional folded edges of sheets of aluminum alloys are much smaller Falzradien or Falzaußenradien without roughening or cracks in the sheet produced. As a result, light edges or optical gaps between components can be kept very narrow even when using such sheets. A flat fold produced by means of the method according to the invention requires no post-processing. By inventively achievable small folding or bending radius arises between outer or Beplankungsblech and inner panel a greater clamping force than, for example, in the customary (esp the drop-shaped compound used in aluminum sheets). The bending radius of the outer panel chosen for the fold and the pre-folding corresponds to approximately 2.5 to 4 times, preferably 2.8 to 3.4 times, the thickness of the outer panel. By this measure, the bending stress of the material used for the outer sheet is reduced or kept relatively small, so that the material is then further formed in a particularly favorable manner or falzbar or has more so-called Umformreserven. All process steps are carried out while maintaining an original sheet thickness of the outer panel. The outer panel is formed by an aluminum sheet, in particular an alloy of the composition AlMgSi, or a sheet of another naturally hard aluminum alloy or an alloy of comparable elongation at break. Such sheets are used very advantageously in the automotive field.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the method according to the invention are the subject the dependent claims.
Vorteilhafterweise entspricht der Biegeradius nach der Reduzierung des Falzradius etwa dem 1,3 bis 1,7-fachen, insbesondere dem 1,5-fachen der Dicke des Außenbleches.advantageously, Corresponds to the bending radius after the reduction of the folding radius about 1.3 to 1.7 times, in particular 1.5 times the thickness of the Outer panel.
Zweckmäßigerweise ist das Außenblech aus einer Aluminiumlegierung des Typs AlMg0,4Si1,2 hergestellt. Diese Legierung ist in vorteilhafter Weise beispielsweise für Fahrzeugtüren, Fondklappen, Heckdeckel oder Motorhauben verwendbar. Sie ist preiswert herstellbar und weist ein geringes Gewicht auf.Conveniently, is the outer panel Made of an aluminum alloy of the type AlMg0,4Si1,2. This alloy is advantageously for example for vehicle doors, rear doors, trunk lid or hoods usable. It is inexpensive to manufacture and has a low weight.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Außenblech eine Dicke von 1,0 bis 1,7, insbesondere von 1,25 mm, und/oder das Innenblech eine Dicke von 1–1,5, vorzugsweise 1,15 mm auf.According to one preferred embodiment of the method according to the invention, the outer panel a thickness of 1.0 to 1.7, in particular of 1.25 mm, and / or the Inner sheet a thickness of 1-1.5, preferably 1.15 mm.
Zweckmäßigerweise werden die Verfahrensschritte Falzen des Außenbleches und Reduzierung des Biegeradius des Außenbleches mittels einer im Wesentlichen winkelförmigen Fertigfalzplatte durchgeführt, dessen Eckenradius etwa 5% größer ist als ein theoretischer Biegeradius bzw. Falzaußenradius des Außenbleches. Als theoretischer Falzaußenradius wird hierbei etwa das 1,45 -fache der Blechdicke verstanden, so daß sich ein Eckenradius der Fertigfalzplatte von etwa dem 1,5-fachen der Blechdicke ergibt. Es erweist sich, daß der Radius am Bauteil um etwa diesen Betrag kleiner wird.Conveniently, the process steps folding the outer sheet and reducing the Bending radius of the outer panel performed by means of a substantially angular Fertigfalzplatte whose Corner radius is about 5% larger as a theoretical bending radius or Falzaußenradius the outer panel. As theoretical outer fold radius This is understood to be about 1.45 times the sheet thickness, so that yourself a corner radius of the Fertigfalzplatte of about 1.5 times the Sheet thickness results. It turns out that the radius on the component by about this amount gets smaller.
Es wird bevorzugt, daß wenigstens zwei der Verfahrensschritte Vorfalzen, Falzen und Reduzierung des Radius des Außenbleches mittels der winkelförmigen Fertigfalzplatte durchgeführt werden.It it is preferred that at least two of the process steps pre-folding, folding and reduction of Radius of the outer panel by means of the angular Fertigfalzplatte performed become.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung im Einzelnen beschrieben. In dieser zeigt bzw. zeigen:A preferred embodiment The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings described. In this shows or show:
In
den
Ein
bereits abgekantetes Außenblech
Anschließend wird
der Steg
Der
Falzradius RF der Fertigfalzplatte
Zur
Anpassung des Biegeradius an die Dicke des Innenbleches
Bei
weiterer Umformung, nämlich
von dem in
Gemäß einer weiteren, nicht im einzelnen dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Fertigfalzen sowie die Radiusreduzierung mittels einer ebenen Fertigfalzplatte, d.h. einem Falzwerkzeug ohne einen Falzradius RF, durchgeführt werden. Auch mit einer derartigen Fertigfalzplatte ist die beschriebene Überlagerung von Druckspannungen erzielbar, so daß kleine Falzradien ohne Materialbeeinträchtigungen herstellbar sind.According to a further, not shown in detail embodiment of the method according to the invention, the Fertigfalzen and the radius reduction by means of a flat Fertigfalzplatte, ie a folding tool without a folding radius R F , are performed. Even with such a Fertigfalzplatte the described superposition of compressive stresses can be achieved, so that small fold radii can be produced without material impairments.
Es
ist ferner möglich,
die Schritte Vorfalzen und Fertigfalzen bzw. Radiusreduzierung mit
einer einzigen winkelförmigen
Fertigfalzplatte, welche beispielsweise der Fertigfalzplatte
Claims (6)
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DE1998140637 DE19840637B4 (en) | 1998-09-05 | 1998-09-05 | Method for producing a seam connection between an outer panel and an inner panel |
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- 1998-09-05 DE DE1998140637 patent/DE19840637B4/en not_active Expired - Fee Related
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