DE60009021T2

DE60009021T2 - Verfahren zum Zusammenbau von zwei Metallblechen

Info

Publication number: DE60009021T2
Application number: DE60009021T
Authority: DE
Inventors: Valerie Sandjivy; Jean-Nicolas Guyomard
Original assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Current assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Priority date: 1999-12-29
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2020-12-23
Also published as: FR2803240A1; DE60009021D1; EP1112830B1; ATE261807T1; EP1112830A1; JP2001212847A; FR2803240B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammenbau von mindestens zwei Blechen, wobei auf den Blechen ergänzende Zusammenbauformen geschaffen werden, die durch Gussstückformen mit Kunststoffmaterial umhüllt werden, um die Bleche in zusammengebauter Position zu halten.
Es sind bereits solche Verfahren bekannt, die insbesondere in der Herstellung von Vorderseiten von Kraftfahrzeugen verwendet werden. 1A und 1B stellen zum Beispiel das Verfahren dar, das im Dokument EP-A-721831 beschrieben ist.
In 1A ist eine Anordnung von zwei Blechen zu sehen, welche aus einem oberen Träger 1 der Vorderseite eines Kraftfahrzeuges besteht, auf dem eine Stütze 2 zu befestigen ist. Zu diesem Zweck sind auf dem Träger 1 und auf der Stütze 2 ergänzende Zusammenbauformen vorgesehen.
Diese Zusammenbauformen bestehen jeweils aus einem Loch 3 bzw. 4, dessen Ränder direkt in einer Form für das Gussstückformen als Kegelstumpf 5 bzw. 6 getieft sind. Die Kegelstumpfe 5 und 6 sind ergänzend, so dass – wenn ebene Flächen 7 bzw. 8, gegenüber dem Träger 1 und der Stütze 2, gegeneinander angelegt werden – der Kegelstumpf 6 in den Kegelstumpf 5 eingreift.
Der Träger 1 und die Stütze 2, die auf diese Weise aneinander gefügt wurden, werden in Kunststoffmaterial 9, das in eine Ausnehmung der Form eingespritzt ist, umhüllt. Dieses Kunststoffmaterial bildet eine Verrippung 10 und durchquert außerdem die Löcher 3 und 4, um sich über diese Löcher in das Innere des Kegelstumpfs 6 auszubreiten. Daraus folgt, nach dem Abkühlen des Kunststoffes, eine Art von Vernietung der zwei Bleche 1 und 2.
Dieses Verfahren zum Zusammenbau weist den Nachteil auf, dass es keine direkte mechanische Verbindung zwischen den beiden Blechen gibt, wobei die Verbindung nur durch das Kunststoffmaterial für das Gussstückformen hergestellt wird. Daraus ergibt sich eine mangelhafte Steifheit des Zusammenbaus.
Um dieses Problem zu lösen, lehrt das Dokument US-A-5673572, die Elemente, die zusammenzubauen sind, zu falzen, bevor sie in die Einspritzform eingefügt werden. Diese Lösung ist nicht zur Gänze zufriedenstellend, weil sie einen zusätzlichen Schritt erfordert.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diesen Nachteil zu beseitigen.
Die Erfindung hat insbesondere die Aufgabe, ein Verfahren jener Art bereitzustellen, die in der Einleitung definiert wurde, und sieht vor, dass dieses Verfahren einen Schritt des Falzens der ergänzenden Zusammenbauformen in der Form für das Gussstückformen umfasst.
Somit sind die zwei Bleche nicht nur durch ihr gemeinsames Gussstückformen zusammengefügt, sondern zudem mechanisch aufgrund ihres Falzens verbunden. Dieses Falzen erfordert keinen zusätzlichen Arbeitsschritt, da sie in der Form für das Gussstückformen erfolgt.
Im Folgenden werden optionale Eigenschaften der Erfindung, die ergänzend oder alternativ sind, angeführt:

– Das Falzen erfolgt beim Schließen der Form durch Falzmittel, die von letzterer getragen werden.
– Die ergänzenden Zusammenbauformen werden umhüllt, indem Kunststoffmaterial in eine Formausnehmung, die durch das Verschieben der Falzmittel freigemacht ist, eingespritzt wird.
– Das Verschieben der Falzmittel wird durch den Einspritzdruck des Kunststoffmaterials ausgelöst.
– Das Verschieben erfolgt mit Hilfe von Mitteln zur elastischen Rückführung, wobei letztere beim Öffnen der Form eine umgekehrte Bewegung der Falzmittel bewirken, welche das Entformen erleichtert. Somit wird eine Bewegung mit doppelter Wirkung ausgeführt, wobei die Falzmittel ihre ursprüngliche Position am Ende des Schritts des Auswurfs des gussstückgeformten Teils wieder einnehmen.
– Die ergänzenden Zusammenbauformen umfassen eine konvergierende Düse, die in einem der Bleche um ein erstes Loch herum, das in dem Blech angeordnet ist, ausgebildet wird und über ein zweites Loch vorsteht, das in mindestens einem anderen Blech angeordnet ist, wobei das Falzen durch Verbreiterung des ersten Lochs und durch Rollen der Düse um den Rand des zweiten Lochs erfolgt.

Die Erfindung betrifft ferner eine Einspritzform für das Umsetzen des Verfahrens, welche Falzmittel umfasst, die in Anspruch 7 detailliert angeführt werden.
Das Verfahren und/oder die Form gemäß der Erfindung sind insbesondere für die Herstellung einer Vorderseite eines Kraftfahrzeuges verwendbar.
Nun werden beispielhaft – und nicht einschränkend – besondere Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1A und 1B, die bereits beschrieben wurden, den Stand der Technik;
2A, 2B und 2C drei Schritte zur Umsetzung eines Verfahrens gemäß der Erfindung;
3 eine transversale teilweise Schnittansicht einer Vorderseite eines Kraftfahrzeuges, die durch das Verfahren von 2A bis 2C hergestellt wurde; und
4A, 4B, 4C und 5, die 2A, 2B, 2C bzw. 3 entsprechen, eine Variante des Verfahrens.
In 2A bis 2C sind ein oberer Träger 21 einer Vorderseite eines Kraftfahrzeuges und eine Stütze 22 zu sehen, die wie zuvor aus Blech hergestellt sind. Ergänzende Zusammenbauformen sind auf dem Träger 21 und auf der Stütze 22 ausgebildet.
Die Zusammenbauform der Stütze besteht hier aus einem einfachen kreisförmigen Loch 23.
Die Zusammenbauform des Trägers besteht aus einem Loch 24, dessen Ränder getieft sind, um eine Art von konvergierender Düse 25 zu bilden. Die Basis der Düse 25 weist einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Lochs 23 ist, so dass das Loch 24 einen Durchmesser aufweist, der geringer als jener des Lochs 23 ist.
Da die Düse 25 in das Loch 23 eingreift, sind der Träger 21 und die Stütze 22 im Hinblick auf ihr Gussstückformen in einer aus zwei Teilen 26 und 27 bestehenden Form angeordnet, wie in 2A dargestellt.
Der Formenteil 26 umfasst auf der Höhe der Zusammenbauformen eine Ausnehmung 28, in die ein Kanal 29 zum Einspritzen von Kunststoffmaterial mündet.
Ein zylinderförmiger Dorn 30 ist gleitend im Formenteil 27 befestigt, der sich auf der Seite des Außenbereichs des Trägers befindet und zu dem die Düse 25 hin gedreht ist, gegenüber der Ausnehmung 28. Dieser Dorn kann sich zwischen einer Ausfahrposition, die in 2A und 2B dargestellt ist, und einer Einziehposition bewegen, die in 2C dargestellt ist.
Der Kopf des Dorns 30 bildet einen Kegelstumpf 31, der zu seinem Ende hin verjüngt ist. Das Ende des Kegelstumpfs 31 weist einen Durchmesser auf, der etwas geringer als jener des Lochs 24 ist, und die Basis des Kegelstumpfs 31 weist einen Durchmesser auf, der geringer als jener des Körpers des Dorns ist und ist mit letzterem über eine Oberfläche 32 verbunden, welche im Wesentlichen die Form einer ringförmigen Rinne aufweist, deren Konkavität axial zum Ende des Dorns hin ausgerichtet ist.
Sobald der Träger 21 und die Stütze 22 in der Form angeordnet sind, wird letztere geschlossen, wobei sich der Dorn 30 in ausgefahrener Position befindet, wie in 2B dargestellt.
Im Zuge dieses Schließvorganges dringt der Kopf 31 des Dorns 30 in das Loch 24 ein und verbreitert dieses nach und nach, wobei er gleichzeitig in die Ausnehmung 28 eindringt. Wenn der Rand des Lochs den Boden der Rinne 32 erreicht hat, wird er zu den Rändern des Lochs 23 rückgeführt, wodurch das Falzen des Bleches 22 auf das Blech 21 gewährleistet wird.
Wie in 2C gezeigt, ist der Dorn 30 dann in den Formenteil 27 zurückgezogen, und Kunststoffmaterial wird vom Kanal 29 aus in die Ausnehmung 28 eingespritzt. In diesem Zusammenhang ist es möglich, eine nicht dargestellte Feder vorzusehen, welche den Dorn in Ausfahrposition belastet und unter dem Einspritzdruck ohne getrennten Befehl dessen Rückwärtsbewegung ermöglicht. Das Kunststoffmaterial durchquert die gefalzten Löcher 23 und 24 und dringt in die Führungsbohrung des Dorns 30 bis zu letzterem ein, wodurch eine Masse 33 gebildet wird, die über die Löcher 23 und 24 mit dem Kunststoffmaterial der Ausnehmung 28 verbunden ist. Der Falz ist somit im Kunststoffmaterial versenkt, durch das er immobilisiert wird.
Danach wird die Form geöffnet und der Dorn wieder in Ausfahrposition geführt, wodurch er als Auswerfer dient. Auf diese Weise wird das Stück von 3 erhalten, wo ein Kern 34 aus Kunststoffmaterial die Falzzone nach einem Gussstück formt, wodurch der Zusammenbau der Bleche 21 und 22 unumkehrbar gemacht wird. Dieser Kern 34 ist mit dem Netz an Verrippungen 35 verbunden, um das mechanische Verhalten der Anordnung zu verbessern.
Die Bleche können zum Beispiel aus Stahl oder Aluminium sein. Das Gussstückformen kann mit jeglichem, geeignetem einspritzbaren Material erfolgen.
Der Träger 41 und die Stütze 42, die in 4A dargestellt sind, unterscheiden sich von dem Träger 21 und der Stütze 22, die zuvor beschrieben wurden, durch die Umkehr ihrer jeweiligen Zusammenbauformen, das heißt, dass es die Stütze 42 ist, welche eine Düse 45 aufweist, die mit einem Loch 44 endet und sich über ein Loch 43 des Trägers erstreckt. Der Formenteil 46, der auf der Seite des Innenbereichs des Trägers angeordnet ist, trägt den Dorn 50, dessen Form jener des Dorns 30 ähnelt, während der Formenteil 47, der auf der Seite des Außenbereichs des Trägers angeordnet ist, eine Formungsausnehmung 48 definiert, wenn die Form geschlossen ist, so wie in 4B gezeigt. Es ist nicht erforderlich, einen Einspritzkanal vorzusehen, um die Ausnehmung 48 zu versorgen, da das Kunststoffmaterial, welches die Versteifungsverrippungen 55 bildet, entlang des Pfeils F von 4C abfließen kann, um die Masse 53 gegenüber des Dorns 50 während des Zurückziehens von letzterem zu bilden und von dort die Löcher der Bleche zu durchqueren, um die Ausnehmung 48 zu füllen. Um das Falzen auszuführen, wirkt der Dorn 50 auf die Düse 45 in einer Weise, die mit der zuvor beschriebenen Weise identisch ist.
Obwohl das Verfahren gemäß der Erfindung in seiner Anwendung zum Verbinden von lediglich zwei Blechen beschrieben wurde, versteht sich, dass das Verfahren auch mit einer größeren Anzahl an Blechen durchgeführt werden kann.

Claims

Verfahren zum Zusammenbau von mindestens zwei Blechen (21, 22), bei dem auf den Blechen ergänzende Zusammenbauformen (23–25) geschaffen werden, die durch Gussstückformen mit Kunststoffmaterial umhüllt werden, um die Bleche in zusammengebauter Position zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt des Falzens der ergänzenden Zusammenbauformen in der Form (26, 27) für das Gussstückformen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Falzen während des Schließens der Form durch Falzmittel (30) erfolgt, die durch einen Teil (27) der Form getragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die ergänzenden Zusammenbauformen umhüllt werden, indem Kunststoffmaterial in eine Formausnehmung (28) eingespritzt wird, die durch das Verschieben der Falzmittel (30) freigemacht ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verschieben der Falzmittel durch den Einspritzdruck des Kunststoffmaterials ausgelöst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, wobei das Verschieben mit Hilfe von Mitteln zur elastischen Rückführung erfolgt, wobei letztere beim Öffnen der Form eine umgekehrte Bewegung der Falzmittel verursachen, welche das Entformen erleichtert.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die ergänzenden Zusammenbauformen eine konvergierende Düse (25), welche in einem der Bleche um ein erstes Loch (24) herum ausgebildet ist, das in dem Blech angeordnet ist und über ein zweites Loch (23) vorsteht, das in mindestens einem anderen Blech angeordnet ist, umfassen, wobei das Falzen durch Verbreitern des ersten Lochs und Rollen der Düse um den Rand des zweiten Lochs erfolgt.
Spritzform für das Umsetzen des Verfahrens gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, welche Falzmittel (30) umfasst, die beweglich in einem (27) der Formenteile befestigt sind, wobei die Falzmittel einen Dorn (30) umfassen, welcher aus einem Körper besteht, der gleitend in einer Öffnung des Teils (27) befestigt ist, wobei der Kopf des Dorns (30) einen Kegelstumpf (31) bildet, der sich zum freien Ende des Dorns hin verjüngt, wobei die Basis des Kegelstumpfs (31) einen Durchmesser aufweist, der geringer als jener des Körpers des Dorns ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des Kegelstumpfs mit letzterem über eine ringförmige Rinne (32) verbunden ist, deren Konkavität zum freien Ende hin ausgerichtet ist, wobei die ringförmige Rinne den gesamten Verbindungsbereich zwischen der Basis des Kegelstumpfs (31) und dem Körper des Dorns (30) einnimmt.
Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder der Form nach Anspruch 7 zur Herstellung einer Vorderseite eines Kraftfahrzeuges.