DE4445943C1

DE4445943C1 - Method of manufacturing car body parts

Info

Publication number: DE4445943C1
Application number: DE19944445943
Authority: DE
Inventors: Volker Dr Ing Thoms; Manfred Kuhnert
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2014-12-23

Abstract

The method involves placing stiffener parts (6,7) on different outer skin parts (2) of body panels (1,3) after the outer skin parts have been deep-drawn. The material of the stiffener parts is such that it is not weldable to the outer skin parts. The stiffened panels are then separated by profile cuts. The stiffener parts are manufactured separately, and individually fastened to the outer skin parts. The different stiffener parts for the outer body panel and the part to be fitted into it, are deep-drawn together and simultaneously from a single steel sheet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von paßgenau und oberflächenbündig ineinander fügbaren Karosseriebautei len gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for producing a precise fit and body-building parts which can be joined flush with one another len according to the preamble of claim 1.

Bei der heutigen Herstellung von Fahrzeugkarosserien werden die einzelnen Bauteile wegen der besonderen Paßgenauigkeiten zuneh mend als "Integralbauteile" ausgebildet. Ein Integralbauteil ist beispielsweise eine Seitenwand, die alle Türmaße beinhaltet und aus der vor dem Tiefziehvorgang im Bereich der späteren Tür die gesamte Türöffnung bis auf die zum Niederhalten beim Tiefziehen notwendigen Blechabschnitte ausgeschnitten wird. Die am Ort der künftigen Tür aus der Seitenwand ausgeschnittenen Blechstücke werden dabei dem Schrott zugeführt. Nach dem Preßvorgang wird der Türrahmen nochmals beschnitten, wobei zusätzlicher Ver schnitt anfällt. Anschließend werden die Versteifungsteile ein zeln an der Tür und an der Seitenwand im Türbereich lagegerecht angebracht. Aufgrund der Vielzahl der beschriebenen Einzel schritte zur Ausbildung der Karosseriebauteile und des erhebli chen Anteils an anfallendem Schrott, der etwa 50% des unbe schnittenen Ausgangsmaterials beträgt, ist das bekannte Ferti gungsverfahren sehr kostspielig und zeitintensiv. Des weiteren ist zum einen es fertigungstechnisch sehr aufwendig die Türmaße für eine exakte Paßgenauigkeit auf die Türöffnung der Seitenwand abzustimmen und zum anderen bei der Umformung der Zargenbereich der Seitenwand tiefziehtechnisch problematisch.In today's production of vehicle bodies, the individual components increasingly due to the special fit mend trained as "integral components". An integral part is for example a side wall that includes all door dimensions and from the before the deep-drawing process in the area of the later door entire door opening except for the one to hold down during deep drawing necessary sheet metal sections is cut out. The place of future door sheet metal pieces cut out of the side wall are fed into the scrap. After the pressing process the door frame trimmed again, whereby additional ver cut incurred. Then the stiffening parts are on tents on the door and on the side wall in the door area appropriate. Due to the large number of items described steps to training the body components and the erhebli The proportion of scrap that arises, which accounts for about 50% of the unused is the well-known Ferti process is very expensive and time-consuming. Furthermore on the one hand, it is very expensive to manufacture the door dimensions for an exact fit on the door opening of the side wall to coordinate and secondly in the reshaping of the frame area the side wall is problematic in terms of thermoforming.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 34 29 092 A1 be kannt.A generic method is from DE 34 29 092 A1 knows.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, daß der fertigungs technische Aufwand und die Kosten zur Herstellung der Karosse riebauteile unter Gewährleistung einer exakten Paßgenauigkeit der ineinander fügbaren Karosseriebauteile verringert werden.The invention has for its object the generic Process to further develop that the manufacturing technical effort and the cost of manufacturing the body riebauteile guaranteeing an exact fit the interlocking body components can be reduced.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.The object is according to the invention in that in claim 1 specified characteristic features solved.

Die Vorteile der anspruchsgemäßen Ausgestaltung des Herstel lungsverfahrens liegen darin, daß durch die gemeinsame Umformung der Außenteile der ineinander fügbaren Karosseriebauteile und der erst zum Schluß erfolgenden Heraustrennung des später einzu passenden aus dem mit diesem noch zusammenhängenden umgebenden Bauteil einerseits der in bisherigen Herstellungsverfahren an fallende Verschnittanteil wesentlich reduziert wird und daß an dererseits durch das Heraustrennen des einzupassenden Bauteils paßgenaue Trennstellen zwischen beiden Bauteilen erreicht wer den, die Nachbearbeitungen von nur geringem Umfang für eine spä tere Einpassung erfordern. Es wird durch die Schrottvermeidung somit in größerem Umfang Material eingespart und damit die dafür aufzubringenden Kosten bei der Materialbeschaffung. Weiterhin werden die Recycling-Menge und die damit verbundenen Kosten re duziert. Für die Umformung der Karosseriebauteile wird nur ein einziges Tiefziehwerkzeug benötigt, was die Herstellung verein facht sowie deren Aufwand, Zeit und Kosten erheblich verringert. Diese wird desweiteren dadurch sehr vereinfacht, daß der für das Versteifungsteil vorgesehene Anbringungsbereich des umgebenden Karosseriebauteils, dessen Gestaltung für ein zur Ausbildung der Einpaßöffnung vorher beschnittenes umgebendes Karosseriebauteil beim Tiefziehen umformtechnisch schwierig ist, erfindungsgemäß beim Tiefziehen nicht berücksichtigt werden muß. Schließlich werden die Herstellungskosten der Karosseriebauteile aufgrund der erzielten Verfahrensökonomie wesentlich verringert.The advantages of the sophisticated design of the manufacturer development process is that through the common reshaping the outer parts of the interlocking body components and the separation at the end of the later matching from the surrounding still connected with it Part on the one hand in previous manufacturing processes falling waste is significantly reduced and that on the other hand by removing the component to be fitted Precisely fitting separation points between the two components can be reached those who postprocessed only a small amount for a late require more adjustment. It is by avoiding scrap This saves a lot of material and therefore the necessary material costs to be incurred in the procurement of materials. Farther the recycling amount and the associated costs will be re induced. Only one is used for forming the body components only deep-drawing tool needed, which unites the manufacture as well as their effort, time and costs significantly reduced. This is further simplified by the fact that the Stiffening part provided attachment area of the surrounding Body component, the design of which for training the Fitting opening previously trimmed surrounding body component is technically difficult in deep drawing, according to the invention does not have to be taken into account in deep drawing. Finally the manufacturing costs of the body components are due the process economy achieved significantly reduced.

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 perspekti visch in einer schematischen Querschnittdarstellung eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigte Seitenwand eines Kraftfahrzeuges mit Versteifungsteilen in unbeschnittenem Zu stand.Appropriate embodiments of the invention can the Unteran sayings are taken; otherwise the invention is based an embodiment shown in the drawings explained in more detail below; the figure shows perspecti visch in a schematic cross-sectional representation the side wall manufactured according to the method of the invention Motor vehicle with stiffening parts in untrimmed zu was standing.

In der Figur ist ein Abschnitt einer Seitenwand 1 einer Karos serie eines Kraftfahrzeuges dargestellt. In der Seitenwand 1 ist eine Tür 3 noch ungetrennt integriert. Die aus einem Leichtbau werkstoff oder Stahl bestehenden, zusammenhängenden Außenhaut teile 2 der Seitenwand 1 und der Tür 3 sind durch Tiefziehen be züglich ihrer Oberflächenkontur und Umrißkontur konturgerecht, im Querschnitt im wesentlichen U-förmig, ausgebildet.In the figure, a section of a side wall 1 of a Karos series of a motor vehicle is shown. A door 3 is still integrated in the side wall 1 without being separated. The existing from a lightweight material or steel, contiguous outer skin parts 2 of the side wall 1 and the door 3 are formed by deep drawing be with respect to their surface contour and contour contour, in cross-section substantially U-shaped.

An der Innenseite 4 der Außenhautteile 2 sind die Innenhautteile 5 befestigt. Die zur Versteifung der Seitenwand 1 und der später herausgetrennten Tür 3 dienenden Innenhautteile 5 beinhalten ei ne Türzarge 6 und einen von dieser gesonderten Türinnenrahmen 7, die ebenfalls aus einem Leichtbauwerkstoff bestehen und an den Außenhautteilen 2 im Türbereich angeklebt sind.The inner skin parts 5 are fastened to the inner side 4 of the outer skin parts 2 . The serving for stiffening the side wall 1 and the later removed door 3 inner skin parts 5 contain egg ne door frame 6 and a separate from this inner door frame 7 , which also consist of a lightweight material and are glued to the outer skin parts 2 in the door area.

Die Türzarge 6 setzt sich aus einem im wesentlichen ebenen Ab schnitt 8, der parallel und mit Abstand zum Grund 9 der Außen hautteile 2 verläuft, und einem schachtförmigen Abschnitt 10 zu sammen, der vom ebenen Abschnitt 8 zum Grund 9 hin senkrecht ab ragt. Die Türzarge 6 weist am dem Abschnitt 10 abgewandten Rand 11 des Abschnitts 8 entlang beider Längsseiten 12 der Seitenwand 1 Anklebflansche 13 auf, welche derart vom Rand 11 abgewinkelt sind, daß sie weitgehend parallel zu Schenkeln 14, 15 der U-Form der Außenhautteile 2 innenseitig ausgerichtet sind.The door frame 6 is composed of a substantially flat From section 8 , which runs parallel and at a distance from the bottom 9 of the outer skin parts 2 , and a shaft-shaped section 10 together , which projects vertically from the flat section 8 to the bottom 9 . The door frame 6 has on the portion 10 of the edge facing away 11 of the portion 8 along both longitudinal sides 12 of the side wall 1 Anklebflansche 13 which are so angled from the edge 11, that they inside largely legs 14, 15 of the U-shape of the outer skin panels 2 parallel are aligned.

Die Türzarge 6 ist mit den Anklebflanschen 13 an den Schenkeln 14, 15 angeklebt. Durch die bei der parallelen Ausrichtung er reichte vergrößerte Flächenpressung der Anklebflansche 13 an dem Außenhautteil 2 der Seitenwand 1 wird die Haftung der Zarge 6 an dieser in der Klebeverbindung gesteigert. Der Abschnitt 10, der senkrecht auf den Grund 9 der Außenhautteile 2 weist, besitzt an seinem grundseitigen Ende 16 einen rechtwinklig abknickenden An klebeflansch 17, der somit parallel zum Grund 9 ausgerichtet und und durch den die Zarge 6 am Grund 9 der Außenhautteile 2 durch eine Klebeverbindung mit durch seine parallele Anordnung eben falls erhöhter Flächenpressung und damit gesteigerter Haftung befestigt ist.The door frame 6 is glued to the legs 14 , 15 with the adhesive flanges 13 . Due to the parallel alignment he reached increased surface pressure of the adhesive flanges 13 on the outer skin part 2 of the side wall 1 , the adhesion of the frame 6 to this is increased in the adhesive connection. The section 10 , which points perpendicular to the base 9 of the skin parts 2 , has at its base end 16 a right-angled adhesive flange 17 , which is thus aligned parallel to the base 9 and and through which the frame 6 on the base 9 of the skin parts 2 by a Adhesive connection with its parallel arrangement if increased surface pressure and thus increased adhesion is attached.

Der Abschnitt 10 umläuft die zukünftige Türöffnung bzw. den künftigen Türspalt 18, wobei der Anklebeflansch 17 mit seiner Randkante 19 etwa mittig zum später ausgebildeten Türspalt 18 (strichliert dargestellt) abschließt. Die Randkante 19 grenzt unter Ausbildung eines Fügespaltes 20 unmittelbar an eine gleichfalls mittig zum späteren Türspalt 18 angeordnete Rand kante 21 eines hinsichtlich des Türspaltes 18 umlaufenden und parallel zum Grund 9 ausgerichteten Anklebflansches 22 des wan nenförmig ausgebildeten Türinnenrahmens 7, der über den Ankleb flansch 22 an dem türseitigen Außenhautteil 2 angeklebt ist.The portion 10 rotates the future door opening or future door gap 18, wherein the Anklebeflansch (shown in dashed lines) 17 with its peripheral edge 19 is approximately centered to the subsequently formed slit door 18 closes. The edge 19 borders with the formation of a joining gap 20 directly to an edge 21 also arranged centrally to the later door gap 18 and a circumferential with respect to the door gap 18 and parallel to the base 9 oriented adhesive flange 22 of the tub-shaped door inner frame 7 , the flange 22 via the adhesive is glued to the outer skin part 2 on the door.

Durch die mittige Platzierung der Randkanten 19, 21 bzw. des Fü gespaltes 20 innerhalb des späteren Türspaltes 18 infolge der damit erreichten regelmäßig verlaufenden Trennlinie wird eine einfachere Führung eines Trennwerkzeuges bei der Heraustrennung der Tür 3 erzielt wird.Due to the central placement of the marginal edges 19 , 21 or the joint gap 20 within the subsequent door gap 18 as a result of the regular dividing line thus achieved, a simpler guidance of a separating tool when the door 3 is separated out is achieved.

Die Werkstoffwahl sowohl für die Außen- als auch für die Innen hautteile 2, 5 ist hier derart, daß beide nicht oder - wenn über haupt - nur schwer miteinander verschweißbar sind. Die Außen hautteile 2 können in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Ther moplast, eventuell auch aus einem glas- oder kohlenfaserver stärkten Kunststoff sein, und die Innenhautteile 5 aus Leichtme tall, vorzugsweise aus Aluminium bestehen. Ebenso ist eine Um kehrung der Verwendung der Werkstoffe für die Außen- und Innen hautteile 2, 5 denkbar. Faserverstärkte Kunststoffe geben dabei für die Innenhautteile 5 Versteifungs- und Gewichtsvorteile ge genüber anderen Materialien.The choice of materials for both the outer and for the inner skin parts 2 , 5 is here such that both are not or - if at all - are difficult to weld together. The outer skin parts 2 can be made of a thermoplastic in this embodiment, possibly also from a glass or kohlenfaserver reinforced plastic, and the inner skin parts 5 made of Leichtme tall, preferably made of aluminum. A reversal of the use of the materials for the outer and inner skin parts 2 , 5 is also conceivable. Fiber-reinforced plastics provide 5 stiffening and weight advantages for the inner skin parts compared to other materials.

Zur Herstellung der ineinander fügbaren Karosseriebauteile, der Tür 3 und der Seitenwand 1, werden diese gemeinsam und gleich zeitig aus einer einheitliche ebene Platine - bei einer Leicht metallkarosserie beispielsweise eine Blechtafel - bei einer der späteren Einpaßlage entsprechenden Relativlage tiefgezogen, wo bei die Blechtafel an den Blechabschnitten 23, 24 von einem Nie derhalter an der Tiefziehmatrize festgehalten und durch Beauf schlagung durch einen Tiefziehstempel die U-förmige Kontur der Außenhautteile 2 gebildet wird.To produce the interlocking body components, the door 3 and the side wall 1 , these are deep-drawn together and simultaneously from a uniform flat board - in the case of a light metal body, for example a sheet metal plate - in a relative position corresponding to the later fitting position, where the sheet metal plate on the Sheet metal sections 23 , 24 held by a never derhalter on the deep-drawing die and the U-shaped contour of the outer skin parts 2 is formed by exposure to a deep-drawing stamp.

Anschließend wird die Zarge 6 an den Anklebeflanschen 13, 17 an die noch zusammenhängenden Außenhautteile 2 der Tür 3 und Sei tenwand 1 mittels einer Klebmasse 25 angeklebt, wobei der Flansch 17 mittig im späteren Türspalt 18 endet und diesen durchgängig umläuft. Dann wird der Türinnenrahmen 7 mit der Randkante 21 seines Anklebeflansches 22 an die Randkante 19 des Anklebeflansches 17 der Türzarge 6 angefügt, wodurch der Türin nenrahmen 7 lagerichtig zentriert wird, und an die Außenhauttei le 2 mit gegebenenfalls gleicher Klebmasse 25 angeklebt.Subsequently, the frame 6 is glued to the adhesive flanges 13 , 17 on the still connected outer skin parts 2 of the door 3 and tenwand 1 by means of an adhesive 25 , the flange 17 ending in the middle in the subsequent door gap 18 and running all the way around. Then the door inner frame 7 with the edge 21 of its adhesive flange 22 is attached to the edge 19 of the adhesive flange 17 of the door frame 6 , whereby the door frame 7 is centered in the correct position, and glued to the outer skin part 2 with possibly the same adhesive 25 .

Die beiden unterschiedlichen Versteifungsteile 6, 7 müssen nicht notwendigerweise einzeln hergestellt werden und aneinandergefügt werden. So ist ebenfalls eine berührungslose lagerichtige An bringung denkbar gleichwie ein Tiefziehen beider Versteifungs teile 6, 7 gemeinsam und gleichzeitig aus einer einheitlichen Platine bei einer der späteren Einpaßlage entsprechenden Rela tivlage. Bei der Herstellung der Versteifungsteile 6, 7 aus einer Platine werden zum einen beim späteren Fügen eine exakte Abstim mung der Lage der Teile 6, 7 aufeinander erreicht und gleicherma ßen unerwünschte fertigungstoleranzbedingte Ungleichmäßigkeiten bei einer Einzelherstellung, durch die sich eine ungenauere La geabstimmung der Teile 6, 7 und gegebenenfalls damit eine schlechtere Verarbeitungsqualität ergibt, vermieden. Zum anderen wird dadurch eine zusätzliche Fertigungslinie und zusätzliche Arbeitsschritte eingespart, wodurch die Fertigungskosten der Ka rosseriebauteile 1, 3 verringert werden.The two different stiffening parts 6 , 7 do not necessarily have to be manufactured individually and joined together. So a non-contact correct position is also conceivable as well as a deep-drawing of both stiffening parts 6 , 7 together and at the same time from a single board with a later fitting position relative position. In the manufacture of the stiffening parts 6 , 7 from a board, an exact matching of the position of the parts 6 , 7 to one another is achieved during subsequent joining, and likewise undesirable non-uniformities due to manufacturing tolerances in a single production, which results in an inaccurate position of the parts 6 , 7 and, if necessary, results in poorer processing quality. On the other hand, this saves an additional production line and additional work steps, thereby reducing the manufacturing costs of the body components 1 , 3 .

Danach wird von der den Versteifungsteilen 6, 7 abgekehrten Sei te der Außenhautteile 2 aus durch Strahlschneiden in einem er sten Schnitt mittels eines Hochdruckwasserstrahles oder Lasers von der Randkante 21 leicht zurückversetzt gemäß des Verlaufes des Fügespaltes 20 ein flächiges Wandstück in Form der Tür 3 un ter Bildung der Türöffnung aus der Seitenwand 1 ausgeschnitten und in einem darauffolgenden zweiten Schnitt von der Randkante 19 leicht zurückversetzt ein zur Türumrißkontur konturgetreuer Verbundstreifen zur Bildung eines Türspaltes 18 für die Gewähr leistung der Schwenkbeweglichkeit der später montierten Tür 3 abgeschnitten. Dabei werden speziell fein einbringbare Fugen in der Fertigung der Karosseriebauteile bei gleichzeitig rationel lem Werkstoffeinsatz und der damit verbundenen Ressourcenscho nung ermöglicht. Zur Vermeidung von scharfen Kanten werden die Schnittkanten an der Tür 3 und der umgebenden Seitenwand 1 da raufhin abgeschliffen.Thereafter, from the stiffening parts 6 , 7 facing away from the outer skin parts 2 by jet cutting in a first cut by means of a high-pressure water jet or laser, it is set back slightly from the edge 21 according to the course of the joining gap 20, a flat wall piece in the form of the door 3 un ter Formation of the door opening cut out of the side wall 1 and in a subsequent second cut from the edge 19 slightly set back a contour strip true to the contour of the door contour to form a door gap 18 for guaranteeing the pivoting mobility of the later assembled door 3 cut off. In this way, joints that can be precisely inserted are made possible in the manufacture of the body components, while at the same time using materials efficiently and conserving resources. To avoid sharp edges, the cut edges on the door 3 and the surrounding side wall 1 are then sanded down.

Abschließend wird dann die Tür 3 an der Seitenwand 1 paßgenau montiert. Die die Türzarge 6 und den Türinnenrahmen 7 beinhal tende Versteifung kann auch als einteiliges Formteil ausgebildet sein, das mit ortsgleichen Klebestellen zu den aneinandergefügten Einzelteilen an die Außenschale 2 geklebt ist, wodurch durch den Entfall der Fügevorganges der vereinzelten Versteifungsteile an einander und an den Außenhautteilen 2 ein weiterer Arbeits schritt gespart und damit die Herstellung vereinfacht und ko stengünstiger gestaltet wird.Finally, the door 3 is then fitted to the side wall 1 with a precise fit. The stiffening of the door frame 6 and the door inner frame 7 can also be designed as a one-piece molded part which is glued to the outer shell 2 with the same adhesive locations to the joined parts to the outer shell 2 , thereby eliminating the joining process of the isolated stiffening parts on each other and on the outer skin parts 2nd a further work step is saved, making production easier and more cost-effective.

Claims

1. Process for the production of precisely fitting and surface-flush, mutually joinable body components, in particular a vehicle side wall with a door opening and a door to be fixed therein, the outer skin parts of both the surrounding and the component to be fitted together and simultaneously from a single circuit board in one of the subsequent fitting position corresponding relative position are deep-drawn, a flat wall piece being separated at the location of the component to be later fitted into the surrounding component to form a fitting opening from the surrounding component, and stiffening parts being attached to the outer skin parts of the components which can be inserted into one another, whose material cannot be welded to that of the outer skin parts, characterized in that after the deep-drawing of the outer skin parts, the stiffening parts ( 6 , 7 ) are connected at their destination to the two different, still undivided the outer skin parts (2) of the diamonds produced components (1, 3) are mounted, and that only then the already stiffened body parts (1, 3) sections by contour to be separated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the stiffening parts ( 6 , 7 ) of the two body components ( 1 , 3 ) each manufactured separately and individually attached to the still unrelated outer skin parts ( 2 ) after correct alignment.

3. The method according to claim 1, characterized in that the stiffening parts ( 6 , 7 ) as a one-piece molded part ( 26 ) on the contiguous outer skin parts ( 2 ) of the body components ( 1 , 3 ) are mounted thereon after correct alignment.

4. The method according to claim 1, characterized in that the two different stiffening parts ( 6 , 7 ) for the surrounding and the body component to be fitted ( 1 , 3 ) together and at the same time are deep-drawn from a single board in a relative position corresponding to the later fitting position .

5. The method according to claim 1, characterized in that the stiffening parts ( 6 , 7 ) to the outer skin parts ( 2 ) of the body components ( 1 , 3 ) are glued, especially in the case of non-weldable materials.

6. The method according to claim 1, characterized, that contour cutting by jet cutting using a high energy beam, especially a laser or Water jet takes place.