DE4445856C1

DE4445856C1 - Werkzeug zum Nachbearbeiten durch Umformen von mindestens zwei durch eine Stumpfschweißnaht im Bereich eines Stufensprunges zu einer Blechplatine miteinander verbundenen Blechen unterschiedlicher Dicke insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie und mittels des Werkzeugs hergestelltes, aus mindestens zwei Blechen bestehendes Karosserieteil

Info

Publication number: DE4445856C1
Application number: DE19944445856
Authority: DE
Inventors: Gerhard Neurohr
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: Nothelfer GmbH
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2014-12-23
Also published as: AU4343996A; WO1996019306A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Nachbearbeiten durch Umformen von mindestens zwei durch eine Stumpfschweißnaht im Bereich eines Stufensprunges zu einer Blechplatine miteinander verbundenen Blechen unterschiedlicher Dicke, insbesondere zur Verwendung als Karosseriebauteile in der Kfz-Industrie, mit einem aus Ober- und Unterteil bestehenden Formensatz.

Des weiteren betrifft die Erfindung ein mittels des Werkzeugs hergestelltes, aus mindestens zwei Blechen unterschiedlicher Dicke bestehendes Konstruktionsteil im Karosseriebau, welches in besonderer Weise ausgestaltet ist.

Stand der Technik

Im Karosseriebau der Kfz-Industrie bezeichnet man geschweißte Blechplatinen mit unterschiedlichen Blechdicken auch mit dem englischen Begriff "tailored blanks". Derartige "tailored blanks" werden bevorzugt in der Automobilindustrie als Karosseriebleche, aber auch in anderen Industriebereichen, z. B. in der Hausgeräteindustrie, eingesetzt. Das besondere Merkmal von "tailored blanks" ist der Stufensprung im Bereich der Verbindungsnaht der beiden Bleche. We gen dieser sichtbaren Verbindungsnaht und wegen des Stufensprungs werden "tailored blanks" vorwiegend bei Karosserieteilen eingesetzt.

Für den Einsatz von "tailored blanks" ist es wichtig, in welcher Richtung der Stufensprung nach der Blechumformung liegt. Weist der Stufensprung nach außen, so kann es vorkommen, daß sich die Naht nach der Verbindung mit dem Außenblech auf diesem abzeichnet, z. B. beim Falzen oder Bördeln. In solchen Fällen sind "tailored blanks" bei den in der Automobilbranche gelten den Qualitätsansprüchen nicht mehr verwendbar. Allerdings gibt es auch An wendungsfälle, bei denen dies nicht relevant ist, da das Außenblech in diesen Bereichen durch Dichtungen, Verblendungen usw. abgedeckt wird. Ist eine derartige Abdeckung nicht vorgesehen, so muß der Stufensprung nach der Blechumformung auf jeden Fall nach innen zeigen. In diesem Falle ergeben sich jedoch Dichtprobleme, da im Bereich des Stufensprungs die notwendigen Dichtungen zum Schutz vor Staub, Wasser und Luft nicht vollständig anliegen.

Dadurch können auch Akustikprobleme (Windgeräusche) sowie Wasserein brüche entstehen.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zunächst ein Werkzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 derart auszubilden, daß "tailored blanks" ohne einen derartigen Stufensprung hergestellt werden können.

Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mittels des Werkzeugs hergestellte aus mindestens zwei Blechen bestehende geschweißte Blechplatine als Konstruktionsteil z. B. zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie zu schaffen, die den Stu fensprung bei "tailored blanks" nicht mehr aufweist.

Lösung der Aufgabe betreffend das Werkzeug

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merk male gelöst.

Einige Vorteile

Das erfindungsgemäße Werkzeug ist so ausgeführt, daß eine aus zwei stumpf zusammengeschweißten Blechen bestehende Blechplatine durch Umformung so gestaltet werden kann, daß nach der Blechumformung der Stufensprung in dem Konturenbereich, wo Dichtungen anliegen, in einer solchen Art geprägt sind, daß die sonst entstehenden Qualitätsnachteile nicht mehr auftreten kön nen. Erfindungsgemäß sind dazu im Umformwerkzeug Formeinsätze vorhan den, bei denen das Material in einen besonderen Raum beim Umformgang nach innen wegfließen kann. Aufgrund des so geschaffenen gleichförmigen Überganges liegen auch die Dichtungen später in diesem Bereich vollständig an der Blechkontur an. Durch diese Ausführung des Umformwerkzeuges wer den die Anforderungen hinsichtlich der Dichtheit gegenüber Staub, Luft und Wasser voll erfüllt, so daß "tailored blanks" nun überall dort eingesetzt werden können, wo sie bisher wegen der nachteiligen Qualität nicht angewendet wer den konnten.

In Patentanspruch 2 ist eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung be schrieben.

Lösung der Aufgabe betreffend die Blechplatine

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 3 wiedergegebenen Merk male gelöst.

Einige Vorteile

Eine erfindungsgemäße Blechplatine ist mit besonderem Vorteil als Karosse rieblech zu verwenden. Der Übergang von dem einen auf das andere, in der Dicke erheblich unterschiedlich bemessene Blech verläuft nach einem sanften Kurvenverlauf. Ein Stufensprung ist nicht mehr vorhanden. Dabei ist die An ordnung so getroffen, daß sich an der Verbindungsnaht die Wanddicke allmäh lich bis auf die volle Wanddicke des anderen Bleches vergrößert. Der Über gang verläuft somit stetig, allmählich ohne Sprünge und Wellen an der Außen seite. An der Innenseite kann dagegen das oben weggedrückte Material nach einer Kurve oder Kurvenschar verlaufen, deren Krümmung stärker ist, da die ses hier weder optisch noch konstruktionsmäßig stört.

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - beispielsweise veran schaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch einen Dachrahmen eines Pkw, teils abgebrochen dargestellt und ohne Schraffuren;

Fig. 2 einen Teilquerschnitt, ebenfalls teils abgebrochen dargestellt, im Übergangsbereich von einer Tür zum Dachrahmen eines Pkw;

Fig. 3 eine als "tailored blank" ausgebildete Blechplatine gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 4 ein Umformwerkzeug gemäß der Erfindung mit einem aus Oberteil und Unterteil beste henden Formensatz, teils im Schnitt und abgebrochen dargestellt;

Fig. 5 eine Blechplatine nach ihrer Umformung in einem erfindungsge mäßen Werkzeug und

Fig. 6 eine erfindungsgemäße Blechplatine als Karosserieblech in ei nem Kraftfahrzeug eingebaut, teils abgebrochen dargestellt.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Dach eines Pkw, mit 2 eine Staub dichtung und mit 3 eine Verkleidungsleiste bezeichnet. 4 stellt eine Scheibe und 5 eine Fensterführungsdichtung dar. Bei 6 ist ein Schließblech und bei 7 ein Türinnenblech als "tailored blank" angedeutet, während 8 eine innere Rah menverkleidung darstellt. Bei 9 ist ein Kantenschutz mit Akustikdichtung vorge sehen, während 10 eine auf den Türrahmen geklebte Hauptdichtung darge stellt.

In Fig. 2 erkennt man eine Fensterführungsschiene 12, ein Außenblech 13 sowie wiederum ein als "tailored blank" ausgebildetes Türinnenblech 14. Mit 15 ist eine Türdichtung im Bereich der Regenrinne bezeichnet, während 16 einen Dachrahmen im Bereich der A-Säule darstellt. Mit 17 ist wiederum eine Haupt dichtung bezeichnet. Man erkennt aus Fig. 1, daß bei dieser Konstruktion das "tailored blank" durch Dichtung und dergleichen nach außen hin abgedeckt ist. Bei der Konstruktion nach Fig. 2 ist dies nicht gegeben. In diesem Fall muß der Stufensprung nach innen zeigen. Hierbei können sich jedoch Dichtprobleme ergeben, da im Bereich des Stufensprunges die notwendigen Dichtungen zum Schutz von Staub, Wasser und Luft nicht vollständig anliegen. Dies ist deutlich aus Fig. 3 zu erkennen, da hierbei die beiden eine geschweißte Blechplatine bildenden Bleche 18 und 19, die die Blechplatine als "tailored blank" das Bauteil 14 bilden, in ihren Wanddicken stark unterschiedlich ausgebildet sind und einen Stufen sprung bei 20 bilden. Dadurch liegt eine Dichtung 21 im Bereich dieses Stufen sprunges 20 nicht mehr satt an. Vielmehr bildet sich hier ein etwa dreieckförmi ger Hohlraum 22, in den Wasser und Staub eindringen können. Außerdem können sich in diesem Bereich ggf. Windgeräusche bilden.

Das erfindungsgemäße Werkzeug 23 besitzt einen Formensatz, der ein Ober teil 24 und ein Unterteil 25 aufweist. In das Ober- und Unterteil 24 und 25 sind Aussparungen zur Aufnahme der Bleche 18 bzw. 19 vorgesehen. Dabei ist eine derartige Anordnung getroffen worden, daß das Oberteil 24, beginnend im Be reich einer Schweißnaht 26 und der Ebene der Oberfläche 27 des Bleches 19 beginnend nach einer sanften Kurve 28 verlaufend bis auf die Oberfläche 29 des dickeren Bleches 18 ansteigt.

An der Unterseite 30 des dünneren Bleches 19, und zwar ebenfalls im Bereich der Schweißnaht 26 beginnend ist das Unterteil 25 mit einer Ausnehmung 31 versehen, in die das durch den Stufensprung 20 gebildete und damit durch die Kurve 28 wegzudrückende Material hineinfließen kann. Deutlich ist aus Fig. 5 mit gestrichelten Linien die Kontur 32 des dickeren Bleches 18 mit gestrichel ten Linien und mit ausgezogenen Linien die Kontur nach der Umformung er sichtlich. Der Kurvenverlauf 28 entspricht der Kurve des Oberteils 24, während der Kurvenverlauf 31 der Kontur des Unterteils 25 entspricht. Deutlich erkennt man den sanften Verlauf der Kurve 28 und die stärkere Krümmung der Kurve 31 im Bereich der Schweißnaht 26. Dieser buckelförmige Bereich der Kurve 31 wird nach innen verlagert. Nach dem Umformvorgang läßt sich die Dichtung 21 hohlraum frei auf der Oberseite der Blechplatine anordnen. Der Hohlraum 22 ist ver schwunden, da die Dichtung 21 nunmehr auch im Bereich des früheren Stufen sprunges vollständig an der Blechkontur anliegt (Fig. 6). Durch die Ausführung des Umformwerkzeugs gemäß Fig. 4 werden die Anforderungen hinsichtlich der Dichtheit gegenüber Luft, Staub und Wasser vollständig erfüllt.

Claims

1. Werkzeug zum Nachbearbeiten durch Umformung von mindestens zwei durch eine Stumpfschweißnaht im Bereich eines Stufensprunges zu einer Blechplatine miteinander verbundenen Blechen unterschiedli cher Dicke, insbesondere zur Verwendung als Karosseriebauteile in der Kfz-Industrie, mit einem aus Ober- und Unterteil bestehenden Formen satz, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (24) des Formensatzes eine im Bereich des Stufensprunges (20) beginnende, sich allmählich vertiefende und in Längsrichtung der Bleche (18, 19) allmählich bis auf die volle Wanddicke des dickeren der Bleche (18) ansteigende Ver tiefung aufweist, während das andere Teil (25) eine im Bereich des Stufensprunges (20) beginnende, sich zunächst stärker und die größte Dicke des dickeren Bleches (18) übersteigend vergrößernde und an schließend allmählich bis auf die Enddicke des dickeren Bleches (18) verringerte Aussparung zur Aufnahme des beim Umformgang am Stu fensprung (20) wegfließenden Materials aufweist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Außenseite des Teils (24) des Formensatzes bildende Kurve (28) aus mehreren Kurvenabschnitten besteht, die allmählich, sanft verlaufen, während das andere Teil (25) des Formensatzes aus einem Kreisbo gen mit einem anschließenden sanft verlaufenden Kurvenabschnitt (31) be steht.

3. Mittels des Werkzeugs gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 hergestellte Blechplatine als Konstruktionsteil im Karosseriebau der Kfz-Industrie, bestehend aus mindestens zwei durch eine Stumpfschweißnaht (26) miteinander verbundenen Blechen (18, 19) unterschiedlicher Dicke, wobei die Blechplatine nach dem Schweißen durch Umformen eine Form erhält, bei der sie an ihrer Ober seite im Schweißnahtbereich (26) nach einer sanften Kurve (28) bis auf die volle Dicke des dicksten Bleches (18) verläuft, während die Blechplatine an ihrer Unterseite buckelförmig gestaltet ist, derart, daß sie im Bereich der Schweißnaht (26) einen nach einem Kreissektor verlaufenden Abschnitt aufweist, der durch eine sanfte, gestreckte Kurve (31) in die Unterseite des dicksten Bleches (18) übergeht.