WO2019086508A1 - Verfahren zum herstellen einer überlappungsverbindung und karosseriebauteil für ein fahrzeug - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer überlappungsverbindung und karosseriebauteil für ein fahrzeug Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing an overlap connection according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a body component for a vehicle according to the preamble of claim 6 and an embossing tool according to the preamble of patent claim 10.
  • Methods for producing lap joints in which at least two overlapping components are joined together via a seam flange are known in numerous variations.
  • a first edge of a first component can be folded over a second edge of a second component.
  • body components for vehicles with at least two components, which are connected via an at least one folding flange having lapping pungs connection with each other, known in numerous variations.
  • the folding flange has a first edge of a first component, which is folded over a second edge of a second component.
  • a method for producing a generic body component, in particular a vehicle door is known.
  • an adhesive is applied in a folded region between an inner body part and an outer skin part and then an edge region of the outer skin part around a corresponding edge region of the inner skin Body part folded over.
  • At least one elevation is formed at the edge region of the inner body part.
  • This survey can be embossed by a stamping tool in the inner body part.
  • a method for producing an overlap connection in which at least two partially overlapping metallic components are welded together by means of a laser, wherein by means of the laser generates a pulsed laser beam and the components are joined by means of several welding points.
  • the respective welding times per welding point are greater than 1 s and less than 1 ms.
  • one component Before welding, one component can be folded over around the other component.
  • a disadvantage is to be regarded in such methods and body components of the circumstance that a folding flange created by the folding of a first edge of a first component to a second edge of a second component relative movements of the components can not reliably prevent each other.
  • the invention is based on the object to provide a method for producing an overlap connection, which reduces relative movements between the interconnected by the overlap connection components.
  • the invention is based on the object to provide a body component with at least two interconnected by an overlap connection components and an embossing tool for embossing such a body component, which has a high reproducible component quality.
  • a seaming flange of the overlapping joint comprises at least one connecting region at which a first component is embossed at at least one embossing point by a second component, wherein displaced material of the first component is immersed in the second component and produces a positive connection.
  • the embossing tool has a scraper and at least one relatively movably arranged to the scraper carrier on which a single point or a double point is arranged.
  • An overlap connection is understood in the following to mean a connection in which at least two components overlapping one another are connected to one another at least via a folding flange.
  • the folding flange is understood to mean a frictional connection between at least two components, in which case a first edge of a first component is folded over around a second edge of a second component. As a result, the second edge of the second component is at least partially enclosed by the first edge of the first component.
  • At least one region on the folding flange is understood by the joining region, in which embossing in at least one embossing point creates an additional form-fitting connection between the at least two components.
  • an embossing tool can pierce the outside through the folding flange and emboss the first component through the second component.
  • a relative movement can be understood to mean a displacement of one of the two components against the other component after folding.
  • This relative movement can be caused after folding during assembly by various external influences, such as the handling of the body component by an industrial robot, outside the mounting site by shock during transport, thermal expansion in an oven or manual handling when mounting the component to a vehicle body.
  • a simple inexpensive connection combination of the frictional connection of the folding flange and the positive connection can be implemented by embossing.
  • no additional connecting elements such as rivets, holes, etc. are required in one of the two components, whereby an additional need for coordination during assembly can be advantageously avoided.
  • embossing can be applied to steel components and aluminum, which are often used in vehicle construction.
  • the dimensions of the single point or the double point of the embossing tool are chosen so that the second component is not completely penetrated during the embossing process. This can be prevented in an advantageous manner that arise on an underside of the first component, which may correspond to a visible surface, bulges.
  • body components with a folding flange which has at least one additional connecting region, may have no or only minor relative movements between the components which are connected to one another in this way.
  • a consistent body component quality can advantageously be made possible and fluctuations in the process chain can be reduced.
  • a single point of the embossing tool can sequentially emboss at least two embossing points in the at least one connecting region of the folding flange into the first component.
  • the two embossing points which are preferably set in close proximity to each other, an anti-rotation and a point strength can be increased in the corresponding connection area in an advantageous manner.
  • a double point of the embossing tool can simultaneously emboss two adjacent embossing points in the at least one connecting region of the folding flange into the first component.
  • the assembly time can be reduced in an advantageous manner.
  • an anti-rotation and a point strength can be increased by the two embossing points in the corresponding connection area in an advantageous manner.
  • a plurality of connecting regions can be formed at a predetermined distance from one another at the folding flange. The distance between the connecting regions can be adapted, for example, to the dimensions of the interconnected components or to the dimensions of the folding flange.
  • an adhesive may be applied between the first edge of the first component and the second edge of the second component prior to folding, which forms a material connection between the two components.
  • This cohesive connection can advantageously further improve the stability and the strength of the lap joint.
  • the adhesive can cure without a relative movement between the first component and the second component takes place, since they are sufficiently fixed by the positive engagement produced by embossing until the adhesive has cured.
  • a hardening process in an oven can advantageously be at least reduced or completely eliminated, or a longer waiting time for hardening can be dispensed with, so that the component combination can be further processed directly.
  • the body component can be designed as a vehicle door.
  • the vehicle door may in this case correspond to a front flap, a side door and / or a tailgate.
  • the first component can be designed as an outer panel and the second component as an inner panel.
  • the first component and the second component can be at least partially executed as a steel and / or aluminum component.
  • the two components can be reliably connected to one another via the folding flange with the connecting areas.
  • Fig. 1 is a schematic block diagram of an inventive
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of a detail of a body part according to the invention during an embossing process with a first embodiment of an embossing tool according to the invention.
  • Fig. 3 is a schematic detail of an embossing point
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a section of a body component according to the invention during an embossing Operation with a second embodiment of an embossing tool according to the invention.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of a detail of the embossing tool according to the invention from FIG. 4.
  • a method 100 according to the invention for producing an overlap connection 2 at least two overlapping components 10, 20 are connected to one another via a folding flange 30 in a method step S120.
  • a first edge 11 of a first component 10 is folded over a second edge 22 of a second component 20 to form the seaming flange 30.
  • at least one connecting region 32 is formed on the folding flange 30, on which an embossing tool 40 embosses the first component 10 at at least one embossing point 34 through the second component 20, wherein displaced material of the first component 10 dips into the second component 20 and makes a positive connection.
  • the exemplary embodiments of a body component 1 for a vehicle according to the invention in the illustrated detail each have at least two components 10, 20, which are connected to one another via an overlapping connection 2 having at least one folding flange 30 a first edge 1 1 of a first component 10 is folded over a second edge 22 of a second component 20.
  • the seaming flange 30 of the lap joint 2 of the body component 1 according to the invention comprises at least one connecting region 32, on which the first component 10 is stamped on at least one stamping point 34 by the second component 20, wherein displaced material 15 of the first component 10 is immersed in the second component 20 and produces a positive connection.
  • the first edge 1 1 of the first component 10 can be folded over by more than a second component 20.
  • three components can be connected to one another by a lap joint 2 according to the invention to form a body component 1.
  • the first embossing tool 40A used for the method 100 according to the invention in the illustrated first embodiment has a carrier 42A guided in a scraper 44, on which a single point 43 is arranged.
  • embossing tool 40B includes a carrier 42B carried in stripper 44 on which is disposed a dual tip 43B comprising two individual tips.
  • the scraper 44 after embossing, allows the first component 10 and the second component 20 to be detached from the single point 43 or the dual point 43B of the embossing tool 40A, 40B. This can be dispensed with unwashed components 10, 20 on an additional lubrication.
  • the illustrated embossing tools 40A, 40B each have an abutment 46.
  • the folding flange 30 rests with an underside 38 on the counter-layer 46.
  • An upper side 36 of the folding flange 30 faces the single point 43 or the double point 43B.
  • the upper side 36 and the lower side 38 of the folding flange 30 are each formed by the first edge 1 1 of the first component 10, which surrounds the second edge 22 of the second component 20.
  • the single tip 43 or the double tip 43B of the embossing tools 40A, 40B impresses from above through the first component 10 into the second component 20 without completely penetrating the second component 20.
  • the embossing tools 40A, 40B can also have more than two individual tips 43 respectively.
  • the embossing tools 40A, 40B may each have a C-bracket, which may be handled by an industrial robot.
  • many embossing points 34 can be introduced flexibly and with only one embossing tool 40A, 40B into the body component 1 according to the invention.
  • the embossing tool 40A with the single tip 43 successively in the connection region 32 one or more embossing points 34.
  • the single tip 43 of the embossing tool 40A successively sets two embossing points 34 in the at least one
  • the embossing tool 40B with the double tip 43B simultaneously uses two adjacent embossing points 34 in the at least one connecting region 32. In this case, the double tip 43B can multiply two embossing points 34 in a connecting region 32, so that the connection region 32 can have a multiple of two embossing points.
  • a plurality of connecting regions 32 are formed at the folding flange 30 at a predetermined distance from one another.
  • the number and the distances of the connecting regions 32 are selected as a function of the dimension of the folding flange 30.
  • the first edge 11 of the first component 10 surrounds the second edge 22 of the second component 20 in FIG the illustrated embodiments of the inventive body part. 1
  • the connecting region 32 shown in FIGS. 2 and 3 has an embossing point 34
  • the connecting region 32 shown in FIG. 4 has two embossing points 34.
  • the connection region 32 can have more than two embossing points 34.
  • an adhesive 2.2 is arranged between the first edge 11 of the first component 10 and the second edge 22 of the second component 20.
  • the folding flange 30 can be arranged circumferentially on the body component 1 according to the invention and form a rounded end region of the body component 1 according to the invention.
  • the connecting regions 32 can be arranged at a predetermined distance from one another on the folding flange 30.
  • the folding flange 30 can only be arranged in regions on the body component 1 according to the invention.
  • the body component 1 according to the invention can be designed as a vehicle flap or as another suitable body component 1.
  • the first component 10 is in each case designed as an outer panel and the second component 20 as an inner panel.
  • the first component 10 and the second component 20 are at least partially designed as a steel and / or aluminum component.
  • components having a high aluminum content are used when the body component 1 according to the invention is to have a low weight.
  • Components with a high steel content are used in areas where the body component 1 according to the invention should have a high stability or rigidity.
  • an overlapping connection 2 is created which permits only little or no relative movements between the connected components 10, 20.
  • Body parts 1 with a plurality of components 10, 20 which are interconnected by such a lap joint 2 have a high reproducibility, since the relative movements between the components 10, 20 prevented or at least made more difficult.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Überlappungsverbindung (2), bei welcher mindestens zwei sich überlappende Bauteile (10, 20) über einen Falzflansch (30) miteinander verbunden werden, wobei zum Ausbilden des Falzflansches (30) ein erster Rand (11) eines ersten Bauteils (10) um einen zweiten Rand (22) eines zweiten Bauteils (20) umgefalzt wird, sowie ein Karosseriebauteil (1) für ein Fahrzeug, mit einer solchen Überlappungsverbindung (2) und ein Prägewerkzeug (40A) für ein solches Karosseriebauteil (1). Erfindungsgemäß wird am Falzflansch (30) mindestens ein Verbindungsbereich (32) ausgebildet, an welchem das Prägewerkzeug (40A) an mindestens einem Prägepunkt (34) das erste Bauteil (10) durch das zweite Bauteil (20) prägt, wobei verdrängtes Material des ersten Bauteils (10) in das zweite Bauteil (20) eintaucht und eine formschlüssige Verbindung her- stellt.

Description

Verfahren zum Herstellen einer Überlappungsverbindung und
Karosseriebauteil für ein Fahrzeug
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Überlappungsverbindung gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1 . Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Karosseriebauteil für ein Fahrzeug gemäß der Gattung des Patentanspruchs 6 und ein Prägewerkzeug nach der Gattung des Patentan- Spruchs 10.
Verfahren zum Herstellen von Überlappungsverbindungen, bei welchen mindestens zwei sich überlappende Bauteile über einen Falzflansch miteinander verbunden werden, sind in zahlreichen Variationen bekannt. Zum Ausbilden des Falzflansches kann ein erster Rand eines ersten Bauteils um einen zweiten Rand eines zweiten Bauteils umgefalzt werden.
Zudem sind Karosseriebauteile für Fahrzeuge, mit mindestens zwei Bauteilen, welche über eine zumindest einen Falzflansch aufweisende Überlap- pungsverbindung mit einander verbunden sind, in zahlreichen Variationen bekannt. Der Falzflansch weist einen ersten Rand eines ersten Bauteils auf, welcher um einen zweiten Rand eines zweiten Bauteils umgefalzt ist.
Aus der DE 10 2013 006 362 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines gattungsgemäßen Karosseriebauteils, insbesondere einer Fahrzeugtür bekannt. Bei dem Verfahren wird ein Klebstoff in einem Falzbereich zwischen einem inneren Karosserieteil und einem äußeren Beplankungsteil aufgebracht und anschließend ein Randbereich des äußeren Beplankungsteils um einen korrespondierenden Randbereich des inneren Karosserieteils umgefalzt. Vor dem Auftragen des Klebstoffs wird wenigstens eine Erhebung am Randbereich des inneren Karosserieteils ausgebildet. Diese Erhebung kann durch ein Prägewerkzeug in das innere Karosserieteil eingeprägt werden.
Aus der DE 10 2015 004 496 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Überlappungsverbindung bekannt, bei welchem zumindest zwei sich teilweise überlappende metallische Bauteile mittels eines Lasers miteinander verschweißt werden, wobei mittels des Lasers ein gepulster Laserstrahl erzeugt und die Bauteile mittels mehrerer Schweißpunkte gefügt werden. Die jeweiligen Schweißzeiten je Schweißpunkt sind hierbei größer als 1 s und kleiner als 1 ms. Vor dem Verschweißen kann ein Bauteil um das andere Bauteil umgefalzt werden. Als nachteilig ist bei derartigen Verfahren und Karosseriebauteilen der Umstand anzusehen, dass ein durch das Umfalzen eines ersten Rands eines ersten Bauteils um einen zweiten Rand eines zweiten Bauteils geschaffener Falzflansch Relativbewegungen der Bauteile zueinander nicht zuverlässig verhindern kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Überlappungsverbindung bereitzustellen, welche Relativbewegungen zwischen den durch die Überlappungsverbindung miteinander verbunden Bauteilen reduziert.
Zudem liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Karosseriebauteil mit mindestens zwei durch eine Überlappungsverbindung miteinander verbundenen Bauteilen sowie ein Prägewerkzeug zum Prägen eines solchen Karosseriebauteils bereitzustellen, welches eine hohe reproduzierbare Bauteilqualität aufweist.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Karosseriebauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 sowie durch ein Prägewerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Um ein Verfahren zum Herstellen einer Überlappungsverbindung bereitzustellen, welche Relativbewegungen zwischen den durch die Überlappungsverbindung miteinander verbunden Bauteilen reduziert, wird am Falzflansch mindestens ein Verbindungsbereich ausgebildet, an welchem ein Prägewerkzeug an mindestens einem Prägepunkt das erste Bauteil durch das zweite Bauteil prägt, wobei verdrängtes Material des ersten Bauteils in das zweite Bauteil eintaucht und eine formschlüssige Verbindung herstellt.
Um ein Karosseriebauteil mit mindestens zwei durch eine Überlappungsverbindung miteinander verbundene Bauteile bereitzustellen, welches eine hohe reproduzierbare Bauteilqualität aufweist, umfasst ein Falzflansch der Überlappungsverbindung mindestens einen Verbindungsbereich, an welchem ein erstes Bauteil an mindestens einem Prägepunkt durch ein zweites Bauteil geprägt ist, wobei verdrängtes Material des ersten Bauteils in das zweite Bauteil eingetaucht ist und eine formschlüssige Verbindung herstellt.
Um ein Prägewerkzeug zum Prägen eines solchen Karosseriebauteils bereitzustellen, weist das Prägewerkzeug einen Abstreifer und mindestens einen relativbeweglich zum Abstreifer angeordneten Träger auf, an welchem eine Einfachspitze oder eine Doppelspitze angeordnet ist.
Unter einer Überlappungsverbindung wird im Folgenden eine Verbindung verstanden, bei welcher mindestens zwei einander überlappende Bauteile zumindest über einen Falzflansch miteinander verbunden sind. Unter dem Falzflansch wird im Folgenden eine kraftschlüssige Verbindung zwischen mindestens zwei Bauteilen verstanden, bei welcher ein erster Rand eines ersten Bauteils um einen zweiten Rand eines zweiten Bauteils umgefalzt ist. Dadurch wird der zweite Rand des zweiten Bauteils zumindest teilweise von dem ersten Rand des ersten Bauteils umschlossen.
Unter dem Verbindungsbereich wird im folgenden mindestens ein Bereich am Falzflansch verstanden, bei welchem durch das Prägen in mindestens einem Prägepunkt eine zusätzliche formschlüssige Verbindung zwischen den mindestens zwei Bauteilen geschaffen wird. Hierbei kann ein Prägewerkzeug von außen durch den Falzflansch stechen und das erste Bauteil durch das zweite Bauteil prägen.
Unter dem Karosseriebauteil wird im folgenden eine Baugruppe verstanden, welche mindestens zwei durch die Überlappungsverbindung miteinander verbundene Bauteile aufweist. Unter einer Relativbewegung kann im Folgenden ein Verschieben eines der beiden Bauteile gegen das andere Bauteil nach dem Falzen verstanden werden. Diese Relativbewegung kann nach dem Falzen während der Montage durch verschiedene äußere Einflüsse, wie beispielsweise die Handhabung des Karosseriebauteils durch einen Industrieroboter, außerhalb der Montagestelle durch Erschütterungen beim Transport, Wärmeausdehnungen in einem Ofen oder die manuelle Handhabung beim Anbau des Bauteils an einer Fahrzeugkarosserie verursacht werden.
In vorteilhafter Weise kann durch das Falzen und Prägen eine einfache kostengünstige Verbindungskombination aus dem Kraftschluss des Falzflansches und dem Formschluss durch das Prägen umgesetzt werden. Hierbei werden keine zusätzlichen Verbindungselemente wie beispielsweise Nieten, Löcher usw. in einem der beiden Bauteile benötigt, wodurch ein zusätzlicher Abstimmungsbedarf bei der Montage in vorteilhafter Weise ver- mieden werden kann. Zudem kann durch das Prägen auch auf einen aufwendigen teuren Schweißprozess in vorteilhafter Weise verzichtet werden. Dadurch, dass das Prägen erst nach dem Falzen erfolgt, kann sichergestellt werden, dass beide Bauteile durch das Prägen fromschlüssig miteinander verbunden werden, wobei ein Verschieben der Bauteile gegeneinander in vorteilhafter Weise erschwert oder vollständig unterbunden werden kann. Dadurch kann ein Transport der verbundenen Bauteile oder eine Weiterbearbeitung der verbunden Bauteile direkt nach dem Falzen und Prägen erfolgen. Zudem kann das Prägen bei Stahlbauteilen und Aluminium angewendet werden, welche häufig im Fahrzeugbau verwendet werden. Die Abmessungen der Einfachspitze bzw. der Doppelspitze des Prägewerkzeugs sind so gewählt, dass das zweite Bauteil während des Prägevorgangs nicht vollständig durchdrungen wird. Dadurch kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass an einer Unterseite des ersten Bauteils, welcher einer sichtbaren Oberfläche entsprechen kann, Ausbeulungen entstehen.
In vorteilhafter Weise können Karosseriebauteile mit einem Falzflansch, welcher mindestens einen zusätzlichen Verbindungsbereich aufweist, keine oder nur geringere Relativbewegungen zwischen den auf diese Weise miteinander verbundenen Bauteilen aufweisen. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine gleichbleibende Karosseriebauteilqualität ermöglicht werden und Schwankungen in der Prozesskette können reduziert werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Einfachspitze des Prägewerkzeugs nacheinander mindestens zwei Prägepunkte im mindestens einen Verbindungsbereich des Falzflansches in das erste Bauteil prägen. Durch die beiden Prägepunkte, welche bevorzugt in unmittelbarer Nähe zueinander gesetzt werden, kann in vorteilhafter Weise eine Verdrehsicherheit und eine Punktfestigkeit im korrespondierenden Verbindungsbereich erhöht werden.
In alternativer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Doppelspitze des Prägewerkzeugs gleichzeitig zwei benachbarte Prägepunkte in dem mindestens einen Verbindungsbereich des Falzflansches in das erste Bauteil prägen. Durch das gleichzeitige Setzen zweier Prägepunkte, kann die Montagezeit in vorteilhafter Weise reduziert werden. Zudem kann in vorteilhafter Weise eine Verdrehsicherheit und eine Punktfestigkeit durch die beiden Prägepunkte im korrespondierenden Verbindungsbereich erhöht werden. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können mehrere Verbindungsbereiche mit einem vorgegebenen Abstand zu einander am Falzflansch ausgebildet werden. Der Abstand zwischen den Verbindungsbereichen kann beispielsweise an Abmessungen der miteinander verbundenen Bauteile oder an die Abmessungen des Falzflansches angepasst werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vor dem Falzen ein Klebstoff zwischen dem ersten Rand des ersten Bauteils und dem zweiten Rand des zweiten Bauteils aufgebracht werden, welcher eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Bauteilen ausbildet. Diese stoffschlüssige Verbindung kann die Stabilität und die Festigkeit der Überlappungsverbindung in vorteilhafter Weise weiter verbessern. Zudem kann der Klebstoff aushärten, ohne dass eine Relativbewegung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil stattfindet, da diese durch den mittels Prägen erzeugten Formschluss ausreichend fixiert sind bis der Klebstoff ausgehärtet ist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise ein Aushärtevorgang in einem Ofen zumindest reduziert oder vollständig entfallen oder auf eine längere Wartezeit zum Aushärten verzichtet werden, so dass die Bauteilkombination direkt weiterverarbeitet werden kann.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Karosseriebauteils kann das Karosseriebauteil als Fahrzeugklappe ausgeführt werden. Die Fahrzeugklappe kann hierbei einer Frontklappe, einer Seitentür und/oder einer Heckklappe entsprechen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Karosseriebauteils kann das erste Bauteil als Außenblech und das zweite Bauteil als Innenblech ausgeführt werden. Zudem können das erste Bauteil und das zweite Bauteil zumindest teilweise als Stahl- und/oder Aluminiumbauteil ausgeführt werden. Die beiden Bauteile können über den Falzflansch mit den Verbindungsbereichen zuverlässig miteinander verbunden werden. Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Karosseriebauteil. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Herstellen einer Überlappungsverbindung, und
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Karosseriebauteils während eines Prägevorgangs mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Prägewerkzeugs.
Fig. 3 eine schematische Detaildarstellung eines Prägepunkts aus
eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Karosseriebauteils während eines Präge- Vorgangs mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Prägewerkzeugs.
Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Prägewerkzeugs aus Fig. 4.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, werden im dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Herstellen einer Überlappungsverbindung 2 in einem Verfahrensschritt S120 mindestens zwei sich überlappende Bauteile 10, 20 über einen Falzflansch 30 miteinander verbunden. Hierbei wird zum Ausbilden des Falzflansches 30 ein erster Rand 1 1 eines ersten Bauteils 10 um einen zweiten Rand 22 eines zweiten Bauteils 20 umgefalzt. Erfindungsgemäß wird in einem Verfahrensschritt S130 am Falzflansch 30 mindestens ein Verbindungsbereich 32 ausgebildet, an welchem ein Prägewerkzeug 40 an mindestens einem Prägepunkt 34 das erste Bauteil 10 durch das zweite Bauteil 20 prägt, wobei verdrängtes Material des ersten Bauteils 10 in das zweite Bauteil 20 eintaucht und eine formschlüssige Verbindung herstellt.
Wie aus Fig. 2 bis 4 weiter ersichtlich ist, weisen die dargestellten Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Karosseriebauteil 1 für ein Fahrzeug im dargestellten Ausschnitt jeweils mindestens zwei Bauteile 10, 20 auf, welche über eine zumindest einen Falzflansch 30 aufweisende Überlappungsverbindung 2 mit einander verbunden sind, wobei ein erster Rand 1 1 eines ersten Bauteils 10 um einen zweiten Rand 22 eines zweiten Bauteils 20 umgefalzt ist. Erfindungsgemäß umfasst der Falzflansch 30 der Überlappungsverbindung 2 des erfindungsgemäßen Karosseriebauteils 1 mindestens einen Verbindungsbereich 32, an welchem das erste Bauteil 10 an mindestens einem Prägepunkt 34 durch das zweite Bauteil 20 geprägt ist, wobei verdrängtes Material 15 des ersten Bauteils 10 in das zweite Bauteil 20 eintaucht und eine formschlüssige Verbindung herstellt.
In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Karosseriebauteils 1 kann der erste Rand 1 1 des ersten Bauteils 10 um mehr als ein zweites Bauteil 20 umgefalzt werden. Dadurch können beispielsweise drei Bauteile durch eine erfindungsgemäße Überlappungsverbindung 2 miteinander zu einem Karosseriebauteil 1 verbunden werden.
Wie aus Fig. 2 und 3 weiter ersichtlich ist, weist das für das erfindungsgemäße Verfahren 100 verwendete erste Prägewerkzeug 40A im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einen in einem Abstreifer 44 geführten Träger 42A auf, an welchem eine Einfachspitze 43 angeordnet ist. Wie aus Fig. 4 und 5 weiter ersichtlich ist, weist das Prägewerkzeug 40B in einem alternativen zweiten Ausführungsbeispiel einen in einem Abstreifer 44 geführten Träger 42B auf, an welchem eine Doppelspitze 43B angeordnet ist, welche zwei Einzelspitzen umfasst. Der Abstreifer 44 ermöglicht nach dem Prägen ein Lösen des ersten Bauteils 10 und des zweiten Bauteils 20 von der Einfachspitze 43 oder der Doppelspitze 43B des Prägewerkzeugs 40A, 40B. Hierbei kann bei ungewaschenen Bauteilen 10, 20 auf eine zusätzliche Schmierung verzichtet werden. Zudem weisen die dargestellten Prägewerkzeuge 40A, 40B jeweils eine Gegenlage 46 auf. Der Falzflansch 30 liegt mit einer Unterseite 38 auf der Gegenlage 46 auf. Eine Oberseite 36 des Falzflansches 30 ist der Einfachspitze 43 bzw. der Doppelspitze 43B zugewandt. Die Oberseite 36 und die Unterseite 38 des Falzflansches 30 werden jeweils von dem ersten Rand 1 1 des ersten Bauteils 10 ausgebildet, welches den zweiten Rand 22 des zweiten Bauteils 20 umschließt. Die Einfachspitze 43 bzw. die Doppelspitze 43B der Prägewerkzeuge 40A, 40B prägt von oben durch das erste Bauteil 10 in das zweite Bauteil 20, ohne das zweite Bauteil 20 vollständig zu durchdringen.
In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 können die Prägewerkzeuge 40A, 40B auch mehr als zwei Einzelspitzen 43 aufweisen. Zudem können die Prägewerkzeuge 40A, 40B jeweils einen C- Bügel aufweisen, welcher von einem Industrieroboter gehandhabt werden kann. So können viele Prägepunkte 34 flexibel und mit nur einem Prägewerkzeug 40A, 40B in das erfindungsgemäße Karosseriebauteil 1 eingebracht werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt das Prägewerkzeug 40A mit der Einfachspitze 43 einen oder mehrere Prägepunkte 34 nacheinander in den Verbindungsbereich 32. In einem be- vorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 setzt die Einfachspitze 43 des Prägewerkzeugs 40A nacheinander zwei Prägepunkte 34 in dem mindestens einen Verbindungsbereich 32 des Falzflansches 30. In einem alternativen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 setzt das verwendete Prägewerkzeug 40B mit der Doppelspitze 43B gleichzeitig zwei benachbarte Prägepunkte 34 in dem mindestens einen Verbindungsbereich 32. Hierbei kann die Doppelspitze 43B in einem Verbindungsbereich 32 mehrfach zwei Prägepunkte 34 setzen, so dass der Verbin- dungsbereich 32 ein Vielfaches von zwei Prägepunkten aufweisen kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 100 werden mehrere Verbindungsbereiche 32 mit einem vorgegebenen Abstand zu einander am Falzflansch 30 ausgebildet. Die Anzahl und die Abstände der Verbindungsbereiche 32 werden in Abhängigkeit der Abmessung des Falzflanschens 30 gewählt.
Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, wird im dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 vor dem Falzen ein Klebstoff 2.2 zwischen dem ersten Rand 1 1 des ersten Bauteils 10 und dem zweiten Rand 22 des zweiten Bauteils 20 aufgebracht, welcher eine stoffschlüssige Verbindung ausbildet.
Wie aus Fig. 2 bis 4 weiter ersichtlich ist, umschließt jeweils der erste Rand 1 1 des ersten Bauteils 10 den zweiten Rand 22 des zweiten Bauteils 20 in den dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemaße Karosseriebauteils 1 . Der in Fig. 2 und 3 dargestellte Verbindungsbereich 32 weist einen Prägepunkt 34 auf, und der in Fig. 4 dargestellte Verbindungsbereich 32 weist zwei Prägepunkte 34 auf. In einem alternativen nicht dargestellten Aus- führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Karosseriebauteils 1 kann der Verbindungsbereich 32 mehr als zwei Prägepunkte 34 aufweisen. Zudem ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Karosseriebauteils 1 ein Klebstoff 2.2 zwischen dem ersten Rand 1 1 des ersten Bauteils 10 und dem zweiten Rand 22 des zweiten Bauteils 20 angeordnet. Der Falzflansch 30 kann umlaufend am erfindungsgemäßen Karosseriebauteil 1 angeordnet werden und einen abgerundeten Endbereich des erfindungsgemäßen Karosseriebauteils 1 ausbilden. Hierbei können die Verbindungsbereiche 32 in einem vorgegebenen Abstand zueinander am Falzflansch 30 angeordnet werden. Alternativ kann der Falzflansch 30 lediglich bereichsweise am erfindungsgemäßen Karosseriebauteil 1 angeordnet werden. Hierbei kann das erfindungsgemäße Karosseriebauteil 1 als Fahrzeugklappe oder als anderes geeignetes Karosseriebauteil 1 ausgeführt werden.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen des Karosseriebauteils 1 ist jeweils das erste Bauteil 10 als Außenblech und das zweite Bauteil 20 als Innenblech ausgeführt. Zudem sind das erste Bauteil 10 und das zweite Bauteil 20 zumindest teilweise als Stahl- und/oder Aluminiumbauteil ausgeführt. Hierbei werden Bauteile mit einem hohen Aluminiumanteil verwendet, wenn das erfindungsgemäße Karosseriebauteil 1 ein geringes Gewicht aufweisen soll. Bauteile mit einem hohen Stahlanteil werden in Bereichen verwendet, an denen das erfindungsgemäße Karosseriebauteil 1 eine hohe Stabilität bzw. Steifigkeit aufweisen soll.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren 100 zum Herstellen einer Überlap- pungsverbindung 2 wird eine Überlappungsverbindung 2 geschaffen, welche nur geringe oder keine Relativbewegungen zwischen den verbundenen Bauteilen 10, 20 zulässt. Karosseriebauteile 1 mit mehreren Bauteilen 10, 20 welche durch eine solche Überlappungsverbindung 2 miteinander verbunden sind, weisen eine hohe Reproduzierbarkeit auf, da die Relativbewegungen zwischen den Bauteilen 10, 20 unterbunden oder zumindest erschwert werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
Karosseriebauteil
Überlappungsverbindung
Klebstoff
erstes Bauteil
erster Rand
verdrängtes Material
zweites Bauteil
zweiter Rand
Falzflansch
Verbindungsbereich
Prägepunkt
Oberseite
Unterseite
A, 40B Prägewerkzeug
A, 42B Träger
Einfachspitze
B Doppelspitze
Abstreifer
Gegenlage
0 Verfahren zum Herstellen einer Überlappungsverbindung
10, S120, S130 Verfahrensschritt

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
Verfahren (100) zum Herstellen einer Überlappungsverbindung (2), bei welcher mindestens zwei sich überlappende Bauteile (10, 20) über einen Falzflansch (30) miteinander verbunden werden, wobei zum Ausbilden des Falzflansches (30) ein erster Rand (1 1 ) eines ersten Bauteils (10) um einen zweiten Rand (22) eines zweiten Bauteils (20) umgefalzt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
am Falzflansch (30) mindestens ein Verbindungsbereich (32) ausgebildet wird, an welchem ein Prägewerkzeug (40A, 40B) an mindestens einem Prägepunkt (34) das erste Bauteil (10) durch das zweite Bauteil (20) prägt, wobei verdrängtes Material (15) des ersten Bauteils (10) in das zweite Bauteil (20) eintaucht und eine formschlüssige Verbindung herstellt.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Einfachspitze (43) des Prägewerkzeugs (40A) nacheinander mindestens zwei Prägepunkte (34) im mindestens einen Verbindungsbereich (32) des Falzflansches (30) in das erste Bauteil (10) prägt.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Doppelspitze (42B) des Prägewerkzeugs (40B) gleichzeitig zwei benachbarte Prägepunkte (34) im mindestens einen Verbindungsbereich (32) des Falzflansches (30) in das erste Bauteil (10) prägt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Verbindungsbereiche (32) mit einem vorgegebenen Abstand zu einander am Falzflansch (30) ausgebildet werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
vor dem Falzen ein Klebstoff (2.2) zwischen dem ersten Rand (1 1 ) des ersten Bauteils (10) und dem zweiten Rand (22) des zweiten Bauteils (20) aufgebracht wird, welcher eine stoffschlüssige Verbindung ausbildet.
Karosseriebauteil (1 ) für ein Fahrzeug, mit mindestens zwei Bauteilen (10, 20), welche über eine zumindest einen Falzflansch (30) aufweisende Überlappungsverbindung (2) miteinander verbunden sind, wobei ein erster Rand (1 1 ) eines ersten Bauteils (10) um einen zweiten Rand (22) eines zweiten Bauteils (20) umgefalzt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Falzflansch (30) mindestens einen Verbindungsbereich (32) aufweist, an welchem das erste Bauteil (10) an mindestens einem Prägepunkt (34) durch das zweite Bauteil (20) geprägt ist, wobei verdrängtes Material (15) des ersten Bauteils (10) in das zweite Bauteil (20) eintaucht und eine formschlüssige Verbindung herstellt.
Karosseriebauteil nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Karosseriebauteil (1 ) als Fahrzeugklappe ausgeführt ist.
Karosseriebauteil nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Bauteil (10) als Außenblech und das zweite Bauteil (20) als Innenblech ausgeführt ist. Karosseriebauteil nach Anspruch einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Bauteil (10) und das zweite Bauteil (20) zumindest teilweise als Stahl- und/oder Aluminiumbauteil ausgeführt sind.
10. Prägewerkzeug (40A, 40B) mit einem Abstreifer (44) und mindestens einem relativbeweglich zum Abstreifer (44) angeordneten Träger (42A, 42B),
dadurch gekennzeichnet, dass
am Träger (42A) eine Einfachspitze (43) oder eine Doppelspitze (43B) angeordnet ist.
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