EP2240288B1

EP2240288B1 - Verfahren zum bedarfsweisen erzeugen eines durchbruchs in einem karosserieabschnitt eines fahrzeugs

Info

Publication number: EP2240288B1
Application number: EP09705251A
Authority: EP
Inventors: Klaus Sammer; Stefan Kosch
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-02-02
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: EP2240288A2; WO2009095262A2; DE102008007284A1; ATE512735T1; WO2009095262A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum bedarfsweisen Erzeugen eines Durchbruchs in einem Karosserieabschnitt eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Karosserien von Kraftfahrzeugen benötigen an den unterschiedlichsten Stellen Durchbrüche zur Durchführung von Leitungen, Gestängen oder komplexeren Bauteilen. Bei der Serienfertigung von Kraftfahrzeugen in großer Stückzahl mit der Möglichkeit der Individualisierung entsprechend den Kundenwünschen und/oder unter Berücksichtigung unterschiedlicher Marktanforderungen hängt die Art und die Anzahl derartiger Durchbrüche von vielerlei Faktoren ab, beispielsweise der jeweiligen Länderausführung, Motorisierung, Antriebsart, Sonderausstattung etc. Ein besonders anschauliches Bauspiel unterschiedlich benötigter Durchbrüche in einem Kraftfahrzeug ist die Anordnung der Lenksäule in der rechten oder in der linken Karosseriehälfte, je nach dem, ob das Kraftfahrzeug für einen Markt mit Rechts- oder Linksverkehr bestimmt ist.
Eine Möglichkeit, Durchbrüche für alle benötigten Varianten eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, besteht darin, bereits im Rohbau der Karosserie eine Vielzahl von Durchbrüchen vorzusehen, so dass alle Varianten bedient werden können. Nicht benötigte Durchbrüche werden beispielsweise mit Deckeln verschlossen, wodurch sich jedoch ein hoher Aufwand für die Abdichtmaßnahmen sowie das feste Anbringen dieser Deckel (Kleben, Nieten, Verschrauben etc.) ergibt. Durch überlappende Flansche führen diese Deckel auch zu einem Mehrgewicht. Zudem verschlechtern sich die Steifigkeitseigenschaften der Karosserie infolge der zahlreichen Durchbrüche. Auch die akustischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit verschlechtern sich.
Zur Vermeidung einiger der genannten Nachteile ist es bekannt, anstelle von Durchbrüchen, die an allen in Frage kommenden Stellen der Karosserie tatsächlich vorgehalten werden, die Karosserie an allen in Betracht kommenden Stellen beispielsweise mit einem Laser zu perforieren und anschließend je nach Variante des Kraftfahrzeuges nur an denjenigen Präparationsstellen, an denen tatsächlich ein Durchbruch benötigt wird, ein Werkzeug anzusetzen und damit den Durchbruch durch Herausschlagen des perforierten Bereiches zu erzeugen. Durch das prophylaktische Perforieren entsteht jedoch auch ein vergleichsweise hoher Aufwand, mit einer unsauberen Abtrennstelle des herausgeschlagenen Blechteiles. Außerdem erfolgt bereits durch das Perforieren eine Schwächung der Kraftfahrzeugkarosserie. Gegebenenfalls muss die nicht verwendete perforierte Präparationsstelle abgedichtet werden.
Außerdem ist es aus der DE 103 52 968 B3 bekannt, in ein Karosserieelement eine noppen- oder hutartige Ausstülpung einzubringen. Im Zuge des Prägens der Ausstülpung wird entlang der gesamten Umrisslinie des späteren Durchbruchs eine Blechstärkenreduzierung als Solbruchstelle in das Karosserieelement eingearbeitet. Zum Erzeugen des Durchbruchs im Karosserieetement wird die Ausstülpung bedarfsweise durchgeschlagen oder herausgebrochen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem bei Varianten eines Kraftfahrzeuges an der bereits lackierten Karosserie in einfacher Weise bedarfsweise Durchbrüche erzeugt werden können, ohne Schwächung der Karosseriestruktur.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Kerngedanke ist es hierbei, den Durchbruch durch einen Stanzvorgang am bereits lackierten Karosserieabschnitt nur dann und erst dann zu erzeugen, wenn er wirklich benötigt wird. Somit tritt keine unnötige Schwächung der Karosseriestruktur durch "vorgehaltene" und tatsächlich nicht benötigte Durchbrüche ein, so dass sich Vorteile hinsichtlich des Crashverhaltens, der Steifigkeit der Karosserie, der akustischen Eigenschaften und der Homogenität des Blechmaterials ergeben. Mit der Beschränkung auf die tatsächlich notwendige Anzahl von Durchbrüchen ergeben sich keine unnötigen Undichtigkeitsstellen an der Karosserie. Außerdem fallen keine zusätzlichen Materialkosten für Deckel zum Verschließen der Durchbrüche an, ebenso wenig wie Fertigungskosten für die Montage und die Abdichtung der Deckel entstehen. Auch ergeben sich Gewichtsvorteile, weil Deckel mit einem überlappenden Flansch vermieden werden können. Das Stanzwerkzeug kann nahezu überall an einer Fahrzeugkarosserie und grundsätzlich zu jedem Zeitpunkt nach dem Abschluss des Lackiervorgangs an einer Kraftfahrzeugkarosserie angesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für ein breites Spektrum von Anwendungsfällen. Eine wichtige Anwendung sind hierbei Länderausführungen für Rechts- bzw. Linksverkehr, die unterschiedliche Durchbrüche für die Lenksäule, die Scheibenwischerachsen, das Bremsgerät, das Fußhebelwerk etc. bedingen. Weiterhin müssen je nach Länderausführung, Motorisierung, Antriebsart (Schalt- oder Automatikgetriebe, Front- bzw. Heckantrieb, Allradantrieb, Hybridantrieb etc.), Sonderausstattung usw. unterschiedliche Durchbrüche für eine Vielzahl von Komponenten bedarfsweise angebracht werden, wie beispielsweise einzelne elektrische Leitungen sowie komplette Kabelbäume, Hydraulikleitungen, Druckluftleitungen, Kraftstoffleitungen, Leitungen für Heizung und/oder Klimatisierung, Seilzüge, Gestänge, Hebel, Wellen, Heiz-Klima-Geräte, Schaltböcke, Schaltgestänge, Rückfahrkameras, Dachantennen, Dachrelings, Kamerasysteme, Sensorsysteme, gegebenenfalls Komponenten für Hybridfahrzeuge usw.
Der grundsätzlich beim Erzeugen des Durchbruches an der bereits lackierten Karosserie entstehende Stanzgrat muss zur Vermeidung von Korrosion nachbehandelt werden.
Erfindungsgemäß wird ein Stanzwerkzeug mit einem Stanzteller und einem Gegenhalter eingesetzt. Der Stanzteller entspricht in Form und Größe dem zu erzeugenden Durchbruch und wird an der betreffenden Stelle der Fahrzeugkarosserie positioniert. An der gegenüberliegenden Seite des Karosserieabschnitts wird der zugehörige Gegenhalter angeordnet, so dass eine Abstützung der aufzubringenden Stanzkraft erfolgt. Damit ist eine Zugänglichkeit der Karosserie von zwei Seiten erforderlich.
Ein derartiges Stanzwerkzeug ist beispielsweise zangenartig ausgeführt, mit einer festen Lagezuordnung von Stanzteller und Gegenhalter an den Endabschnitten der "Zange" und mit einer Einrichtung zum Aufbringen der Stanzkraft zwischen Stanzteller und Gegenhalter, vergleichbar einer Schweißzange im Karosseriebau. Nachteilig hierbei sind das vergleichsweise hohe Gewicht und die Größe eines derartigen Stanzwerkzeuges, wodurch die Zugänglichkeit eingeschränkt und das Handling erschwert wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an der Stelle der Fahrzeugkarosserie oder des Karosserieabschnittes, an der ein Durchbruch benötigt wird, ein kleines Führungsloch eingebracht. Dieses Führungsloch dient der Positionierung des Stanzwerkzeugs. Das Stanzwerkzeug weist einen Stanzteller auf, dessen Stanzeinrichtung in Größe und Kontur so ausgebildet ist, dass der Stanzteller den benötigten Durchbruch erzeugen kann. Vom Stanzteller steht etwa senkrecht eine Zugstange ab, die zur Durchführung durch das Führungsloch bestimmt ist. Zunächst wird der Stanzteller an der einen Seite des zu bearbeitenden Karosserieabschnittes des Fahrzeugs angeordnet. Anschließend wird an der anderen Seite des Karosserieabschnittes auf die Zugstange eine Zugkraft aufgebracht, die den Stanzteller gegen den Karosserieabschnitt presst, wodurch der Durchbruch ausgestanzt wird. Hierbei stützt sich der Stanzteller (Patrize) gegen eine Gegenform (Matrize) ab (oder umgekehrt). Eine gewisse Einschränkung besteht lediglich in der Geometrie der Durchbrüche, die nur in begrenztem Maß von einer zweidimensionalen Gestalt abweichen kann.
Mit der oben beschriebenen Ausgestaltung des Verfahrens ist es in einfacher Weise möglich, mit einem nur sehr kleinen Führungsloch durch Ansetzen eines entsprechend größeren Stanzwerkzeuges, das durch das Führungsloch in seiner Lage positioniert wird, einen großen Durchbruch zu erzeugen, exakt an der vorgegebenen Stelle und ausschließlich bei denjenigen Fahrzeugen, bei denen der Bedarf für den jeweiligen Durchbruch tatsächlich gegeben ist.
Das für das erfindungsgemäße Verfahren benötigte Werkzeug kann sehr einfach und kostengünstig gestaltet sein, im Unterschied zu den im Presswerk während des Karosserierohbaus eingesetzten teuren Werkzeugen mit einem Stanzeinsatz. Aufgrund des kompakten Aufbaus kann das Werkzeug nahezu überall an einer Fahrzeugkarosserie und grundsätzlich zu jedem Zeitpunkt während der Herstellung einer Kraftfahrzeugkarosserie eingesetzt werden.
Der Zugstempel kann einteilig oder zweiteilig ausgeführt sein. Bei der einteiligen Version ist die Zugstange fest mit dem Stanzteller verbunden und steht etwa senkrecht hiervon ab. Bei der zweiteiligen Ausführung ist die Zugstange vom Stanzteller getrennt und kann beispielsweise in ein Innengewinde am Stanzteller eingeschraubt werden. Auch eine aufhebbare Rastverbindung oder dergleichen ist denkbar.
Bei einem einteilig ausgebildeten Zugstempel wird die Zugstange von derjenigen Seite her in das Führungsloch eingeführt, an welcher der Stanzteller nachfolgend zur Anlage am Karosserieabschnitt kommen soll. Beim zweiteiligen Zugstempel kann die Zugstange alternativ auch von derjenigen Seite her in das Führungsloch eingeführt werden, an der nachfolgend die Zugkraft aufgebracht wird.
Der Stanzteller ist bevorzugt als im Wesentlichen ebene Platte ausgebildet, wobei der umlaufende Rand der Platte im Zusammenwirken mit einer auf der anderen Seite des Karosserieabschnitts angeordneten Matrize die Schneide" für den Stanzvorgang bildet.
Der Stanzteller kann entlang seines umlaufenden Randes eine unterschiedliche Dicke haben, so dass auf der dem Karosserieabschnitt zugewandten Seite des Stanztellers beispielsweise eine wellenförmige Schneide" entsteht, die zu Beginn des Stanzvorgangs nur an einem Teilumfang des zu schaffenden Durchbruchs ansetzt und erst im weiteren Verlauf des Stanzvorgangs vollständig entlang des Umfangs einsetzt. Durch die hiermit erreichte Schnittkraftreduzierung wird ein verbesserter Stanzvorgang, vergleichbar mit einem Schälvorgang, erreicht. Dies ist insbesondere bei dickeren Blechmaterialien von Vorteil, um eine über den Stanzverlauf gleichmäßige und nicht zu hohe Schnittkraft zu gewährleisten.
Neben plattenförmigen Stanztellern sind auch "topfförmige" Varianten denkbar, mit einem in Richtung der Matrize abstehenden umlaufenden "Stanzring". Anlog zum ebenen Stanzteller kann hierbei die Schneidkante des Stanzringes eine konstante Höhe gegenüber dem Boden des topfförmigen Stanztellers haben oder analog zum ungleichmäßig dicken Stanzteller eine entlang des Umfangs des Stanzringes variierende Höhe aufweisen, beispielsweise wiederum wellenförmig.
Außerdem kann die Seitenfläche des Stanztellers oder des Stanzringes parallel zur Zugrichtung verlaufen oder unter einem kleinen Winkel hierzu abgeschrägt sein.
Die Zugkraft kann beispielsweise über eine hydraulische, eine pneumatische oder eine elektrische Antriebseinheit auf die Zugstange des Stanzwerkzeugs aufgebracht werden. Von Vorteil ist hierbei, dass auf die Zugstange eine flexible und einfache Antriebseinheit aufgesetzt werden kann, die bei geringen Abmessungen auch an vergleichsweise schlecht zugänglichen Stellen positioniert werden kann. Bevorzugt werden aufgrund der hohen erreichbaren Kräfte hydraulische Antriebseinheiten eingesetzt. Selbstverständlich können jedoch auch Elektromotoren zum Einsatz kommen, die z. B. über einen Spindelantrieb die Zugkraft ausüben. Denkbar ist des Weiteren auch das manuelle Ausüben einer Zugkraft, beispielsweise über eine mit einem Handwerkzeug angetriebene Gewindespindel.
Der Stanzteller wird an der einen Seite des Karosserieabschnittes, an dem der Durchbruch erzeugt werden soll, angesetzt. Anschließend wird die Antriebseinheit auf die andere Seite des Karosserieabschnitts aufgesetzt. Damit ist es erforderlich, dass beide Seiten des Karosserieabschnittes zugänglich sind. Einschränkungen hinsichtlich der Zugänglichkeit auf beiden Seiten können sich aus bereits verbauten benachbarten Komponenten oder einem nicht zugänglichen Hohlraum ergeben.
Bevorzugt bildet (bei auf die Zugstange aufgesteckter Antriebseinheit) der dem Karosserieabschnitt zugewandte Endabschnitt der Antriebseinheit ein Gegenlager zum Stanzteller. Damit wirkt dieser Endabschnitt der Antriebseinheit als Matrize für den patrizenartigen Stanzteller (oder umgekehrt). Hierzu wird die Antriebseinheit bereits beim Aufbringen auf die Zugstange soweit als möglich in Richtung des Karosserieabschnitts auf die Zugstange aufgesteckt.
Beim Einführen eines einteiligen Zugstempels oder eines bereits zusammengesetzten zweiteiligen Zugstempels in das Führungsloch von der "Stanzseite" des Karosserieabschnitts steht die Zugstange an der "Antriebsseite" des Karosserieabschnittes vor. Bevorzugt wird hierbei die Zugstange bereits während des Durchschiebens durch das Führungsloch direkt in die in Bereitschaft stehende Antriebseinheit eingeführt. Zum erleichterten Einführen der Zugstange in die Antriebseinheit ist die Einführöffnung an der Antriebseinheit beispielsweise angeschrägt. Die Verbindung zwischen Zugstange und Antriebseinheit erfolgt bevorzugt durch formschlüssiges Verrasten. Hierzu weist die Zugstange beispielsweise eine umlaufende Rille oder dergleichen auf. Die Verbindung kann auch durch einen Bajonettverschluss, mittels Magneten, durch eine Schraubverbindung etc. erfolgen. Bei Verwendung von Elektromagneten können diese beispielsweise beim Einführen der Zugstange in die Antriebseinheit aktiviert werden und auf diese Weise eine kraft- oder formschlüssige Verbindung zwischen Zugstange und Antriebseinheit erzeugen.
Das Ausfahren der Zugstange aus der Antriebseinheit nach dem Stanzen des Durchbruchs geschieht entweder über die Antriebseinheit selbst oder über eine separate Einrichtung, wie beispielsweise Federn, die sich während des Stanzvorgangs vorspannen. Bei einer elektromagnetischen Koppelung werden nach dem Stanzen und gegebenenfalls dem Ausfahren des Zugstempels die Elektromagnete wieder deaktiviert, um die Werkzeugtrennung und eine Herausnahme des ausgeschnittenen Blechteils zu ermöglichen.
Hierbei kann ein Abdrückmechanismus, der beispielsweise über einen Kolben oder einen Hebel arbeitet, das Ablösen des ausgeschnittenen Blechteils vom Stanzteller und/oder der Antriebseinheit erleichtern.
Um zu verhindern, dass der Stanzteller beispielsweise nach dem Einsetzen in das Führungsloch wieder herausfällt, ist eine Vorfixierung des Stanztellers am Karosserieabschnitt von Vorteil (nicht erforderlich bei einem zangenartigen Stanzwerkzeug), insbesondere dann, wenn die Zugstange nicht sogleich an die Antriebseinheit gekoppelt wird. Vorteilhafterweise ist hierzu eine Vorfixierungseinrichtung vorgesehen, die beim Ansetzen des Stanztellers aktiviert wird, zum Beispiel über Elektromagnete oder über eine Unterdruck erzeugende Einrichtung. Hierdurch ist es möglich, zunächst mehrere Stanzteller zu setzen, um nachfolgend mit einer einzigen Antriebseinheit der Reihe nach die Durchbrüche zu stanzen. Nach der Stanzung wird die Vorfixierungseinrichtung wieder deaktiviert, um eine leichte Trennung des Stanzwerkzeuges und eine Entnahme des ausgestanzten Blechteils zu erreichen.
Die Vorfixierungseinrichtung ist beispielsweise an der dem Karosserieabschnitt zugewandten Seite des Stanztellers (Schneideseite des Stanztellers) angeordnet und so ausgestaltet, dass sie sich während des Stanzvorgangs zur Rückseite des Stanztellers durchschiebt. Bei topfartigen Stanztellern ist eine starre Anordnung der Vorfixierungseinrichtung innerhalb des Topfes denkbar. Auch kann die Vorfixierungseinrichtung seitlich des Stanztellers, also außerhalb des Stanzbereiches, angeordnet werden.
Bei einer Ausführung der Vorfixierungseinrichtung mit Magneten sind die Magnete beispielsweise zylindrisch ausgebildet und im Stanzteller gegen Federkraft parallel zur Zugrichtung längsverschieblich geführt, wobei sie sich mit dem Anlegen an den Karosserieabschnitt und dem Aufbringen einer Zugkraft auf den Zugstempel durch den Stanzteller hindurchschieben.
Die Verschieblichkeit der Vorfixierungseinrichtung ist außerdem von Vorteil, da hiermit eine Anpassung an einen gewölbten Karosserieabschnitt erreicht wird und/oder der Verformung des ausgestanzten Bleches gefolgt werden kann.
Um ein Verdrehen der Zugstange im Führungsloch zu verhindern, kann das Führungsloch von der kreisrunden Form abweichen. Hierbei kommen beispielsweise ovale, langlochartige, viereckige oder polygone Geometrien in Betracht.
Alternativ ist es möglich, benachbart zu einem kreisrunden Führungsloch eine zweite Öffnung vorzusehen. Während das Führungsloch hierbei der Einbringung der Zugstange und der Zentrierung des Stanztellers zur Matrize dient, kommt der zweiten Öffnung die Aufgabe der Verdrehsicherung und der winkelgenauen Positionierung zu. Alle in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen zur Herstellung des Führungsloches betreffen sinngemäß auch die Herstellung der zweiten Öffnung.
Bei den Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die ein Führungsloch verwenden, ist hinsichtlich des Zeitpunkts, zu dem das Führungsloch eingebracht wird, zu unterscheiden:
In einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens werden die Führungslöcher bereits im Rohbau am nicht lackierten Karosserieabschnitt eingebracht. Hierbei werden bevorzugt bereits an allen Stellen, die bei den unterschiedlichen Fahrzeugvarianten später in Frage kommen, die kleinen Führungslöcher gesetzt, beispielsweise durch Stanzen, Bohren, Fräsen etc. Nach dem Durchlauf der Karosserie durch die Lackieranlage wird nur an denjenigen Führungslöchern, an denen tatsächlich ein Durchbruch benötigt wird, das Stanzwerkzeug positioniert. Der Vorteil liegt in der einfachen und kostengünstigen Integration der kleinen Stanzeinheiten für die Herstellung der Führungslöcher in die Presswerkzeuge im Rohbau.
Die nicht benötigten Führungslöcher werden verschlossen, was aufgrund der geringen Größe der Führungslöcher gut möglich ist. Die Führungslöcher stellen keine nennenswerte Schwächung der Steifigkeit der Karosserie dar. Die Abdichtung kann in einfacher Weise durch entsprechend gestaltete kleine Stopfen realisiert werden. Auch ergibt sich bei der Abdichtung durch Stopfen eine ausreichende akustische Dämmung.
In einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens werden Führungslöcher nur im Bedarfsfall an denjenigen Stellen an der bereits lackierten Karosserie eingebracht, an denen ein Durchbruch benötigt wird. Das Einbringen des Führungsloches oder der Führungslöcher erfolgt bevorzugt unmittelbar vor dem Stanzen des Durchbruchs. Für die Herstellung der Führungslöcher eignen sich in besonderer Weise alle spanenden Verfahren, beispielsweise Bohren. Das Einbringen eines von der Kreisform abweichenden Führungsloches erfolgt beispielsweise durch Fräsen oder durch einen kombinierten Arbeitsgang aus Bohren und Fräsen. Das bei der spanenden Bearbeitung anfallende Material wird durch Absaugen entfernt.
Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der universellen Anwendbarkeit nach dem Rohbau der Karosserie, um an der komplett lackierten Karosserie nachträglich bedarfsweise Durchbrüche einbringen zu können.
Entsprechend den oben aufgezeigten Verfahrensvarianten können hierbei alle Varianten der Fahrzeugkarosserie in einheitlicher Weise mit "vorgehaltenen" Führungslöchern hergestellt werden. Alternativ erfolgt das Stanzen ohne Zuhilfenahme eines Führungslochs oder an einem zuvor an der lackierten Karosserie gesetzten Führungsloch.
Das erfindungsgemäße Erzeugen der Durchbrüche kann sehr spät im Montageablauf der Fahrzeugkarosserie erfolgen, an der Montagelinie der Endmontage. So kann beispielsweise erst unmittelbar vor dem Einbau der Lenksäule der hierfür erforderliche Durchbruch in der Stirnwand hergestellt werden.
Da zu diesem Zeitpunkt jedoch bereits andere Teile in die Fahrzeugkarosserie eingebaut worden sind, ist möglicherweise die Zugänglichkeit sowohl für den Zugstempel als auch die Antriebseinheit nicht mehr oder nicht mehr ungehindert gegeben. Deshalb können in derartigen Fällen die bedarfsweise benötigten Durchbrüche bereits am Anfang der Montagelinie erzeugt werden.
Die Durchbrüche können alternativ auch bereits nach dem Austritt der Karosserien aus der Lackierlinie oder am Ausgang eines Zwischenpuffers für die lackierten Karosserien, beispielsweise eines Hochregallagers, eingebracht werden, weil hier eine besonders gute Zugänglichkeit besteht. Allerdings muss bei dieser Alternative eine zusätzliche Arbeitsstation außerhalb der eigentlichen Montagelinie der Endmontage eingerichtet werden.
Im Einzelfall kann es aus Gründen einer leichteren Zugänglichkeit sinnvoll sein, die Durchbrüche vor dem Anbau der Türen und Klappen an das Fahrzeug anzubringen.
Der korrekte Verbau der Komponenten und entsprechend die korrekte Einbringung der Durchbrüche wird in bekannter Weise durch eine mit dem Fahrzeug mitlaufende Konfigurationsdatei (in Papierform oder elektronisch) gewährleistet.
Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1: eine Draufsicht auf einen Karosserieabschnitt eines Kraftfahrzeuges und
Figuren 2 bis 5: Schnittdarstellungen zu den einzelnen Phasen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 1 zeigt einen Karosserieabschnitt 1 eines Kraftfahrzeuges, vorliegend das Unterteil einer Stirnwand eines Personenkraftwagens. An dem Karosserieabschnitt 1 ist eine Mehrzahl von Durchbrüchen 2 zu erkennen, zur Durchführung unterschiedlicher Leitungen, Gestänge, Hebel, Wellen, Geräte etc. Exemplarisch zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind hierbei zwei Lenksäulendurchbrüche 3 hervorgehoben, die je nach Ausführung des Fahrzeugs als Rechts- oder Linkslenker in der rechten oder linken Hälfte des Karosserieabschnittes 1 benötigt werden. Die beiden Lenksäulendurchbrüche 3 befinden sich zu beiden Seiten einer Aussparung 4 für einen Getriebetunnel. Bei in bekannter Weise hergestellten Karosserieabschnitten 1 sind die beiden Lenksäulendurchbrüche 3 bereits im Rohbau hergestellt, wobei der jeweils nicht benötigte Lenksäulendurchbruch 3 durch einen Deckel verschließbar ist.
Nachfolgend soll demgegenüber anhand der Figuren 2 bis 5 die bedarfsweise Herstellung eines Lenksäulendurchbruchs 3 am Karosserieausschnitt 1 erläutert werden.
Wie aus Figur 2 hervorgeht, weist der Karosserieabschnitt 1 mittig in dem zu erzeugenden Lenksäulendurchbruch 3, dessen Erstreckung durch Linien x symbolisiert ist, ein Führungsloch 5 auf. Das Führungsloch 5 ist beispielsweise als Langloch mit den Abmessungen 10 mm x 18 mm ausgeführt. Sowohl in der rechten als auch in der linken Hälfte des Karosserieabschnittes 1 ist jeweils ein Führungsloch 5 bereits im Rohbau eingebracht worden.
Gemäß Figur 3 wird der erste Teil 12 eines in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneten Stanzwerkzeuges durch das Führungsloch 5 in den Karosserieabschnitt 1 eingeführt. In der vorliegenden Betrachtungsweise ist hierbei die Einführseite als Rückseite R des Karosserieabschnittes 1 bezeichnet, wenngleich bezogen auf die Fahrtrichtung FR des Kraftfahrzeugs diese Seite die Vorderseite der Stirnwand darstellt.
Das erste Teil 12 des Werkzeuges 10 ist als Zugstempel ausgeführt und setzt sich aus einem Stanzteller 14 und einer Zugstange 16 zusammen. Der Stanzteller 14 besteht aus einer im Wesentlichen ebenen Platte mit einer Form entsprechend der Form des zu erzeugenden Durchbruchs 3. Der Stanzteller 14 weist an seinen Rändern eine umlaufende Stanzkante auf. Etwa mittig vom Stanzteller 14 steht die Zugstange 16 ab, bevorzugt im rechten Winkel zum Stanzteller 14. Der Querschnitt der Zugstange 16 ist an den Querschnitt des Führungsloches 5 angepasst, vorliegend also etwa rechteckförmig, so dass sich hierdurch eine Verdrehsicherung und eine Winkelpositionierung der Zugstange 16 im langlochartigen Führungsloch 5 ergibt.
Mit strichlierten Linien ist eine optionale Vorfixierungseinrichtung 18 dargestellt, die mehrere zylindrische Elektromagnete aufweist. Die Elektromagnete werden über nicht dargestellte Federn in Richtung des Karosserieabschnitts 1 vorgespannt und ragen vom Stanzteller 14 in Richtung des Karosserieabschnitts 1 ab. Die Vorfixierungseinrichtung 18 wird mit dem Ansetzen des Stanztellers 14 an den Karosserieabschnitt 1 aktiviert und fixiert den Stanzteller 14 per Magnetkraft am Karosserieabschnitt 1.
Wie aus Figur 4 hervorgeht, wird nach dem Einführen der Zugstange 16 in das Führungsloch 5 auf die Zugstange 16 eine in ihrer Gesamtheit mit 30 bezeichnete Antriebseinheit aufgesetzt. Abweichend von der Darstellung der Figuren 2 und 3 kann die Antriebseinheit 30 während des Durchschiebens der Zugstange 16 durch das Führungsloch 5 so an die Vorderseite V des Karosserieabschnitts 1 angesetzt werden, dass mit dem Durchschieben der Zugstange 16 bereits ein Einführen in die Antriebseinheit 30 erfolgt. Hierbei ist an der Antriebseinheit 30 beispielsweise eine elektromagnetische betätigte Fixierungseinrichtung für die Zugstange 16 vorgesehen, die mit dem Einführen der Zugstange 16 aktiviert wird, so dass die Zugstange 16 formschlüssig mit der Antriebseinheit 30 verbunden wird.
Die Antriebseinheit 30 ist als hydraulischer oder pneumatischer Zylinder ausgeführt und weist ein Gehäuse 32 mit einem innen liegenden Kolben 34 auf. Das Gehäuse 32 hat an seiner dem Karosserieabschnitt 1 zugewandten offenen Seite einen freien Endabschnitt 36, der umlaufend ausgestaltet ist. Dieser Endabschnitt 36 wirkt als "Matrize" und bildet das Gegenstück zur "Patrize" des Stanztellers 14.
Nach dem Aufsetzen der Antriebseinheit 30 wird der Kolben 34 entsprechend der Richtung des Pfeils 40 bewegt, wodurch die Zugstange 16 entsprechend der Richtung des Pfeils 40 mitbewegt wird. Damit kommt einerseits der Stanzteller 14 an der Rückseite R des Karosserieabschnittes 1 zur Anlage und andererseits legt sich der Endabschnitt 36 des Gehäuses 32 an der Vorderseite V des Karosserieabschnittes 1 an. Im weiteren Verlauf durchtrennt die aus Stanzteller 14 und Endabschnitt 36 gebildete Stanzeinrichtung den Karosserieabschnitt 1 im Bereich der durch das Führungsloch 5 vorbestimmten Präparationsstelle, so dass der benötigte Lenksäulendurchbruch 3 entsteht. Dabei werden die verschieblichen Elektromagnete der Vorfixierungseinrichtung 18 entgegen der Richtung des Pfeils 40 verlagert.
Figur 5 zeigt den Endzustand des Karosserieabschnittes 1 mit dem erzeugten Lenksäulendurchbruch 3. Das ausgeschnittene Blechteil 6 (entspricht dem Blechabschnitt zwischen den beiden Linien x - x in den Figuren 2 und 3) ist nunmehr im Inneren des Werkzeugs 10 und muss nachfolgend wieder aus diesem entfernt werden. Dies kann nach dem Ausfahren des Kolbens 34 entgegen der Richtung des Pfeils 40 geschehen, wodurch der Stanzteller 14 wieder aus dem Gehäuse 32 austritt. Die Vorfixierungseinrichtung 18 (sofern vorhanden) nimmt hierbei das Blechteil 6 mit. Das Blechteil 6 löst sich nach dem Deaktivieren der Elektromagnete von der Vorfixierungseinrichtung 18 und kann nach dem Trennen der Zugstange 16 von der Antriebseinheit 30 entfernt werden.
Die Erfindung lässt sich zusammenfassend wie folgt beschreiben: Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum bedarfsweisen Erzeugen von Durchbrüchen in einem Karosserieabschnitt 1 eines Kraftfahrzeuges sind wenigstens zwei Führungslöcher 5 vorgesehen, die fallweise benötigten Durchbrüchen 3 im Karosserieabschnitt 1 entsprechen. Je nachdem, welcher Durchbruch 3 bei der betreffenden Fahrzeugkarosserie tatsächlich benötigt wird, wird das eine oder das andere Führungsloch 5 für das Einführen eines Werkzeuges 10 verwendet. Das Werkzeug 10 besteht aus einem Zugstempel 12 mit einem Stanzteller 14 und einer Zugstange 16. Die Zugstange 16 wird von der Rückseite R des Karosserieabschnittes 1 durch das betreffende Führungsloch 5 hindurchgeführt und in eine an die Vorderseite des Karosserieabschnittes 1 angesetzte Antriebseinheit 30 eingeführt. Die Antriebseinheit 30 ist beispielsweise als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgeführt und hat auf ihrer dem Karosserieabschnitt 1 zugewandten Seite einen matrizenartig ausgeführten freien Endabschnitt 36, der zusammen mit dem Stanzteller 14 eine Stanzeinrichtung bildet. Die Antriebseinheit 30 fährt Stanzteller 14 und Endabschnitt 36 derart zusammen, dass der dazwischen liegende Blechabschnitt 6 ausgeschnitten wird und somit der benötigte Durchbruch 3 entsteht. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können mit vergleichsweise sehr kleinen Führungslöchern 5 Präparationsstellen bereitgestellt werden, in die an einer bereits lackierten Karosserie bedarfsweise das Werkzeug 10 eingesetzt und nachfolgend je nach Fahrzeugkonfiguration die benötigten Durchbrüche 3 erzeugt werden. Die nicht benötigten Führungslöcher 5 können mit kleinen Stopfen verschlossen werden.

Claims

Verfahren zum bedarfsweisen Erzeugen eines Durchbruchs in einem Karosserieabschnitt eines Fahrzeugs im Verlauf der Serienfertigung von Fahrzeugen, wobei im Rahmen der Serienfertigung Fahrzeugvarianten entstehen, deren Karosserieabschnitte Durchbrüche an unterschiedlichen Stellen benötigen, wobei der Durchbruch am bereits lackierten Karosserieabschnitt im Bedarfsfall erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (3) durch einen Stanzvorgang erzeugt wird und der Stanzvorgang durch ein Stanzwerkzeug (10) mit einem Stanzteller (14) und einem Gegenhalter (36) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzwerkzeug zangenartig ausgebildet ist und an den einander gegenüberliegenden Abschnitten der Zange den Stanzteller und den Gegenhalter trägt.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) am Karosserieabschnitt (1) am Ort des bedarfsweise benötigten Durchbruchs (3) ein kleines Führungsloch (5) eingebracht wird,

b) ein Stanzwerkzeug (10) mit einem Stanzteller (14) und einer mit dem Stanzteller (14) verbundenen oder zu verbindenden Zugstange (16) verwendet wird,

c) die Zugstange (16) durch das Führungsloch (5) durchgeführt und der mit der Zugstange (16) verbundene oder zu verbindende Stanzteller (14) auf der einen Seite (R) des Karosserieabschnitts (1) angeordnet wird und

d) nachfolgend an der an der anderen Seite (V) des Karosserieabschnitts (1) durchragenden Zugstange (16) eine Zugkraft zum Erzeugen des Durchbruchs aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (16) mit dem Stanzteller (14) zu einem einteiligen Zugstempel (12) verbunden ist, wobei der Zugstempel (12) über die Zugstange (16) von der einen Seite (R) des Karosserieabschnitts (1) durch das Führungsloch (5) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange als separates Bauteil ausgebildet ist, in einem ersten Schritt durch das Führungsloch (5) durchgeführt und in einem zweiten Schritt mit dem Stanzteller form- und/oder kraftschlüssig verbunden wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Stanzteller (14) von einer etwa ebenen Platte gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Stanzteller topfartig ausgebildet ist, mit einem vom Boden des Stanztellers etwa senkrecht abstehenden Stanzring, der bei in den Karosserieabschnitt (1) eingesetztem Stanzwerkzeug (10) auf den Karosserieabschnitt (1) zuweist.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zugkraft über eine hydraulische, pneumatische, elektrische oder manuelle Antriebseinheit (30) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Karosserieabschnitt (1) zugewandter Endabschnitt (36) der Antriebseinheit (30) als Gegenhalter zum Stanzteller (14) ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (30) über eine Koppeleinrichtung kraft- oder formschlüssig mit der Zugstange (16) verbunden wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Stanzteller (14) beim Ansetzen an den Karosserieabschnitt (1) durch eine am Stanzteller (14) angeordnete Vorfixierungseinrichtung (18) am Karosserieabschnitt (1) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vorfixierungseinrichtung (18) während des Stanzvorgangs in einer Richtung entgegengesetzt zur Stanzrichtung (40) bewegt.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass am Führungsloch (5) eine Verdrehsicherung angebracht wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Führungslöcher (5) bereits im Rohbau am nicht lackierten Karosserieabschnitt (1) eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Führungsloch (5) bei Nichtbedarf verschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsloch (5) nur im Bedarfsfall am bereits lackierten Karosserieabschnitt (1) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (3) unmittelbar vor dem Einbau der betreffenden durchzuführenden Komponente an der Montagelinie des Fahrzeugherstellers erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, das der Durchbruch (3) beim Eintritt der Fahrzeugkarosserie in die Montagelinie des Fahrzeugherstellers erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (3) nach dem Austritt der Fahrzeugkarosserie aus der Lackieranlage des Fahrzeugherstellers oder nach dem Austritt aus einem sich an die Lackieranlage anschließenden Zwischenlager erzeugt wird.