DE4420085A1 - Falzverbindung zwischen Blechen von Kraftfahrzeugtüren oder -hauben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Falzverbindung zwischen einem Innen- und einem Außenblech am Rand von Kraftfahrzeugtüren oder -hauben­ gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Schweißverbindung zwischen Innen- und Außenblech wird wäh­ rend der Rohbauphase der Karosserie hergestellt. Die Verbindung erfolgt bisher durch rückseitige, auf die beiden rückwärtigen Material lagen beschränkte Schweißungen wie beispielsweise durch Laserschweißungen Lichtbogen- oder Widerstandsschweißungen. Trotz dieser Beschränkung sind an der dritten, außenseitig - al­ so auf Sichtseite - liegenden Materiallage des Außenbleches ge­ wisse Eindrückungen, Materialverzüge und Verfärbungen nicht ganz vermeidbar gewesen, die beim späteren Lackieren ohne weiteres optisch auffällig wurden. Zumeist werden deswegen diese Schweiß­ stellen manuell in aufwendiger Weise verputzt. Dabei ist gerade das widerstandselektrische Punktschweißen, das kostengünstig und weit verbreitet ist, hinsichtlich der Druckstellen besonders problematisch, weshalb andere Schweißverfahren vorgeschlagen werden, mit denen jedoch das Problem des Durchschlagens der Schweißung auf die Bauteilsichtseite nicht völlig zu beseitigen ist.

Eine gattungsgemäße Falzverbindung ist aus der DE-AS 12 01 125 bekannt. Um bei der zur Befestigung erfolgenden Punktschweißung zwischen dem über den Rand eines Innenbleches gefalzten Außen­ blech und dem überfalzten Innenblech zu erreichen, daß auf der Sichtseite des Außenbleches unschöne Schweißmarkierungen und Eindrückungen durch die harte, auf den umgefalzten Rand des Au­ ßenbleches gepreßten Schweißelektrode vermieden werden, die auf­ wendige Nacharbeiten erforderlich machen, ist zwischen dem nicht-gefalzten Blechabschnitt des Außenbleches und dem über­ falzten Innenblech im überfalzungsbereich eine hochwarmfeste, thermisch und elektrisch isolierende Schicht vorgesehen. Diese ist als aushärtbarer druckfester Wärmedämmanstrich ausgebildet, der auf einer der einander zugekehrten Seiten der Bleche aufge­ tragen ist. Dazu müssen in der aufgetragenen Dämmschicht optima­ le Druckverteilungseigenschaften einerseits und thermische Iso­ lationsfähigkeit andererseits sowie hohe Formbeständigkeit und Biegesteifigkeit vereinigt werden, was in der Praxis nur durch einen für das Schweißergebnis unzureichenden Kompromiß zu errei­ chen ist, wodurch eine für optische Zwecke unerwünschte Beein­ flussung der Sichtseite des Außenbleches nicht vermieden werden kann. Somit kann nur bis zu einem gewissen Grad die Schweißhitze von dem sichtseitigen Außenblechabschnitt abgehalten werden, wo­ bei gleichzeitig der punktuelle Anpreßdruck der Schweißelektrode aufgrund der noch in erheblichem Maße vorhandenen Biegeelastizi­ tät des Anstriches nahezu ungemindert an diesen Abschnitt über­ tragen wird, so daß auch bei der Schweißung der bekannten Falz­ verbindung Eindrückungen am Außenblech sichtseitig auftreten. Desweiteren ist die Aufbringung eines derartigen pastösen An­ striches aufwendig, da exakt definierte Schichtstärken erzeugt werden müssen, die durch einen einfachen Pinselanstrich nicht erreichbar sind, weshalb daher beispielsweise Extrudieranlagen verwendet werden müssen. Außerdem ist ein teueres und aufwendi­ ges Vorreinigen des Auftragsortes erforderlich, so daß die not­ wendige Haftung der Schicht am Blech gewährleistet ist. In einem letzten Schritt der Schichtausbildung muß die Schicht in Härte­ öfen ausgehärtet werden, wodurch das gesamte Schweißverfahren sehr zeitraubend und aufwendig wird und mit hohen Investitions­ kosten verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Falzverbindung dahingehend weiterzubilden, daß bei einer Punkt­ verschweißung des Innenbleches mit dem Außenblech im Falzbereich unter Gewährleistung einer festen Schweißverbindung die Sicht­ seite des Außenbleches optisch nicht beeinträchtigt wird, ohne daß dazu ein kostenintensiver und hoher prozeßtechnischer Auf­ wand betrieben werden müßte und daß keine Notwendigkeit einer manuellen Nacharbeit besteht.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Dank der Erfindung wird der Anpreßdruck der Schweißelektrode am umgefalzten Außenblech zweistufig großflächig verteilt, so daß keine punktuelle Beanspruchung des sichtseitigen Außenbleches mehr auftritt. Dazu wirkt zusätzlich der zwischen dem wärmeiso­ lierenden Körper und dem sichtseitigen Außenblechabschnitt lie­ gende Isolationskörper aufgrund seiner elastischen breitflächi­ gen Nachgiebigkeit, die quasi ein Einfedern des harten wärmeiso­ lierenden Körpers in sich ermöglicht, druckauffangend. Deswei­ teren wird das sichtseitige Außenblech durch die Dicke des wärmeisolierenden Körpers völlig von der Schweißhitze abge­ schirmt. Insgesamt werden somit, da das Einlegen des wärmeiso­ lierenden Körpers und des Kunststoffstreifens - also von kosten­ günstig zu erwerbender Massenware - eine einfach auszuführende Maßnahme darstellt, in einfacher Weise schweißungsbedingte, sichtseitige Eindrückungen des Außenbleches vermieden, so daß dieses optisch anspruchsgerecht erhalten bleibt. Eine zeitrau­ bende, manuelle und somit kostspielige Nacharbeit der Sichtseite des Außenbleches ist dabei nicht mehr erforderlich. Die Isolati­ onskörper sind in einfacher Weise magazinierbar, so daß die er­ findungsgemäße Falzverbindung eine Automatisierung des Prozesses ohne großen Aufwand gestattet.

Weiterhin wirkt sich die erfindungsgemäße Falzverbindung in einer Steigerung der Steifigkeit, insbesondere der Beulsteifig­ keit der Tür bzw. Haube und in einer Durchschallgeräuschdämmung der Tür bzw. Haube aus. Zudem ergibt sich bei der Falzung eine weichere Kantenverrundung, wodurch einerseits die Verletzungs­ gefahr an der Tür bzw. Haube reduziert und andererseits bei ei­ ner späteren Lackaufbringung eine bessere Haftung des Lackes ge­ währleistet wird. Schließlich können bei einer Reparatur der Tür bzw. Haube nach Aufbiegen des Außenbleches im Randbereich die beiden wärmeisolierenden Zwischenlagen in einfacher Weise ent­ nommen und für eine etwaige neuerliche Schweißung an anderer Stelle eingesetzt oder lediglich ausgetauscht werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt die Figur in einer Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Falzverbindung beim Punktverschweißen eines Außenbleches mit einem Innenblech.

In der Rohbauphase werden am Rand der Türen und Hauben von Kraftfahrzeugen Falzverbindungen 1 zwischen einem Innen- und einem Außenblech 2, 3 geschaffen. Zur Falzverbindung 1 ist das Innenblech 2 entlang seines Randes mit einem Randflansch 4 ver­ sehen, der in Verbindung mit dem Außenblech 3 parallel zu dessen Oberflächenverlauf angeordnet ist und mit dem das Innenblech 2 der Innenseite 5 des Außenbleches 3 entlang eines streifenförmi­ gen Bereiches 6 zugekehrt ist. Das Außenblech 3 erstreckt sich dabei über die Außenkante 7 des Randflansches 4 des Innenbleches 2 und ist um diese zu 180° bis auf die Rückseite 8 des Innenble­ ches 2 zurückgefalzt.

Im Bereich des zurückgefalzten Überstandes 9 ist das Außenblech 3 mit dem Randflansch 4 des Innenbleches 2 unter Bildung einer Schweißlinse 10 punktverschweißt. Zwischen der Innenseite 5 des an den zurückgefalzten Überstand 9 sich anschließenden Abschnit­ tes des Außenbleches 3 und der der Schweißlinse 10 abgekehrten, der Innenseite 5 gegenüberliegenden Seite 11 des Randflansches 4 ist eine wärmedämmende Isolation 12 angeordnet, die am Rand­ flansch 4 einerseits und an der Innenseite 5 des Außenbleches 3 andererseits anliegt.

Die Isolation 12 beinhaltet zwei gesonderte, aneinanderliegende Isolationskörper 13, 14, die durch kreisrunde Plättchen gebildet sind, wobei die Plättchen konzentrisch zueinander angeordnet sind und den Ort der Schweißlinse 10 gänzlich überdecken. Der Durchmesser der Plättchen nimmt dabei von der Schweißlinse 10 aus zum an den zurückgefalzten überstand 9 anschließenden Außen­ blechabschnitt hin stetig zu, so daß der punktuelle Druck einer bei der Verschweißung der Bleche 2, 3 auf den zurückgefalzten überstand 9 drückenden Schweißelektrode 15 großflächig verteilt wird und somit druckbedingte Schweißmarken auf der Außenseite 16, d. h. der Sichtseite des Außenbleches 3 vermieden werden.

Die Hauptwärmedämmung wird durch den Isolationskörper 13 er­ zielt, der dem Randflansch 4 am nächsten liegt. Der Isolations­ körper 13 ist biegesteif ausgebildet ist und besteht aus einer Keramik, die unter Sauerstoffabschluß und hohem Druck bis etwa 1400°C für eine im Millisekundenbereich liegende Zeitspanne wärme- und formbeständig ist und der einen höheren spezifischen, elektrischen Widerstand und eine geringere Wärmeleitfähigkeit als die zu verschweißenden Bleche 2, 3 besitzt. Alternativ dazu ist auch die Verwendung von glasfaserverstärktem Kohlenstoff denkbar. Die Dicke des Keramikplättchens 13 entspricht etwa der Blechstärke der zu verschweißenden Bleche 2, 3. Die Dicke des Ke­ ramikplättchens und die spezifische Wärmeleitfähigkeit der Kera­ mik ist jedoch so aufeinander abgestimmt, daß der Temperaturab­ fall innerhalb des Plättchens bei der Schweißung derart groß ist, daß keine physikalischen Materialänderungen des Außenble­ ches 3 auf Sichtseite 16 temperaturbedingt bewirkt werden.

Der Isolationskörper 14, der der Innenseite 5 des sich an den zurückgefalzten überstand 9 anschließenden Abschnittes des Außenbleches 3 am nächsten liegt, weist neben wärmedämmenden Ei­ genschaften im wesentlichen elastische Eigenschaften nach Art einer Einfederung auf. Bei der Schweißung kann das harte Kera­ mikplättchen 13 dem auf ihn wirkenden Schweißelektrodendruck ausweichen, indem es in den Isolationskörper 14, der vorzugswei­ se aus Kunststoff oder Gummi besteht und dünner als der Isolati­ onskörper 13 ist, relativ weich einfedert. Dadurch wird zusätz­ lich auch der Druck auf den sichtseitigen Abschnitt des Außen­ bleches 3 reduziert, wodurch die Anordnung des Kunststoffplätt­ chens 14 eine weitere Maßnahme darstellt, druck- und thermischbe­ dingte Schweißmarken dort zu vermeiden.

Das Kunststoffplättchen 14 ist beidseitig selbstklebend ausge­ bildet, um die Isolation 12 exakt und verrutschfest zu positio­ nieren. Die gesamte verschweißte Falzverbindung ist nachträglich mit PVC beschichtet, die etwaige Korrosion verhindert. Die Iso­ lationskörper 13, 14 können auch als Streifen ausgebildet sind, die sich zumindest soweit erstrecken, daß sie den Abstand zwi­ schen zwei benachbarten Schweißpunkten überbrücken können. Da­ durch wird zum einen infolge der damit verbindenen Verminderung der Verfahrensschritte der Verfahrensablauf vereinfacht, was insbesondere in Hinsicht auf das Verfahren des Doppelpunkt­ schweißens verfahrenseffizient ist.

Weiterhin ist noch denkbar, den Randflansch 4 auf der dem zu­ rückgefalzten überstand 9 zugekehrten Rückseite 8 mit einem war­ zenförmigen Buckel zu versehen. Aufgrund der bei der mit der Schweißelektrode 15 erfolgenden Buckelschweißung verminderten Schweißfläche, kann der Schweißstrom und gleichzeitig die Wärme­ entfaltung und der von der Elektrode 15 ausgeübte Druck weiter drastisch verhindert werden. Dadurch wird auch die Verwendung weniger warmfester und wärmedämmender Isolationskörper 13, 14 er­ möglicht, wodurch aufgrund der geringeren Materialansprüche die Kosten für die verschweißte Falzverbindung gesenkt werden kön­ nen.

Claims (6)

1. Falzverbindung zwischen einem Innen- und einem Außenblech am Rand von Kraftfahrzeugtüren oder -hauben, bei welcher das Innen­ blech entlang seines Randes mit einem parallel zum Oberflächen­ verlauf des Außenbleches liegenden Randflansch versehen ist, mit dem diesem der Innenseite des Außenbleches entlang eines strei­ fenförmigen Bereiches zugekehrt ist, wobei das über die Kante des Randflansches des Innenbleches überstehende Außenblech um die Außenkante des Randflansches zu 180° bis auf dessen Rücksei­ te zurückgefalzt ist und mit dem Randflansch des Innenbleches entlang des zurückgefalzten Überstandes durch widerstandselek­ trische Punktschweißungen verschweißt ist, und wobei zwischen der Innenseite des an den zurückgefalzten überstand sich an­ schließenden Abschnittes des Außenbleches und dem Randflansch des Innenbleches eine wärmedämmende Isolation angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation (12) durch gesonderte, aneinanderliegende Iso­ lationskörper (13, 14) gebildet ist, wobei der Werkstoff des dem Randflansch (4) nächstliegenden Isolationskörpers (13) aus Glas, Keramik, glasfaserverstärktem Kohlenstoff oder einem vergleich­ baren Hartstoff besteht, und wobei der der Innenseite (5) des sich an den zurückgefalzten überstand (9) anschließenden Ab­ schnittes des Außenbleches (3) nächstliegende Isolationskörper (14) aus einem Kunststoff oder einem Gummi oder einem vergleich­ baren Weichstoff besteht.

2. Falzverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationskörper (14) beidseitig selbstklebend ausgebil­ det ist.

3. Falzverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationskörper (13, 14) als Plättchen ausgebildet sind, die konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei der Durchmes­ ser der Plättchen von der Schweißstelle aus zum an den zurückge­ falzten Überstand (9) anschließenden Außenblechabschnitt hin zu­ nimmt.

4. Falzverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des dem Randflansch (4) nächstliegenden Isolati­ onskörpers (13) mindestens etwa der Blechstärke der zu ver­ schweißenden Bleche (2, 3) entspricht.

5. Falzverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationskörper (13, 14) als den Abstand zwischen zwei benachbarten Schweißpunkten überbrückende Streifen ausgebildet sind.

6. Falzverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randflansch (4) des Innenbleches (2) auf seiner Rücksei­ te (8) mit einer warzenförmigen Erhebung versehen ist, über die das Innenblech (2) mit dem Außenblech (3) mittels Buckelschwei­ ßen verschweißbar ist.