WO1992011170A1 - Gussteil für eine fahrzeugkarosserie - Google Patents

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Heinrich Timm
Norbert Enning
Robert Spies
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    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Definitions

  • the invention relates to a casting for a vehicle body according to the preamble of claim 1.
  • Usual self-supporting vehicle bodies for passenger cars are made from sheet metal parts. Beams with hollow profiles are each produced from at least two deep-drawn and welded sheets. The steel sheets used to construct such self-supporting bodies are deformed using the deep-drawing process.
  • the pressing tools for deforming the metal sheets are relatively expensive, but allow large quantities, so that a cost-effective solution is therefore available for large-scale production.
  • the process described for small series is very cost-intensive.
  • the object of the invention is to develop a cast part so that handling is improved even with a complicated and irregular shape.
  • such a casting is characterized by at least two master points arranged at a distance on a casting wall as molded projections and / or molded-in depressions on the respective casting wall.
  • master points expediently representing measurement zero points.
  • master points expediently representing measurement zero points.
  • fixing for example for clamping into a measuring device or during mounting for mounting.
  • the finished castings can also be easily measured and checked, even with very irregular shapes, if they are fixed at their master points in measuring devices.
  • the master points according to the invention thus result in considerable advantages in model making, tool making and in control and measurement work.
  • the master points can advantageously also be used further as an assembly aid, such a casting being held in the correct position in space with an assembly device via the master points up to the final connection to the extruded profiles by welding or gluing.
  • the master points designed as elevations or depressions can also be used for conclusive connections to further add-on parts. This results in positive force transmissions, stress peaks being reduced by a homogeneous force application. In such form-fitting connections, correspondingly positively or negatively shaped parts engage in the areas of the master points on the cast part.
  • Claim 2 proposes that three assigned master points spanning a triangle flat are provided. This determines an area on the casting from which all measurements and assignments are possible. In the case of a cast part having more area, such a surface determined by master points is expediently placed in this plane. With complicated castings can however other master points may also be appropriate.
  • the master points are designed as conical slugs.
  • a cast part can be easily fixed and centered in a measuring or assembly device.
  • a positive transmission of force can also be carried out easily by such slugs, since the cone-shaped structure means that the force-transmitting surfaces can be applied without play ⁇ gen. Good demoldability is also guaranteed.
  • a cast part with tapered slugs can simply be added to corresponding measuring or assembly devices or to additional attachments if, according to claim 4, the tapered axes of several slugs point in the same spatial direction according to the direction of attachment.
  • the master points designed as foamed-in depressions are cylindrical bores. These can also be made continuously through the cast part wall, so that they can also serve to accommodate screw connections.
  • such bores similar to the conical slugs, are formed in their negative form as conical bores. This also results in the corresponding advantages in the case of fixation and centering as well as positive force transmission if the opposing parts are correspondingly conical.
  • the master points are preferably to be attached to those areas on the casting where this thick and / or ribbing is particularly stiff. This ensures good dimensional accuracy of the master points among one another.
  • FIG. Shows a casting 1 as a suspension strut.
  • This casting 1 represents a node element of the supporting structure of a vehicle body and is designed as a light metal casting.
  • the central, pot-shaped part 5 is used to support and attach a spring strut attached from below.
  • the casting 1 as a suspension strut mount is obviously relatively irregular and complicated in its geometry in order to meet the requirements for the connection of the light metal extruded profiles, the course of the stiffness and the introduction of force.
  • two conical slugs 6 and 7 are attached at a distance as master points, the cone axes 8 and 9 of which point in the same, approximately vertical, spatial direction.
  • bores 10, 11, 12 defining a triangular surface are provided, the axes of which likewise point in the same spatial direction. These bores 10, 11, 12 are also formed in the casting from the start and represent master points.
  • Both the slugs 6, 7 and the bores 10, 11, 12 lie in thick-walled or ribbed areas of the cast part 1.
  • the casting 1 would be apparent without the slugs 6, 7 and the bores 10, 11, 12 due to the irregular shape only difficult rig to adjust and fix in space, for example for the connection for the light metal extruded profiles.
  • adjustment and fixation in a suitable spatial position when using an appropriate device is easily possible via the slugs 6, 7 and / or bores 10, 11, 12, which represent zero dimensions. Inspection and measurement work on the cast part is just as simple if it is clamped and fastened at the master points.
  • the bores 10, 11, 12 designed as master points can also be used as receptacles for the screw connections with which the spring strut is attached. Further connecting parts can be positively and centered and screwed onto the slugs 6 and 7 from above, so that a positive force transmission with reduced voltage peaks is additionally produced between these screwed components.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gussteil (1) für eine Fahrzeugkarosserie. Erfindungsgemäss sind wenigstens zwei in einem Abstand an einer Gussteilwand angeordnete Masterpunkte als angeformte Erhebungen (6, 7) und/oder eingeformte Vertiefungen (10, 11, 12) an der jeweiligen Gussteilwand vorgesehen. Damit besteht die Möglichkeit, kompliziert geformte Gussteile mit unregelmässiger Geometrie einfacher zu vermessen und zu montieren und dabei in entsprechenden Vorrichtungen zu fixieren. Weiter können an den Masterpunkten Anbauteile mit formschlüssiger Krafteinleitung angefügt werden. Bevorzugt sind die Masterpunkte als kegelförmige Butzen (6, 7) ausgeführt.

Description

B E S C H R E I B U N G
Gußteil für eine Fahrzeugkarosserie
Die Erfindung betrifft ein Gußteil für eine Fahrzeugkarosse¬ rie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Übliche selbsttragende Fahrzeugkarosserien für Personenkraft¬ wagen sind aus Blechteilen hergestellt. Träger mit Hohlprofi¬ len werden dabei jeweils aus wenigstens zwei tiefgezogenen und miteinander verschweißten Blechen hergestellt. Die zum Aufbau solcher selbsttragenden Karosserien verwendeten Stahl¬ bleche werden im Tiefziehverfahren verformt. Die Preßwerkzeu¬ ge zum Verformen der Bleche sind verhältnismäßig teuer, las¬ sen jedoch hohe Stückzahlen zu, so daß für eine Großserienfer¬ tigung damit eine kostengünstige Lösung zur Verfügung steht. Aufgrund der hohen Werkzeuginvestitionen gestaltet sich das beschriebene Verfahren für Kleinserien jedoch sehr kosten¬ intensiv.
Es ist daher insbesondere für Kleinserien bekannt (EP 0 146 716 Bl ) , Fahrzeugkarosserien für Personenkraftwagen mit einer Tragstruktur aus Hohlprofilen herzustellen, welche durch Kno¬ tenelemente miteinander verbunden sind. Die Hohlprofile sind dabei als Leichtmetall-Strangprofile und die Knotenelemente als Leichtmetall-Gußteile ausgebildet. Neben einer kostengün¬ stigeren Lösung für Kleinserien werden mit einer solchen Kon¬ struktion vorteilhaft auch geringere Karosseriegewichte und Verbesserungen beim Korrosionsschutz erreicht. Solche Knotenelemente als Leichtmetall-Gußteile sind meist un¬ regelmäßig mit. unterschiedlichen Wandstärken, Verstärkungsrip¬ pen, geschwungenen und kompliziert gestalteten Flächen ausge¬ führt, um die Verbindung zu meist mehreren Leichtmetall- Strangprofilen mit geeigneten Übergängen in der Festigkeit und Steifigkeit durchführen zu können.
Bei solchen räumlich komplizierten Gebilden treten bei der Konstruktion, bei der Erstellung der Modelle und der Gußwerk¬ zeuge, bei Kontrollen und bei der Montage Probleme auf, da meist keine geeignete und reproduzierbare, geometrisch ein¬ fache Grundstruktur vorhanden ist, von der ausgehend die Kon¬ struktion, Bemaßung, Kontrolle, Fixierung, etc. durchführbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gußteil so weiterzubilden, daß auch bei einer komplizierten und unregelmäßigen Form die Handhabung verbessert wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 ist ein solches Gußteil gekennzeichnet durch wenigstens zwei in einem Abstand an einer Gußteilwand ange¬ ordnete Masterpunkte als angeformte Erhebungen und/oder einge¬ formte Vertiefungen an der jeweiligen Gußteilwand.
Ausgehend von diesen Masterpunkten wir^. die Vermaßung durchge¬ führt, wobei Masterpunkte zweckmäßig Ver aßungsnullpunkte dar¬ stellen. Zugleich besteht durch deren Ausbildung als angeform¬ te Erhebungen und/oder eingeformte Vertiefungen zugleich eine Fixiermöglichkeit, beispielsweise zum Einspannen in eine Ver¬ messungsvorrichtung oder bei der Montage zur Halterung.
Damit ergeben sich bereits beim Modellbau für das Gußteil Vor¬ teile, da das Modell, ausgehend von den Masterpunkten, in seiner Geometrie festgelegt ist und damit trotz komplizierter Formverläufe einfach herstellbar ist. Entsprechend ist auch die Herstellung der Gußwerkzeuge vereinfacht, wobei die Abmes- sungen der Gußwerkzeuge, ausgehend von den Masterpunkten, gut kontrollierbar sind.
Auch die fertigen Gußteile können selbst bei sehr unregel¬ mäßigen Formen einfach vermessen und kontrolliert werden, wenn sie an ihren Masterpunkten in Vermessungsvorrichtungen fixiert sind.
Auch bei einer Karosseriereparatur besteht die Möglichkeit, unter Verwendung der Masterpunkte Karosserieknotenelemente relativ einfach nachzuvermessen.
Die erfindungsgemäßen Masterpunkte ergeben somit erhebliche Vorteile beim Modellbau, Werkzeugbau und bei Kontroll- und Vermessungsarbeiten. Die Masterpunkte können aber vorteilhaft auch weiter als Montagehilfe verwendet werden, wobei ein sol¬ ches Gußteil über die Masterpunkte bis zur endgültigen Verbin¬ dung mit den Strangprofilen durch Verschweißen oder Verkleben in der richtigen Stellung im Raum mit einer Montagevorrich¬ tung gehalten wird.
In einer weiteren, vorteilhaften Konstruktion mit erfindungs- gemäß ausgeführten Gußteilen können die als Erhebungen oder Vertiefungen ausgeführten Masterpunkte zudem für for schlüssi- ge Verbindungen zu weiteren Anbauteilen herangezogen werden. Damit ergeben sich formschlüssige Kraftübertragungen, wobei Spannungsspitzen durch eine homogene Krafteinlritung verrin¬ gert werden. Bei solchen formschlüssigen Verbindungen greifen entsprechend positiv bzw. negativ geformte Teile in die Berei¬ che der Masterpunkte am Gußteil ein.
Mit Anspruch 2 wird vorgeschlagen, daß drei, eine Dreieckε- flache aufspannende, zugeordnete Masterpunkte vorgesehen sind. Dadurch ist eine Fläche am Gußteil bestimmt, von der ausgehend alle Vermessungen und Zuordnungen möglich sind. Bei einem mehr flächigen Gußteil wird zweckmäßig auch eine sol¬ che, durch Masterpunkte bestimmte Fläche in diese Ebene ge¬ legt. Bei kompliziert ausgeführten Gußteilen können jedoch auch weitere Masterpunkte zweckmäßig sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Ma¬ sterpunkte nach Anspruch 3 als kegelförmige Butzen ausgebil¬ det. Mit solchen Butzen ist ein Gußteil einfach in einer Ver- messungs- oder Montagevorrichtung zu fixieren und zu zentrie¬ ren. Auch eine formschlüssige Kraftübertragung ist durch sol¬ che Butzen einfach durchführbar, da sich wegen des kegelförmi¬ gen Aufbaus die kraftübertragenden Flächen ohne Spiel anle¬ gen. Eine gute Entformbarkeit ist ebenfalls gewährleistet.
Ein Gußteil mit kegelförmigen Butzen kann einfach in entspre¬ chende Vermessungs- oder Montagevorrichtungen oder an weitere Anbauteile angefügt werden, wenn nach Anspruch 4 die Kegelach¬ sen mehrerer Butzen in die gleiche Raumrichtung entsprechend der Anfügerichtung weisen.
In einer einfachen Ausbildung nach Anspruch 5 sind die als eingefofmte Vertiefungen ausgeführten Masterpunkte zylindri¬ sche Bohrungen. Diese können auch durch die Gußteilwand durch¬ gehend ausgeführt sein, so daß sie zusätzlich zur Aufnahme von Verschraubungen dienen können.
In einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 6 sind je¬ doch solche Bohrungen, ähnlich wie die kegeligen Butzen, in deren Negativform als konische Bohrungen ausgebildet. Damit ergeben sich auch hier die entsprechenden Vorteile bei einer Fixierung und Zentrierung sowie formschlüssigen Kraftübertra¬ gung, wenn die Gegenteile entsprechend kegelig ausgeführt sind.
Auch bei der Ausführung der Masterpunkte als Bohrungen ist es nach Anspruch 7 vorteilhaft, deren Achsen in der gleichen Raumrichtung auszurichten, damit die Teile einfach zusammen¬ gefügt werden können.
Nach Anspruch 8 sind die Masterpunkte bevorzugt an solchen Bereichen am Gußteil anzubringen, wo dieses durch große Wand- dicken und/oder Verrippungen besonders steif ausgeführt ist. Damit wird eine gute Maßhaltigkeit der Masterpunkte unter¬ einander gewährleistet.
Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher erläutert.
Die einzige Fig. zeigt ein Gußteil 1 als Federbeinauf ahme. Dieses Gußteil 1 stellt ein Knotenelement der Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie dar und ist als Leichtmetall-Gußteil ausgeführt. Es sind drei seitliche Ansätze 3, 4, 5 zu erken¬ nen, an denen zum Aufbau der Tragstruktur (nicht dargestell¬ te) Aluminium-Strangprofile angeschlossen werden. Der mittle¬ re, topfför ig etwas aufgewölbte Teil 5 dient zur Abstützung und Befestigung eines von unten her angesetzten Federbeins.
Das Gußteil 1 als Federbeinaufnahme ist ersichtlich in seiner Geometrie relativ unregelmäßig und kompliziert ausgeführt, um die Anforderungen an die Anbindung der Leichtmetall-Strangpro¬ file, den Steifigkeitsverlauf und die Krafteinleitung zu er¬ füllen.
In einer oberen Ebene sind im Abstand als Masterpunkte zwei kegelförmige Butzen 6 und 7 angebracht, deren Kegelachsen 8 und 9 in die gleiche, etwa senkrechte Raumrichtung weisen.
Weiter sind drei, etwa eine Dreiecksfläche bestimmende Bohrun¬ gen 10, 11, 12 angebracht, deren Achsen ebenfalls in die glei¬ che Raumrichtung weisen. Auch diese Bohrungen 10, 11, 12 sind von vornherein im Gußteil eingeformt und stellen Masterpunkte dar.
Sowohl die Butzen 6, 7 als auch die Bohrungen 10, 11, 12 lie¬ gen in dickwandigen bzw. verrippten Bereichen des Gußteils 1.
Das Gußteil 1 wäre ersichtlich ohne die Butzen 6, 7 und die Bohrungen 10, 11, 12 wegen der unregelmäßigen Form nur schwie- rig im Raum, beispielsweise zum Anschluß für die Leichtme¬ tall-Strangprofile, zu justieren und zu fixieren. Über die Butzen 6, 7 und/oder Bohrungen 10, 11, 12, die Vermaßungsnull- punkte darstellen, ist dagegen eine Justierung und Fixierung in einer geeigneten Raumstellung bei Verwendung einer entspre¬ chenden Vorrichtung einfach möglich. Ebenso einfach sind Kon¬ troll- und Vermessungsarbeiten am Gußteil möglich, wenn die¬ ses an den Masterpunkten eingespannt und befestigt wird.
Im vorliegenden Fall sind die als Masterpunkte ausgeführten Bohrungen 10, 11, 12 zugleich auch als Aufnahmen für die Ver- schraubungen verwendbar, mit denen das Federbein befestigt wird. Weitere Anschlußteile können von oben her auf die Butzen 6 und 7 formschlüssig und zentriert aufgesetzt und ver¬ schraubt werden, wodurch zwischen diesen verschraubten Bautei¬ len zusätzlich eine formschlüssige Kraftübertragung mit redu¬ zierten Spannungsspitzen hergestellt ist.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H EGußteil für eine Fahrzeugkarosserie
1. Gußteil für eine Fahrzeugkarosserie,
gekennzeichnet durch
wenigstens zwei in einem Abstand an einer Gußteilwand ange¬ ordnete Masterpunkte als angeformte Erhebungen (6, 7) und/ oder eingeformte Vertiefungen (10, 11, 12) an der jeweili¬ gen Gußteilwand.
2. Gußteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei, eine Dreiecksfläche aufspannende, zugeordnete Masterpunkte (10, 11, 12) vorgesehen sind.
3. Gußteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als angeformte Erhebungen ausgeführten Masterpunk¬ te kegelförmige Butzen (6, 7) sind.
4. Gußteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelachsen (8, 9) der kegelförmigen Butzen (6, 7) in die gleiche Raumrichtung weisen.
5. Gußteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als eingeformte Vertiefungen ausgeführten .Master¬ punkte zylindrische Bohrungen (10, 11, 12) sind. 2
6. Gußteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als eingeformte Vertiefungen ausgeführten Master¬ punkte konische Bohrungen sind.
7. Gußteil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Bohrungen (10, 11, 12) in die gleiche Raumrichtung weisen.
8. Gußteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Masterpunkte (6, 7; 10, 11, 12) am Gu߬ teil (1) in Bereichen großer Wanddicken und/oder Verrippun- gen angebracht sind, wo das Gußteil (1) besonders steif ausgeführt ist.
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