WO2017140332A1 - Blechteilanordnung - Google Patents

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WO2017140332A1
WO2017140332A1 PCT/EP2016/002085 EP2016002085W WO2017140332A1 WO 2017140332 A1 WO2017140332 A1 WO 2017140332A1 EP 2016002085 W EP2016002085 W EP 2016002085W WO 2017140332 A1 WO2017140332 A1 WO 2017140332A1
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WO
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sheet metal
metal part
embossing
dome
arrangement according
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PCT/EP2016/002085
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English (en)
French (fr)
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WO2017140332A8 (de
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Auto A.S. Skoda
Roman Korda
Milan Hradec
Jan Halek
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Audi Ag
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Publication date
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Publication of WO2017140332A8 publication Critical patent/WO2017140332A8/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/02—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
    • B21D39/021—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/02—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
    • B21D39/028—Reinforcing the connection otherwise than by deforming, e.g. welding

Definitions

  • the invention relates to a sheet metal part arrangement with an inner sheet metal part and an outer sheet metal part, which are in the folded connection as joining partners, according to the preamble of claim 1 or claim 13.
  • sheet metal parts can be joined by means of a rabbet joint.
  • the overlapping peripheral edges of sheet metal parts such as an inner sheet metal part and an outer sheet metal part of a vehicle door, can be joined together in a seaming process to form a circumferential along the vehicle door outer periphery
  • Blechteilan extract is a rabbet flange of the outer sheet metal part to the
  • the seaming flange has at least one outer sheet metal part embossment which is positively engaged with a corresponding inner sheet metal part embossment in the sheet metal part edge of the inner sheet metal part.
  • the mecanical- and outer sheet part stampings are stamped in the DE 2 403 179 A as grooves and / or beads in the sheet metal parts, which are rasterformig and brought to the folding process to each other in positive engagement.
  • the rasterformig arranged grooves / beads are in one elaborate, the folding process upstream molding process molded into the two sheet metal parts.
  • the object of the invention is a sheet metal part arrangement
  • At least one of the stampings is formed as a dome-like hollow structure.
  • the dome-like hollow structure has a circumferential, raised by a sheet metal base portion, circumferential prism, which merges at a peripheral bottom edge in a closed embossing floor.
  • Such a dome-like hollow structure can be produced with a stamping / deep-drawing tool, which can also be used in a double function in the production of a clinch connection between sheet-metal components.
  • an already existing embossing / deep-drawing tool used in the manufacture of a clinching connection can be used for the mechanical folding fixation, thereby reducing the total tooling required.
  • in comparison to the above prior art results in a much simplified Vergargungs geometry in the inner and / or outer sheet metal part.
  • the outer plate part embossing is formed by the two stampings as an embossing recess facing the inner plate part, into which the inner plate part embossing designed as embossment protrudes.
  • Both the embossing recess and the embossing dome can preferably be integrated on the closed-surface side in the outer / inner sheet metal part.
  • the embossing dome may have an embossed-bottom which is offset in height by a height offset from an inner-panel-part base section. The embossed-bottom can pass over a laterally circumferential web of material in the inner panel part base portion. In order to reduce the embossment component stiffness, it is advantageous if this material web has a material thickness which in the
  • the embossing dome and the embossing depression lie approximately in a cross shape, forming a covering area.
  • Covering area results in at least one deformation area in which the embossed dome is deformed to a pedestal area.
  • the embossing recess may be elongate in the folding direction and narrow in the transverse direction.
  • the embossing dome can be elongated in the transverse direction and made narrow in the folding direction.
  • the embossed-dome length is to be sized larger than the embossing groove width.
  • the embossment width is smaller than the embossing depth.
  • the embossing recess can reset a, by an outer panel part base portion by a lowering depth
  • the stamping recess may be spaced by a transverse offset from a sheet edge of the seaming flange.
  • the embossing recess may be positioned with its side wall without such a distance directly on the Falzflansch sheet edge. In this case, the side wall of the embossing recess can be completed with a free outer edge.
  • Deformation space is provided in which the embossment in the
  • this deformation space can be formed at the transition from the embossing dome into the inner sheet-metal part base section, specifically at the, from the folding flange
  • the embossing bottom may preferably not be tapered at an acute angle (as in the above prior art), but rather be planar.
  • Such a geometrically simple dome-like hollow structure is preferred in FIG.
  • the outer sheet part embossing may not be formed as a dome-like hollow structure, but rather as a hook-shaped hollow structure which after the folding operation is in form-fitting engagement with the inner sheet part embossment.
  • the hook-shaped hollow structure preferably has one, up to a Falzflansch outer edge expanding Vergargungs-cross section on. In this way, a stamping contour can be realized directly in the rabbet flange outer edge, which can be brought into engagement with the inner sheet metal part embossment.
  • the hook-shaped hollow structure can have two closed-surface side flanks formed in the sheet-metal base section. These converge on a central floor land and go on lateral edges in the sheet metal base section of the
  • the bottom web of the hook-shaped hollow structure may extend at right angles to the seam flange outer edge with regard to increased component rigidity.
  • hook-shaped hollow structure converge at apex and merge into the sheet metal base portion of the outer sheet metal folding flange.
  • the vertex may have a predefined margin offset from the
  • the corresponding inner sheet part embossing can be at least one groove. This preferably runs parallel to the outer edge of the
  • the hook-shaped hollow structure of the outer sheet metal part is in engagement with the groove.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a sheet metal part arrangement according to a first embodiment
  • FIG. 3 and 4 are views illustrating the joining operation for producing the seaming joint shown in Fig. 1;
  • FIGS. 3 and 4 are views corresponding to FIGS. 3 and 4 according to a second embodiment
  • Sheet metal part arrangement shown in which an inner sheet metal part 1 and a
  • Outer sheet metal part 3 as joining partners with each other in seaming.
  • the folded edge 16 and the sheet metal edge part 7 of the inner sheet metal part 1 extend in FIG. 1 continuously along a folding direction x.
  • the component arrangement may be a vehicle door.
  • the outer sheet part embossment 1 1 is formed as a the inner sheet metal part 1 facing embossing recess.
  • the inner sheet part embossment 13 is an embossed dome, which protrudes into the embossing recess 11 after the folding process has taken place.
  • Both the embossing recess 1 1 and the embossing dome 13 are each formed as a dome-like hollow structures, which are interleaved with each other and in one
  • This passes via a laterally circumferential material web 19 in the inner sheet metal part base portion 15 via.
  • the material web 19 has a material thickness Si in FIG. 3, which is greatly reduced in comparison to the material thickness S2, S3 in the inner sheet metal part base section 15 and in the embossment bottom 17, as a result of which the embossment geometry stiffness is reduced.
  • the material thickness S2 may be approximately 1 mm for an aluminum material, for example. For steel, the material thickness S2 can be about 0.65 mm.
  • the stamping recess 11 formed in the outer sheet metal part 3 has a recess depth ⁇ t (FIG. 3) from the outer sheet metal part base portion 21
  • both the embossing recess 11 and the embossing dome 13 are not circular, but rather elongated in the folding direction x and in the transverse direction y.
  • the embossment dome 13 has an embossed-dome length lp in the transverse direction y and an embossed-dome width bp in the folding direction x.
  • the embossing recess 11 has a recess length lv (eg 3.2 mm) in the folding direction x and a recess width bv in the transverse direction y.
  • the embossed-dome length lp is dimensioned larger than the recess width bv.
  • the embossed-dome width b P is smaller than the indentation length l v .
  • Outer sheet metal part 3 and the embossment point 13 in the inner sheet metal part 1 are matched to one another such that after the folding process has taken place, the embossing dome 13 and the embossing recess 11 overlap one another approximately in a cross shape (cf.
  • the embossing dome 13 projects into the embossing recess 11.
  • the embossment 13 in deformation areas 30 outside of the overlap region 29 at
  • deformation space 33 (hereinafter referred to as deformation space) is additionally provided at the transition from the embossing dome 13 into the inner sheet metal part base section 15, namely at, from
  • the deformation space 33 has in Fig. 3, a width b of about 1, 5mm and a height h of about 0.2 mm, which is shown exaggerated in Fig. 3 and 5.
  • the sheet metal material can be displaced into the deformation space 3 by the flow of material, namely by exhausting the deformation space 33.
  • the folding process is illustrated with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the inner and outer sheet metal parts 1, 3 are provided in which the two dome-shaped hollow structures are impressed by means of embossing / deep-drawing tools (not shown).
  • the folding operation takes place, in which the outer sheet metal folding flange 5 is folded around the inner sheet part edge 7, to form the outer folded edge 16.
  • dome-like hollow structures are positioned and designed so that after completion of the folding process, the two dome-like hollow structures are interlocking with each other in form-locking nested engagement.
  • a further free space 34 is provided between the outer folded edge 16 of the folded seam connection and the sheet metal part edge 7 of the inner sheet metal part 1 in order to allow material flow or deformation of the inner sheet metal part 1 during the folding operation.
  • Figs. 5 and 6 is a sheet metal part arrangement according to a second
  • the free outer edge is executed at acute angles in FIGS. 5 and 6 and acts as an embossing edge during the folding process, which deforms the embossing dome 13 to form a positive connection (FIG. 6).
  • FIGS. 7 and 8 a sheet metal part connection is shown in FIGS. 7 and 8, in which the outer sheet part embossment 1 1 is not a dome-like
  • the inner panel portion embossment 13 has a series of grooves which are parallel to the inner panel outer edge 33 (Fig. 8).
  • the grooves extend in the folding direction x over a groove length xi (FIG. 7), which is several times greater than a web width ⁇ of a bottom web 43 of the hook-shaped hollow structure. This allows a component tolerance compensation between the two sheet metal parts 1, 3 both in the folding direction x and in the
  • the hook-shaped hollow structure has two closed-surface side flanks 41 formed in the sheet-metal base section 15, which converge at the central bottom web 43 and merge into lateral side edges 45 in the sheet metal base section 15.
  • the hook-shaped hollow structure is aligned in Fig. 7 or 8 at right angles to the folding flange 5 and has a web width .DELTA. ⁇ , in a Range of 0.2 mm to 5 mm and is much smaller than the groove length xi.
  • the bottom web 43 and the two marginal edges 45 of the hook-shaped hollow structure converge at an apex S and pass there into the sheet metal base section 15.
  • the vertex S is spaced in Fig. 7 by an edge offset Ar of the Falzflansch outer edge 35.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Blechteilanordnung mit einem Innenblechteil (1) und einem Außenblechteil (3), die zueinander in Falzverbindung sind, in der ein Falzflansch (5) des Außenblechteils um einen Blechrand (7) des Innenblechteils (1) gefalzt ist, wobei für eine mechanische Falzfixierung (9) der Falzflansch (5) zumindest eine Außenblechteil-Verprägung (11) aufweist, die formschlüssig in Eingriff mit einer Innenblechteil-Verprägung (13) ist, die im Blechteilrand (7) des Innenblechteils (1) ausgebildet ist. Erfindungsgemäß sind die beiden Verprägungen (11, 13) als domartige Hohlstrukturen ausgebildet, von denen die Außenblechteil-Verprägung (11) als eine dem Innenblechteil (1) zugewandte Prägevertiefung ausgebildet ist, in die die als Prägedom ausgebildete Innenblechteil-Verprägung (13) einragt.

Description

Blechteilanordnung
Die Erfindung betrifft eine Blechteilanordnung mit einem Innenblechteil und einem Außenblechteil, die als Fügepartner in Falzverbindung sind, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 13.
Im Fahrzeug-Karosseriebau können Blechteile mittels einer Falzverbindung gefügt werden. Beispielhaft können die sich überlappenden Umfangsränder von Blechteilen, etwa einem Innenblechteil und einem Außenblechteil einer Fahrzeugtür, in einem Falzprozess zusammengefügt werden, und zwar unter Bildung einer entlang des Fahrzeugtür-Außenumfangs umlaufenden
Falzverbindung. Um eine prozesssichere Falzverbindung bereitzustellen, erfolgt in gängiger Praxis zusätzlich eine Falzverbindung, bei der die Innen- und
Außenblechteile an der Falzfixierung miteinander an Schweißpunkten verschweißt werden. Anstelle einer solchen stoffschlüssigen Falzfixierung ist aus der DE 2 403 179 A eine mechanische Falzfixierung bekannt, die bei einer gattungsgemäßen Blechteilanordnung erfolgt. In der
Blechteilanordnung ist ein Falzflansch des Außenblechteils um den
Blechteilrand des Innenblechteils gefalzt. Für die mechanische Falzfixierung weist der Falzflansch zumindest eine Außenblechteil-Verprägung auf, die formschlüssig in Eingriff mit einer korrespondierenden Innenblechteil- Verprägung im Blechteilrand des Innenblechteils ist.
Die Innenblechteil- und Außenblechteil-Verprägungen sind in der DE 2 403 179 A als Rillen und/oder Sicken in die Blechteile eingeprägt, die rasterformig verlaufen und nach dem Falzvorgang zueinander in Formschlusseingriff gebracht sind. Die rasterformig angeordneten Rillen/Sicken werden in einem aufwendigen, dem Falzvorgang vorgelagerten Prägeprozess in die beiden Blechteile eingeformt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Blechteilanordnung
bereitzustellen, bei der in einfacher und kostengünstiger Weise eine mechanische Falzfixierung ermöglicht ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 13 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist zumindest eine der Verprägungen als eine domartige Hohlstruktur ausgebildet. Die domartige Hohlstruktur weist eine, von einem Blech-Basisabschnitt hochgezogene, umlaufende Prägewand auf, die an einer umlaufenden Bodenkante in einen geschlossenen Prägeboden übergeht. Eine solche domartige Hohlstruktur ist mit einem Präge-/Tiefziehwerkzeug herstellbar, das in Doppelfunktion auch bei der Herstellung einer Clinchverbindung zwischen Blechbauteilen verwendbar ist. Für die mechanische Falzfixierung kann somit ein bereits vorhandenes, bei der Herstellung einer Clinch- Verbindung verwendetes Präge-/Tiefziehwerkzeug genutzt werden, wodurch sich insgesamt der Werkzeugaufwand reduziert. Zudem ergibt sich im Vergleich zum obigen Stand der Technik eine wesentlich vereinfachte Verprägungs-Geometrie im Innen- und/oder Außenblechteil.
Erfindungsgemäß sind von den beiden Verprägungen die Außenblechteil- Verprägung als eine dem Innenblechteil zugewandte Prägevertiefung ausgebildet, in die die als Prägedom ausgebildete Innenblechteil-Verprägung einragt. Sowohl die Prägevertiefung als auch der Prägedom können bevorzugt geschlossenflächig im Außen-/Innenblechteil integriert sein. In einer technischen Realisierung kann der Prägedom einen Prägedom-Boden aufweisen, der um einen Höhenversatz von einen Innenblechteil- Basisabschnitt höhenversetzt ist. Der Prägedom-Boden kann über einen seitlich umlaufenden Materialsteg in den Innenblechteil-Basisabschnitt übergehen. Um die Prägedom-Bauteilsteifigkeit zu reduzieren, ist es von Vorteil, wenn dieser Materialsteg eine Materialdicke aufweist, die im
Vergleich zur Innenblechteil-Materialdicke stark reduziert ist.
Es ist von besonderer Relevanz, dass die mechanische Falzfixierung zwischen dem Prägedom und der Prägevertiefung auch bei Vorliegen von Bauteil- und/oder Verbindungstoleranzen wirksam ist. Vor diesem
Hintergrund ist es von Vorteil, wenn die Prägevertiefung und der Prägedom jeweils in der Falzrichtung und in Querrichtung dazu langgestreckt
ausgebildet sind. Dadurch wird erreicht, dass nach dem Falzvorgang der Prägedom und die Prägevertiefung in etwa kreuzförmig unter Bildung eines Deckungsbereiches übereinanderliegen. Der Prägedom ragt an dem
Überdeckungsbereich in die Prägevertiefung ein. Außerhalb des
Überdeckungsbereiches ergibt sich zumindest ein Verformungsbereich, in dem der Prägedom bis auf einen Sockelbereich verformt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann die Prägevertiefung in der Falzrichtung langgestreckt sein und in Querrichtung dazu schmal ausgeführt sein. Umgekehrt kann der Prägedom in der Querrichtung langgestreckt und in der Falzrichtung schmal ausgeführt sein. Die Prägedom-Länge ist dabei größer zu bemessen als die Prägevertiefungs-Breite. Umgekehrt ist die Prägedom-Breite kleiner zu bemessen als die Prägevertiefungs-Länge.
In einer technischen Umsetzung kann die Prägevertiefung einen, von einem Außenblechteil-Basisabschnitt um eine Senktiefe zurückgesetzten
Vertiefungsboden aufweisen, der an einer Seitenwand in den Außenblechteil- Basisabschnitt übergeht. In einer Ausführungsform kann die Prägevertiefung um einen Querversatz von einem Blechrand des Falzflansches beabstandet sein. Alternativ dazu kann die Prägevertiefung mit ihrer Seitenwand ohne einen solchen Abstand unmittelbar an dem Falzflansch-Blechrand positioniert sein. In diesem Fall kann die Seitenwand der Prägevertiefung mit einer freien Außenkante abschließen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die oben erwähnte freie
Außenkante der Seitenwand der Prägevertiefung als eine Prägekante wirken, die beim Falzvorgang den Prägedom verformt.
Um beim Falzvorgang eine prozesssichere mechanische Falzfixierung zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn im Innenblechteil zusätzlich ein
Verformungsraum bereitgestellt ist, in dem sich der Prägedom beim
Falzvorgang hineinverformen kann. In einer technischen Umsetzung kann dieser Verformungsraum am Übergang vom Prägedom in den Innenblechteil- Basisabschnitt ausgebildet sein, und zwar an der, vom Falzflansch
abgewandten Innenblechteil-Seite. Der Prägeboden kann bevorzugt nicht spitzwinklig zulaufend sein (wie im obigen Stand der Technik), sondern vielmehr ebenflächig sein. Eine solche geometrisch einfache domartige Hohlstruktur ist bevorzugt in
unterschiedlichen Blechteil-Werkstoffen realisierbar, insbesondere in einem Aluminium- oder Stahl-Blechteil.
Gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt kann die Außenblechteil- Verprägung nicht als eine domartige Hohlstruktur ausgebildet sein, sondern vielmehr als eine hakenförmige Hohlstruktur, die nach dem Falzvorgang in Formschlusseingriff mit der Innenblechteil-Verprägung ist. Die hakenförmige Hohlstruktur weist bevorzugt einen, sich bis zu einer Falzflansch-Außenkante ausweitenden Verprägungs-Querschnitt auf. Auf diese Weise ist unmittelbar in der Falzflansch-Außenkante eine Prägekontur realisierbar, die in Eingriff mit der Innenblechteil-Verprägung bringbar ist. In einer technischen Realisierung kann die hakenförmige Hohlstruktur zwei in den Blech-Basisabschnitt eingeformte, geschlossenflächige Seitenflanken aufweisen. Diese laufen an einem mittleren Bodensteg zusammen und gehen an seitlichen Randkanten in den Blech-Basisabschnitt des
Außenblechteil-Basisabschnittes über.
Der Bodensteg der hakenförmigen Hohlstruktur kann im Hinblick auf eine erhöhte Bauteilsteifigkeit rechtwinklig zur Falzflansch-Außenkante verlaufen. Zudem können der Bodensteg sowie die beiden Randkanten der
hakenförmigen Hohlstruktur an einem Scheitelpunkt zusammenlaufen und in den Blech-Basisabschnitt des Außenblechteil-Falzflanschs übergehen. Der Scheitelpunkt kann über einen vordefinierten Randversatz von der
Falzflansch-Außenkante beabstandet sein.
Die dazu korrespondierende Innenblechteil-Verprägung kann zumindest eine Rille sein. Diese verläuft bevorzugt parallel zur Außenkante des
Innenblechteils. Nach dem Falzvorgang ist die hakenförmige Hohlstruktur des Außenblechteils in Eingriff mit der Rille. Im Hinblick auf einen Bauteil- Toleranzausgleich ist es bevorzugt, eine Mehrzahl solcher Rillen im
Innenblechteil vorzusehen.
Die vorstehen erläuterten und/oder in den Unteransprüchen
wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger
Kombination miteinander zur Anwendung kommen. Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Blechteilanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 die obige Blechteilanordnung vor Durchführung des
Falzvorganges;
Fig. 3 und 4 jeweils Ansichten, die den Fügevorgang zur Herstellung der in der Fig. 1 gezeigten Falzverbindung veranschaulichen;
Fig. 5 und 6 jeweils Ansichten entsprechend der Fig. 3 und 4 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 und 8 ein drittes Ausführungsbeispiel der Blechteilanordnung jeweils in perspektivischer Darstellung sowie in Schnittdarstellung.
Die Figuren sind im Hinblick auf ein einfaches Verständnis der Erfindung grob schematisch sowie stark vereinfacht dargestellt und geben die
Falzverbindung nicht realitätsgetreu wieder. So ist in der Fig. 1 eine
Blechteilanordnung gezeigt, bei der ein Innenblechteil 1 und ein
Außenblechteil 3 als Fügepartner miteinander in Falzverbindung sind. In der Falzverbindung ist ein Falzflansch 5 des Außenblechteils 3 um den
Blechteilrand 7 des Innenblechteils 1 gefalzt, und zwar unter Bildung einer Falzkante 16. Die Falzkante 16 sowie der Blechteilrand 7 des Innenblechteils 1 erstrecken sich in der Fig. 1 durchgängig entlang einer Falzrichtung x. Beispielhaft kann die Bauteilanordnung eine Fahrzeugtür sein.
Wie aus der Fig. 1 weiter hervorgeht, ist die Falzverbindung zusätzlich mittels einer mechanischen Falzfixierung 9 gesichert. Diese weist eine
Außenblechteil- Verprägung 1 1 und eine Innenblechteil-Verprägung 13 auf, die zueinander formschlüssig in Eingriff gebracht sind. Derartige
mechanische Falzfixierungen 9 sind in der Falzverbindung entlang der Falzrichtung x voneinander beabstandet vorgesehen.
Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist die Außenblechteil-Verprägung 1 1 als eine dem Innenblechteil 1 zugewandte Prägevertiefung ausgebildet. Die Innenblechteil-Verprägung 13 ist dagegen ein Prägedom, der nach erfolgtem Falzvorgang in die Prägevertiefung 11 einragt. Sowohl die Prägevertiefung 1 1 als auch der Prägedom 13 sind jeweils als domartige Hohlstrukturen ausgebildet, die miteinander verschachtelt sind und in einem
formschlüssigen Klemmeingriff zueinander sind.
Wie aus der Fig. 3 hervorgeht, weist der Prägedom 13 vor dem Falzvorgang einen um einen Höhenversatz A B von einem Innenblechteil-Basisabschnitt 15 höhenversetzten Prägedom-Boden 17 auf. Dieser geht über einen seitlich umlaufenden Materialsteg 19 in den Innenblechteil-Basisabschnitt 15 über. Der Materialsteg 19 weist in der Fig. 3 eine Materialdicke Si auf, die im Vergleich zur Materialdicke S2, S3 im Innenblechteil-Basisabschnitt 15 und im Prägedom-Boden 17 stark reduziert ist, wodurch die Prägedom-Steifigkeit herabgesetzt ist. Die Materialdicke S2 kann bei einem Aluminiumwerkstoff z.B. bei ca. 1 mm liegen. Bei Stahl kann die Materialdicke S2 bei ca. 0,65 mm liegen. Die im Außenblechteil 3 ausgebildete Prägevertiefung 11 weist einen um eine Senktiefe At (Fig. 3) vom Außenblechteil-Basisabschnitt 21
zurückgesetzten Vertiefungsboden 23 auf, der an einer Seitenwand 25 in den Außenblechteil-Basisabschnitt 21 übergeht. In den Fig. 1 bis 4 ist die
Prägevertiefung 11 um einen Querversatz Ay (Fig. 3) von einem Blechrand 35 des Falzflansches 5 beabstandet.
Wie aus den Figuren hervorgeht, sind sowohl die Prägevertiefung 11 als auch der Prägedom 13 nicht kreisförmig ausgebildet, sondern vielmehr jeweils in der Falzrichtung x und in der Querrichtung y langgestreckt ausgebildet. In der Fig. 2 weist der Prägedom 13 in der Querrichtung y eine Prägedom-Länge lp und in der Falzrichtung x eine Prägedom-Breite bp auf. Die Prägevertiefung 11 weist in der Falzrichtung x eine Vertiefungs-Länge lv (z.B. 3,2 mm) und in der Querrichtung y eine Vertiefungs-Breite bv auf. Die Prägedom-Länge lp ist dabei größer bemessen als die Vertiefungs-Breite bv. Umgekehrt ist die Prägedom-Breite bP kleiner bemessen als die Vertiefungs- Länge lv.
Die Positionierungen sowie Abmessungen der Prägevertiefung 11 im
Außenblechteil 3 und des Prägedoms 13 im Innenblechteil 1 sind so aufeinander abgestimmt, dass nach erfolgtem Falzvorgang der Prägedom 13 und die Prägevertiefung 11 in etwa kreuzförmig übereinanderliegen (vgl. Fig.
1 ), und zwar unter Bildung eines Überdeckungsbereiches 29 (Fig. 1 oder 4).
Im Überdeckungsbereich 29 der mechanischen Falzfixierung 9 ragt der Prägedom 13 in die Prägevertiefung 11 ein. Dagegen wird der Prägedom 13 in Verformungsbereichen 30 außerhalb des Überdeckungsbereiches 29 beim
Falzvorgang abgeflacht bzw. verformt, und zwar unter Bildung eines
Sockelbereiches 31 (Fig. 4) im Innenblechteil 1. Im Fertigungszustand, das heißt vor dem Falzvorgang, ist gemäß der Fig. 3 am Übergang vom Prägedom 13 in den Innenblechteil-Basisabschnitt 15 zusätzlich ein Verformungs- bzw. Abfederungsraum 33 (nachfolgend als Verformungsraum bezeichnet) vorgesehen, und zwar an der, vom
Falzflansch 5 abgewandten Seite. Der Verformungsraum 33 weist in der Fig. 3 ein Breite b von ca. 1 ,5mm und eine Höhe h von ca. 0,2 mm auf, die in der Fig. 3 und 5 übertrieben groß dargestellt ist. Beim Falzvorgang kann das Blechmaterial durch Materialfluss in den Verformungsraum 3 hineinverlagert werden, und zwar unter Aufbrauch des Verformungsraumes 33.
Anhand der Fig. 2 und 3 ist der Falzvorgang veranschaulicht: Demzufolge werden zunächst die Innen- und Außenblechteile 1 , 3 bereitgestellt, in denen mittels nicht gezeigter Präge-/Tiefziehwerkzeuge die beiden domartigen Hohlstrukturen eingeprägt werden. Anschließend erfolgt der Falzvorgang, bei dem der Außenblechteil-Falzflansch 5 um den Innenblechteil-Rand 7 gefalzt wird, und zwar unter Bildung der äußeren Falzkante 16. Die beiden
domartigen Hohlstrukturen sind so positioniert und ausgelegt, dass nach erfolgtem Falzvorgang die beiden domartigen Hohlstrukturen miteinander formschlüssig verschachtelt in Klemmeingriff sind.
Wie aus der Fig. 4 weiter hervorgeht, ist zwischen der äußeren Falzkante 16 der Falzverbindung und dem Blechteilrand 7 des Innenblechteils 1 ein weiterer Freiraum 34 bereitgestellt, um beim Falzvorgang einen Materialfluss bzw. eine Verformung des Innenblechteils 1 zu ermöglichen.
In den Fig. 5 und 6 ist eine Blechteilanordnung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel gezeigt. Im Unterschied zu den vorangegangenen Figuren ist in den Fig. 5 und 6 die Prägevertiefung 11 nicht um einen
Querversatz Ay (wie in der Fig. 3) von dem Falzflansch-Blechrand 35 beabstandet. Vielmehr ist die Prägevertiefung 11 mit ihrer randseitigen Seitenwand 25 unmittelbar am Falzflansch-Blechrand 35 positioniert. Die Seitenwand 25 der Prägevertiefung 1 1 schließt dabei mit einer freien
Außenkante nach unten ab. Die freie Außenkante ist in den Fig. 5 und 6 spitzwinklig ausgeführt und wirkt beim Falzvorgang als eine Prägekante, die unter Bildung einer Formschlussverbindung den Prägedom 13 verformt (Fig. 6).
Alternativ zu den Fig. 1 bis 6 ist in den Fig. 7 und 8 eine Blechteilverbindung gezeigt, bei der die Außenblechteil-Verprägung 1 1 keine domartige
Hohlstruktur ist, sondern vielmehr eine hakenförmige Hohlstruktur. Deren Verprägungs-Querschnitt weitet sich bis zu der Falzflansch-Außenkante 35 kontinuierlich aus. Auf diese Weise ergibt sich unmittelbar an der
Falzflansch-Außenkante 35 eine Prägekontur 39, die nach dem Falzvorgang in Eingriff mit der Innenblechteil-Verprägung 13 ist. In den Fig. 7 und 8 weist die Innenblechteil-Verprägung 13 eine Reihe von Rillen auf, die parallel zur Innenblechteil-Außenkante 33 (Fig. 8) verlaufen. Die Rillen erstrecken sich in der Falzrichtung x über eine Rillenlänge xi (Fig. 7), die um ein Mehrfaches größer ist als eine Stegbreite Δχ eines Bodenstegs 43 der hakenförmigen Hohlstruktur. Dadurch kann ein Bauteil-Toleranzausgleich zwischen den beiden Blechteilen 1 , 3 sowohl in der Falzrichtung x als auch in der
Querrichtung y erfolgen. Alternativ zur Fig. 7 und 8 müssen jedoch die Rillen nicht unbedingt parallel sein.
Nachfolgend wird die Geometrie der hakenförmigen Hohlstruktur
beschrieben: So weist in den Fig. 7 oder 8 die hakenförmige Hohlstruktur zwei in den Blech-Basisabschnitt 15 eingeformte, geschlossenflächige Seitenflanken 41 auf, die an dem mittleren Bodensteg 43 zusammenlaufen und an seitlichen Randkanten 45 in den Blech-Basisabschnitt 15 übergehen. Die hakenförmige Hohlstruktur ist in der Fig. 7 oder 8 rechtwinklig zum Falzflansch 5 ausgerichtet und weist eine Stegbreite Δχ auf, die in einem Bereich von 0,2 mm bis 5 mm liegen kann und weitaus geringer ist als die Rillen-Länge xi. Zudem laufen der Bodensteg 43 und die beiden Randkanten 45 der hakenförmigen Hohlstruktur an einem Scheitelpunkt S zusammen und gehen dort in den Blech-Basisabschnitt 15 über. Der Scheitelpunkt S ist in der Fig. 7 über einen Randversatz Ar von der Falzflansch-Außenkante 35 beabstandet.

Claims

Patentansprüche
Blechteilanordnung mit einem Innenblechteil (1 ) und einem
Außenblechteil (3), die zueinander in Falzverbindung sind, in der ein Falzflansch (5) des Außenblechteils um einen Blechrand (7) des Innenblechteils (1) gefalzt ist, wobei für eine mechanische
Falzfixierung (9) der Falzflansch (5) zumindest eine Außenblechteil- Verprägung (11 ) aufweist, die formschlüssig in Eingriff mit einer Innenblechteil-Verprägung (13) ist, die im Blechteilrand (7) des
Innenblechteils (1 ) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verprägungen (11 , 13) als domartige Hohlstrukturen ausgebildet sind, von denen die Außenblechteil-Verprägung (11 ) als eine dem Innenblechteil (1 ) zugewandte Prägevertiefung ausgebildet ist, in die die als Prägedom ausgebildete Innenblechteil-Verprägung (13) einragt.
Blechteilanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Prägedom (13) einen um einen Höhenversatz (AhB) von einem Innenblechteil-Basisabschnitt (15) höhenversetzten Prägedom-Boden (17) auf, der über einen seitlich umlaufenden Materialsteg (19) in den Innenblechteil-Basisabschnitt (15) übergeht.
Blechteilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialsteg (19) eine Materialdicke (si ) aufweist, die im Vergleich zur Materialdicke (s2, S3) im Innenblechteil-Basisabschnitt (15) und im Prägedom-Boden (17) stark reduziert ist, um die Prägedom-Steifigkeit zu reduzieren. Blechteilanordnung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass sich der Innenblechteilrand (7) im
Wesentlichen entlang einer Falzrichtung (x) erstreckt, und dass die Prägevertiefung (11 ) und der Prägedom (13) jeweils im Wesentlichen in der Falzrichtung (x) und in Querrichtung (y) dazu langgestreckt ausgebildet sind.
Blechteilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgtem Falzvorgang der Prägedom (13) und die
Prägevertiefung (11 ) in etwa kreuzförmig oder L-förmig
übereinanderliegen, und dass der Prägedom (13) an einem
Überdeckungsbereich (29) in die Prägevertiefung (11 ) einragt, und dass der Prägeboden (13) an zumindest einem Verformungsbereich (30) außerhalb des Überdeckungsbereiches (29) bis zu einem
Prägedom-Sockel (31 ) verformt ist.
Blechteilanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, dass der langgestreckte Prägedom (13) in der Querrichtung (y) eine Prägedom-Länge (Ip) und in der Falzrichtung (x) eine Prägedom-Breite (bp) aufweist, und dass die langgestreckte Prägevertiefung (11 ) in der Falzrichtung (x) eine Vertiefungs-Länge (Iv) und in der Querrichtung (y) eine Vertiefungs-Breite (bv) aufweist, und dass die Prägedom-Länge (lP) größer ist als die Vertiefungs-Breite (bv) sowie die Prägedom-Breite (bP) kleiner ist als die Vertiefungs-Länge (Iv).
Blechteilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägevertiefung (11 ) und der Prägedom (13) geschlossenflächig ausgebildet sind. Blechteilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägevertiefung (11 ) einen, von einem Außenblechteil-Basisabschnitt (21 ) um eine Senktiefe (At) zurückgesetzten Vertiefungsboden (23) aufweist, der an einer
Seitenwand (25) in den Außenblechteil-Basisabschnitt (21 ) übergeht.
Blechteilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägevertiefung (11 ) an einen Querversatz (Ay) von einem Blechrand (35) des Falzflansches (5) beabstandet ist.
Blechteilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägevertiefung (11 ) mit ihrer Seitenwand (25) ohne Abstand zum Falzflansch-Blechrand (35) positioniert ist, und dass die Seitenwand (25) der Prägevertiefung (11 ) mit einer freien Außenkante abschließt.
Blechteilanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Außenkante der Seitenwand (25) der Prägevertiefung (11 ) als eine Prägekante wirkt, die beim Falzvorgang den Prägedom (13) verformt.
Blechteilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenblechteil (1 ) an seiner vom Falzflansch (5) abgewandten Seite am Übergang vom Prägedom (13) in den Innenblechteil-Basisabschnitt (15) ein Verformungsraum (33) ausgebildet ist, und dass sich beim Falzvorgang Blechmaterial in den Verformungs- und Abfederungsraum (33) hineinverformen und abfedern kann. Blechteilanordnung mit einem Innenblechteil (1 ) und einem
Außenblechteil (3), die als Fügepartner in Falzverbindung sind, in der ein Falzflansch (5) des Außenblechteils (3) um den Blechteilrand (7) des Innenblechteils (1 ) gefalzt ist, wobei der Falzflansch (5) zumindest eine Außenblechteil-Verprägung (11 ) aufweist, die formschlüssig in Eingriff mit einer Innenblechteil-Verprägung (13) ist, die im Blechteilrand (7) des Innenblechteils (1 ) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenblechteil-Verprägung (11 ) als eine hakenförmige
Hohlstruktur ausgebildet ist, und zwar mit einem, bis zu einer
Falzflansch-Außenkante (35) sich ausweitendem
Verprägungsquerschnitt.
Blechteilanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die hakenförmige Hohlstruktur an der Falzflansch-Außenkante (35) eine Prägekontur (39) aufweist, die in Eingriff mit der Innenblechteil- Verprägung (13) bringbar ist.
Blechteilanordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, dass zur Bildung der Prägekontur (39) die
hakenförmige Hohlstruktur zwei in den Blech-Basisabschnitt (15) eingeformte Seitenflanken (41 ) aufweist, die an einem mittleren
Bodensteg (43) zusammenlaufen und an seitlichen Randkanten (45) in den Blech-Basisabschnitt (15) übergehen.
Blechteilanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die hakenförmige Hohlstruktur rechtwinklig zum Falzflansch (5) verläuft, und dass insbesondere der Bodensteg (43) und die beiden Randkanten (45) der hakenförmigen Hohlstruktur an einem Scheitelpunkt (S) zusammenlaufen und in den Blechteil-Basisabschnitt (15) übergehen, und dass insbesondere der Scheitelpunkt (S) über einen Randversatz (Ar) von der Falzflansch-Außenkante beabstandet ist.
Blechteilanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenblechteil-Verprägung (13) zumindest eine Rille ist, die bevorzugt in etwa parallel zur Außenkante (33) des Innenblechteils verläuft, und in die die hakenförmige Hohlstruktur des Außenblechteils (3) eingreift.
Blechteilanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Rillen im Innenblechteil (1 ) vorgesehen sind, um Bauteil- und/oder Verbindungstoleranzen auszugleichen.
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