DE102005011549A1

DE102005011549A1 - Car body e.g. automobile car body, component, has two partial unit, where one unit is held positively and/or non-positively in groove by material of other unit pressed on border area of units that is arranged in groove

Info

Publication number: DE102005011549A1
Application number: DE200510011549
Authority: DE
Inventors: Lothar Dr.-Ing. Patberg; Mario Dipl.-Ing. Schmidt; Michael Dipl.-Ing. Ruther
Original assignee: DaimlerChrysler AG; ThyssenKrupp Steel AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-05-24

Abstract

The component has two associated partial units (2, 3, 4, 5, 6) that are connected with one another. One of the partial units (3, 5) is mounted in a fastening groove that is formed in the other partial unit (2,4,6). One of the partial units (3, 5) is held positively and/or non-positively in the groove by a material of the other unit (2,4,6) pressed on the border area of the units that is arranged in the groove. An independent claim is also included for a method for production of a car body component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Karosseriebauelement für eine Fahrzeugkarosserie, insbesondere eine PKW-Fahrzeugkarosserie, das aus mindestens zwei miteinander verbundenen Teilelementen gebildet ist. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen solcher Bauteile.The The invention relates to a bodywork component for a vehicle body, in particular a car vehicle body, formed of at least two interconnected sub-elements is. Likewise, the invention relates to a method for manufacturing such components.

Im Bereich des Karosseriebaus besteht verstärkt die Anforderung nach einem möglichst geringen Gewicht bei gleichzeitig optimiertem Verformungsverhalten z.B. im Fall eines Unfalls. Das verminderte Karosseriegewicht ermöglicht einen geringen Energieverbrauch für den Antrieb des jeweiligen Fahrzeugs. Durch ein optimiertes Crash-Verhalten sind die Nutzer des Fahrzeugs bei einem Unfall optimal geschützt.in the Body of the bodywork is increasingly the requirement for a preferably low weight with simultaneously optimized deformation behavior e.g. in the case of an accident. The reduced body weight allows one low energy consumption for the drive of the respective vehicle. By an optimized crash behavior are the users of the vehicle in an accident optimally protected.

In der Praxis erweist es sich als schwierig, die an den Leichtbau einerseits und das Verformungsverhalten einer Karosserie anderseits gestellten Anforderungen auf Basis von Werkstoffen zu erfüllen, die einer einzigen gemeinsamen Werkstoffklasse angehören. So erfüllen beispielsweise Karosserieelemente, die aus Leichtmetallwerkstoffen hergestellt sind, in der Regel die an ihr geringes Gewicht gestellten Anforderungen. Jedoch sind bei derartigen Leichtmetallelementen die an das Verformungsverhalten gestellten Ansprüche nur mit vergrößertem konstruktiven Aufwand und zusätzlichem Material zu erfüllen, wodurch häufig die Vorteile des geringen Grundgewichts der Bauelemente aufgezehrt werden.In In practice, it turns out to be difficult on the one hand, the lightweight construction and the deformation behavior of a body on the other hand To meet requirements based on materials that are a single common Belong to material class. To fulfill For example, body parts made of light metal materials are made, usually put at their low weight Conditions. However, in such light metal elements the demands made on the deformation behavior only with increased constructive Effort and additional To meet material often the benefits of the low weight of the components consumed become.

Entsprechendes gilt für Karosserieteile, die aus einem Kunststoff hergestellt sind. Kunststoffbauelemente können zwar insbesondere dann, wenn sie aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt sind, bei besonders geringem Gewicht hohe Kräfte aufnehmen. Abhängig vom jeweiligen Werkstoff und der Formgebung ist dieses Kraftaufnahmevermögen jedoch stark von einer bestimmten Belastungsrichtung abhängig. Darüber hinaus weisen Kunststoffe in der Regel ein Bruchverhalten auf, dass sie als Konstruktionswerkstoff in Bereichen ungeeignet macht, in denen sich Personen aufhalten.The same applies to Body parts made of plastic. Plastic Components can although especially if they are made of a fiber-reinforced plastic are made to absorb high forces at a very low weight. Dependent of the respective material and the shape of this force absorption capacity is however strongly dependent on a specific load direction. Furthermore Plastics usually have a break behavior on them as a construction material in areas unsuitable, in which people are staying.

Der besondere Vorteil von Karosseriebauteilen aus Stahlwerkstoffen besteht darin, dass der Stahlwerkstoff als solcher bereits eine hohe Festigkeit und eine optimierte Verformbarkeit mit sich bringt, die es ermöglicht, mit geringem Aufwand Bauteile herzustellen, die eine für den Karosseriebau optimierte mechanisch technologische Eigenschaften besitzen. Trotz der in jüngerer Zeit erfolgten Entwicklung leichterer hochfester Stähle steht diesen Vorteilen allerdings ein relativ hohes Gewicht der aus Stahl gefertigten Bauelemente gegenüber.Of the particular advantage of body parts made of steel materials in that the steel material as such already has a high strength and an optimized ductility that makes it possible to manufacture components with little effort, the one for the body shop have optimized mechanical technological properties. In spite of the younger one The development of lighter high-strength steels has taken place over the years These advantages, however, a relatively high weight made of steel Components facing.

Optimiert erfüllen lassen sich die an eine Fahrzeugkarosserie gestellten Anforderungen dadurch, dass Leichtmetallelemente mit Stahlelementen und Kunststoffelementen kombiniert werden. Die Auswahl des für das jeweilige Bauelement geeigneten Materials erfolgt dabei in Abhängigkeit von den im praktischen Einsatz auf das betreffende Bauteil wirkenden Belastungen.optimized fulfill can be the requirements placed on a vehicle body in that light metal elements with steel elements and plastic elements be combined. The selection of the respective component suitable material is carried out depending on the practical Use on the component concerned loads.

In diesem Zusammenhang ergibt sich allerdings das Problem, dass sich die im jeweiligen Bauteil verwendeten Werkstoffe nur unter Schwierigkeiten so miteinander verbinden lassen, dass einerseits die an die Festigkeit der Verbindung gestellten Anforderungen erfüllt werden und andererseits eine Verbindungsart gewählt werden kann, die sich großtechnisch auf einfache und kostengünstige Weise umsetzen lässt. So lassen sich beispielsweise aus einem Leichtmetallwerkstoff, wie einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung, bestehende Karosseriebleche nicht mit der Tragstruktur des jeweiligen Fahrzeugs verschweißen, wenn diese aus einem Stahl gefertigt ist. Gleiches gilt selbstverständlich auch für die Ankopplung von Kunststoffelementen an eine aus Leichtmetall oder Stahl gefertigte Struktur.In In this context, however, the problem arises that the materials used in each component only with difficulty connect so that on the one hand to the strength the connection requirements are met and on the other hand a connection type is selected can be, that is large-scale on simple and inexpensive Implement way. Thus, for example, from a light metal material, such as an aluminum or magnesium alloy, existing body panels do not weld with the supporting structure of the respective vehicle, if This is made of a steel. Of course, the same applies for the Coupling of plastic elements to one of light metal or Steel-made structure.

Das Problem der Anbindung der unterschiedlichen Werkstoffe macht es schwierig, deren Vorzüge, wie beispielsweise das geringe Gewicht des für die Außenhaut oder die sonstigen Strukturen des jeweiligen Fahrzeugs eingesetzten Leichtmetalls einerseits und die hohe Festigkeit von Stahl für die Herstellung der hochbelasteten Karosserieteile andererseits, in Kombination miteinander zu nutzen.The Problem of the connection of the different materials makes it difficult, whose merits, such as the low weight of the outer skin or the other Structures of the vehicle used light metal on the one hand and the high strength of steel for the production of highly loaded On the other hand, body parts can be used in combination.

Es ist versucht worden, den Anschluss von aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellten Bauelementen aneinander durch Klebverbindungen herzustellen. Diese Verbindungen sind den in der Praxis auftretenden Belastungen jedoch häufig nicht gewachsen oder müssen konstruktiv und fertigungstechnisch aufwändig ausgeführt werden. Dies gilt beispielsweise dann, wenn ein aus einem leichten Werkstoff gefertigtes Blechteil mit einem aus einem festen Werkstoff erzeugten Profil verbunden werden soll. Die im Bereich der Klebstelle auftretenden Spannungen können insbesondere nach längerem Gebrauch zu einer Schwächung der Klebverbindung führen.It it has been tried to connect different materials produced components to each other by adhesive bonds. These compounds are the stresses occurring in practice however often not grown or need constructive and manufacturing technically elaborate. This applies, for example then when a sheet metal part made of a lightweight material connected to a profile produced from a solid material shall be. The stresses occurring in the area of the bond can especially after a long time Use to a weakening lead the adhesive bond.

Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik bestand die. Aufgabe der Erfindung darin, ein Karosseriebauteil zu schaffen, das aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sein kann und so die Eigenschaften der jeweiligen Werkstoffe optimal in sich vereint. Darüber hinaus sollte ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Bauelements angegeben werden.outgoing from the above The state of the art was the. Object of the invention therein, a Body component to create, made of different materials can be made and so the properties of the respective materials optimally combined. About that In addition, there should be a method of manufacturing such a device be specified.

In Bezug auf ein Karosserieelement für eine Fahrzeugkarosserie, insbesondere eine PKW-Fahrzeugkarosserie, das aus mindestens zwei miteinander verbundenen Teilelementen gebildet ist, ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, dass das eine Teilelement in eine in das zweite Teilelement eingeformte Befestigungsnut gestellt und durch seitlich an den in der Befestigungsnut angeordneten Randbereich des ersten Teilelements angedrücktes Material des zweiten Teilelements form- und/oder kraftschlüssig in der Befestigungsnut gehalten ist.In Relating to a bodywork member for a vehicle body, in particular a car vehicle body, formed of at least two interconnected sub-elements is, this object has been achieved according to the invention in that the one part element in a molded into the second part element Fastening provided and through the side of the in the mounting groove arranged edge region of the first partial element pressed material the second sub-element positively and / or non-positively in the fastening groove is held.

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, bei der Herstellung von Karosserieelementen für Fahrzeuge die einzelnen Teilstücke dieses Bauteils so zusammenzufügen, dass weder eine ergänzende Schweiß- noch eine Klebverbindung erforderlich sind. Stattdessen sieht die Erfindung vor, das aus der EP 0 868 237 B1 bereits bekannte Verfahren, welches es ermöglicht, unterschiedliche, nicht miteinander verschweißbare Werkstoffe auf einfache Weise zu Profilen miteinander zu verbinden, nun auch für den Bereich der Herstellung von Karosserieelementen zu nutzen. So lassen sich durch die Anwendung des aus der EP 0 868 237 B1 bekannten Verfahrens Teile aus beliebigen Metallen fügen, für die andere Fügetechniken, sei es aus Gründen der Materialkombination, sei es aus anderen Gründen, nicht geeignet oder optimal sind. Zu diesem Zweck sieht das aus der EP 0 868 237 B1 bekannte Verfahren für die Erzeugung von Metallprofilen vor, die mindestens zwei Teile des jeweiligen Metallprofils ausschließlich durch Umformung von Material untereinander zu verbinden. Die betreffende Materialumformung führt dazu, dass die Fügepartner durch Klemmkräfte und formschlüssig ineinander greifendes Material der Fügepartner miteinander fest verbunden sind. Die Herstellung der bekannten Metallprofile erfolgt dabei in der Weise, dass zunächst in einem der zu fügenden Teile eine Nut eingeformt wird. Bei dieser Einformung findet eine Gefügeveränderung in der näheren Umgebung der Nut statt. Dann wird in diese Nut ein anderes aus Flachmaterial bestehendes Teil mit seiner Schmalseite eingesetzt und in der Nut durch Verquetschen des der Nut benachbarten Materials in dem einen Teil festgeklemmt. Dabei findet eine weitere Gefügeveränderung statt, so dass eine ausschließlich kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den beiden aneinander anzuschließenden Teilen hergestellt ist. Dies schließt selbstverständlich nicht aus, dass ergänzend zu der form- und kraftschlüssigen Verbindung eine Verklebung oder eine andere Verbindung zwischen den Fügepartnern hergestellt wird.The invention is based on the idea of assembling the individual sections of this component in the production of body elements for vehicles so that neither a supplementary welding nor an adhesive connection are required. Instead, the invention provides that from the EP 0 868 237 B1 already known method, which makes it possible to combine different, not mutually weldable materials in a simple way to profiles with each other, now to use for the field of production of body panels. Thus, by the application of the from the EP 0 868 237 B1 Known methods add parts of any metals, for the other joining techniques, be it for reasons of material combination, be it for other reasons, not suitable or optimal. For this purpose, that looks from the EP 0 868 237 B1 Known method for the production of metal profiles, which connect at least two parts of the respective metal profile exclusively by forming material with each other. The material conversion in question means that the joining partners are firmly connected to each other by clamping forces and positively interlocking material of the joining partners. The production of the known metal profiles is carried out in such a way that initially in one of the parts to be joined a groove is formed. In this indentation, a structural change takes place in the vicinity of the groove. Then another part consisting of flat material with its narrow side is inserted into this groove and clamped in the groove by crimping the groove adjacent material in the one part. In this case, a further structural change takes place, so that an exclusively non-positive and positive connection between the two parts to be connected to each other is made. Of course, this does not exclude that in addition to the positive and non-positive connection a bond or other connection between the joining partners is made.

Dementsprechend wird die oben genannte Aufgabe in Bezug auf das Verfahren zur Herstellung von Karosserieelementen der voranstehend erläuterten Art dadurch gelöst, dass folgende Arbeitsschritte durchlaufen werden:

a) Vorformen des zweiten Teilelements,
b) Einformen einer Befestigungsnut in das zweite Teilelement,

wobei optional der Arbeitsschritt b) auch vor dem Arbeitschritt a) durchgeführt werden kann,

c) Vorformen des ersten Teilelements derart, das es mindestens einen streifenartig frei vorstehenden Randabschnitt aufweist, dessen Verlauf an den Verlauf und die Form der in das zweite Teilelement eingeformten Befestigungsnut angepasst ist,
d) Einsetzen des Randabschnitts des ersten Teilelements in die Befestigungsnut des zweiten Teilelements,
e) Anpressen von seitlich an die Befestigungsnut angrenzendem Material des zweiten Teilelements an den in der Befestigungsnut stehenden Randabschnitt des ersten Teilelements, so dass die beiden Teilelemente mindestens über bestimmte Längenabschnitte der Befestigungsnut kraft- und/oder formschlüssig unlösbar miteinander verbunden sind.

Accordingly, the above-mentioned object with respect to the method for the production of body elements of the type described above is achieved in that the following steps are performed:

a) preforming the second subelement,
b) molding a fastening groove in the second sub-element,

wherein optional step b) can also be carried out before step a),

c) preforming of the first sub-element such that it has at least one strip-like freely protruding edge portion, the course of which is adapted to the shape and the shape of the fastening groove formed in the second sub-element,
d) inserting the edge section of the first partial element into the fastening groove of the second partial element,
e) pressing of laterally adjacent to the mounting groove material of the second sub-element to the standing in the fastening groove edge portion of the first sub-element, so that the two sub-elements at least over certain lengths of the Befestigungsnut non-positively and / or positively non-releasably connected to each other.

Die Erfindung ist speziell darauf gerichtet, dass das erfindungsgemäße Karosserieelement aus Teilelementen zusammengesetzt ist, die aus Werkstoffen bestehen, die durch die konventionellen auf einem Stoffschluss basierenden Verfahren nicht miteinander verbunden werden können. So lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise Karosserieelemente herstellen, deren eines Teilelement aus einem Stahlwerkstoff und dessen zweites Teilelement aus einem Nichteisenmetall oder einem Nichteisenwerkstoff, wie beispielsweise einem Leichtmetallwerkstoff, einer Keramik oder einem Kunststoff bestehen. Ebenso ist es aber auch denkbar, das die Teilelemente aus unterschiedlichen Stählen bestehen, die sich beispielsweise aufgrund der schlechten Verschweißbarkeit des einen Fügepartners nicht in konventioneller Weise miteinander verbinden lassen.The Invention is specifically directed to that body element of the invention is composed of sub-elements consisting of materials, those based on the conventional on a fabric bond Procedure can not be connected. So can be with the inventive method For example, produce body parts, one of its sub-element from a steel material and its second sub-element of one Non-ferrous metal or a non-ferrous material such as a light metal material, a ceramic or a plastic consist. Likewise, it is also conceivable that the sub-elements made of different steels exist, for example, due to poor weldability of one joining partner can not be connected in a conventional manner.

Mit der Erfindung steht somit eine Möglichkeit zur Verfügung, Einzelkomponenten aus unterschiedlichen Werkstoffklassen oder artfremde Werkstoffe so miteinander zu einem Karosserieelement zu kombinieren, dass dessen Eigenschaften an den jeweiligen Einsatzzweck optimal angepasst sind. So lassen sich in erfindungsgemäßer Weise die Bodengruppe, die vertikal ausgerichteten Säulen (A-, B-, C-, D-Säule) oder das Dach eines PKW's ausbilden. Ebenso ist es denkbar, die Kabinen von Schienfahrzeugen oder vergleichbaren spurgebundenen Fahrzeugen in erfindungsgemäßer Weise herzustellen.With The invention thus has a possibility to disposal, Individual components from different material classes or non-related Combine materials together to form a body element, that its properties are optimally suited to the respective application are adjusted. Thus, in accordance with the invention, the bottom group, the vertically aligned columns (A, B, C, D pillar) or the roof of a car form. It is also conceivable, the cabins of rail vehicles or comparable track-bound vehicles in accordance with the invention manufacture.

Insbesondere bei den genannten Anwendungsbeispielen können die Vorzüge der Erfindung dazu genutzt werden, solche Bereiche, die im praktischen Einsatz höhere Belastungen aufnehmen müssen, aus einem höher festen Werkstoff herzustellen, während andere Flächenabschnitte, an deren optische Erscheinung und Formgebung beispielsweise besondere Anforderungen gestellt werden, ohne dass sie besonderen Belastungen ausgesetzt sind, aus einem besonders leichten, jedoch formstabilen Material gefertigt werden können. Die Auswahl der einzelnen Werkstoffe kann dabei ohne Rücksicht auf das Problem einer stoffschlüssigen Anbindung erfolgen. Das Spektrum der für die Herstellung von Karosserieelementen möglichen Werkstoffkombinationen ist dementsprechend bei erfindungsgemäßer Herstellweise beträchtlich erweitert.In particular, in the mentioned application examples, the benefits of the invention can be used to such areas that have to accommodate higher loads in practical use sen to produce from a higher solid material, while other surface portions, the optical appearance and shape, for example, special requirements are made, without being exposed to special loads, can be made of a particularly lightweight, but dimensionally stable material. The selection of the individual materials can be carried out without regard to the problem of a cohesive connection. The spectrum of possible for the production of body elements material combinations is accordingly considerably extended in accordance with inventive manufacturing.

Die Verbindung der einzelnen Teilelemente, aus denen ein erfindungsgemäßes Karosseriebauteil hergestellt ist, kann dadurch bewerkstelligt werden, dass beim Arbeitsschritt e) des erfindungsgemäßen Verfahrens die für das Anpressen des Materials des zweiten Teilelements an den Randabschnitt des ersten Teilelements erforderlichen Kräfte mittels zweier längs der Befestigungsnut bewegter Anpresswerkzeuge aufgebracht werden, von denen jeweils eines auf einer der Seiten der Befestigungsnut und mit geringem Abstand zu dieser geführt wird, während das zweite Teilelement auf seiner von der Befestigungsnut abgewandten Unterseite mindestens im jeweiligen Wirkbereich der Anpresswerkzeuge mittels einer Stützeinrichtung abgestützt wird.The Connection of the individual sub-elements from which produced a body component according to the invention is can be accomplished by the step e) of the method according to the invention the for the pressing of the material of the second part element to the edge portion the forces required by the first partial element by means of two along the Befestigungsnut moving pressing tools are applied, of one each on one of the sides of the mounting groove and is guided at a small distance to this, while the second sub-element on its side facing away from the mounting groove underside at least in the respective effective range of the pressing tools by means of a support device supported becomes.

Als Anpresswerkzeuge lassen sich Anpressrollen einsetzen, die beispielsweise entlang der Nut gefahren werden, um beispielsweise eine durchgehende, gleichförmige Verbindungszone über die gesamte Länge oder über Teilabschnitte der Länge der Befestigungsnut zu erstellen. Alternativ können als Anpresswerkzeuge auch Meißel eingesetzt werden, mit denen der zur Befestigungsnut benachbarte Werkstoff schlagend gegen das in der Befestigungsnut stehende Teil gedrückt wird.When Pressing tools can be used to press rollers, for example be driven along the groove to, for example, a continuous, uniform Connection zone over the entire length or over Subsections of the length to create the fastening groove. Alternatively, as pressing tools also chisel are used, with which the adjacent to the mounting groove material is pressed against the standing in the fastening groove part.

Die Abstützung des zweiten Teils kann auf fertigungstechnisch einfache Weise dadurch erfolgen, dass als Stützeinrichtung eine parallel zu den Anpresswerkzeugen geführte Stützrolle eingesetzt wird. Diese Ausgestaltung erweist sich dann als besonders zweckmäßig, wenn als Anpresswerkzeuge Anpressrollen eingesetzt werden.The support of the second part can in manufacturing technology simple way done that as a support device a guided parallel to the Anpresswerkzeugen support roller is used. These Design then proves to be particularly useful if be used as contact pressure rollers.

Um auf einfache Weise eine parallele Bewegung der Stützeinrichtung und der Anpresswerkzeuge zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Anpresswerkzeuge und die Stützeinrichtung in einem gemeinsamen Gestell zu lagern. Dies ermöglicht es, mittels eines konstruktiv einfachen Werkzeugs hochpräzise Verbindungen in erfindungsgemäßer Weise herzustellen.Around in a simple way a parallel movement of the support device and to achieve the pressing tools, it is expedient, the Pressing tools and the support device store in a common rack. This makes it possible, by means of a constructive simple tool with high precision To produce compounds in accordance with the invention.

Alternativ zur Verwendung von Stützrollen kann als Stützeinrichtung beispielsweise auch eine Stützplatte eingesetzt werden. Eine solche Platte kann insbesondere dann, wenn als Anpresswerkzeuge Meißel eingesetzt werden, die Anpresskräfte besonders gut aufnehmen.alternative for using support rollers as a support device for example, a support plate be used. Such a plate can in particular if as pressing tools chisel be used, the contact forces take up very well.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer zwei Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:following the invention is based on a two embodiments performing Drawing closer explained. Each show schematically:

1 die Bodengruppe eines PKW's in einer perspektivischen Ansicht; 1 the bottom group of a car in a perspective view;

2 ein Werkzeug zum Verbinden von Teilelementen der in 1 dargestellten Bodengruppe in seitlicher Ansicht; 2 a tool for connecting subelements of in 1 illustrated floor group in lateral view;

3 eine andere Bodengruppe für einen PKW in Draufsicht; 3 another floor group for a car in plan view;

4 die Bodengruppe gemäß 3 in einem Schnitt längs der in 3 eingetragenen Schnittlinie A-A. 4 the floor group according to 3 in a section along the in 3 registered section line AA.

Die in 1 dargestellte Bodengruppe 1 ist aus fünf Teilelementen aufgebaut, von denen das erste Teilelement ein erster Außenschweller 2, das zweite Teilelement ein mit seiner einen Längsseite an den Außenschweller 2 angeschlossenes Flächenelement 3, das dritte Teilelement ein an die der ersten Längsseite gegenüberliegende Längsseite des Flächenelements 3 an dessen erste Längsseite angeschlossenes Tunnelelement 4, das vierte Teilelement ein weiteres, an die andere Längsseite des Tunnelelements 4 angeschlossenes Flächenelement 5 und das fünfte Teilelement ein zweiter Außenschweller 6 ist, der an die dem Tunnelelement 5 gegenüberliegende Längsseite des zweiten Flächenelements 5 angeschlossen ist.In the 1 illustrated floor group 1 is made up of five sub-elements, of which the first sub-element is a first outer sill 2 , the second sub-element with its one longitudinal side to the outer sill 2 connected surface element 3 , The third sub-element to the first longitudinal side opposite longitudinal side of the surface element 3 Tunnel element connected to its first longitudinal side 4 , the fourth sub-element another, on the other longitudinal side of the tunnel element 4 connected surface element 5 and the fifth subelement a second outer sill 6 that is to the the tunnel element 5 opposite longitudinal side of the second surface element 5 connected.

Die Außenschweller 2, 6 sind im praktischen Einsatz hohen dynamischen und statischen Belastungen unterworfen. Ihre Festigkeit und Steifigkeit hat dementsprechend wesentlichen Einfluss auf die Gesamtsteifigkeit der unter Verwendung der Bodengruppe 1 hergestellten PKW-Karosserie. Daher sind die Außenschweller 2, 6 jeweils aus zwei im Querschnitt U-förmigen Kastenteilen 7, 8 gebildet, die aus dem selben hochfesten, formstabilen und gut verschweißbaren Stahlwerkstoff hergestellt sind. An die freien Schenkel der Kastenteile 7, 8 sind jeweils frei nach außen abstehende Stege 9, 10 angeformt. Nach dem Zusammensetzen liegen die Stege 9, 10 der Kastenteile aufeinander, so dass die Kastenteile 7, 8 dort miteinander verschweißt oder vernietet werden können.The outside skirts 2 . 6 are subject to high dynamic and static loads in practical use. Their strength and rigidity accordingly has a significant influence on the overall rigidity of using the underbody 1 manufactured car bodywork. Therefore, the outside skirts 2 . 6 each of two cross-sectionally U-shaped box parts 7 . 8th formed, which are made of the same high-strength, dimensionally stable and well weldable steel material. On the free legs of the box parts 7 . 8th are each freely outwardly projecting webs 9 . 10 formed. After assembly, the webs are 9 . 10 the box parts on each other, leaving the box parts 7 . 8th can be welded or riveted together.

Die Flächenelemente 3, 5, die im Einbauzustand und im praktischen Einsatz jeweils nur relativ geringen Belastungen ausgesetzt sind, können aus einem hinsichtlich seines Gewichts optimierten Leichtmetallwerkstoff, wie einem Aluminium- oder einem Magnesiumblech geformt sein. Ebenso ist es denkbar, die Flächenelemente aus einem ausreichend formstabilen Kunststoff herzustellen.The surface elements 3 . 5 , which in the installed state and in practical use in each case only relatively are exposed to a weight optimized light metal material, such as an aluminum or a magnesium sheet. It is also conceivable to produce the surface elements from a sufficiently dimensionally stable plastic.

Auch das Tunnelelement 4 nimmt im praktischen Einsatz ebenfalls hohe Kräfte auf. Dementsprechend ist auch das Tunnelelement 4 aus einem hochfesten Leichtbaustahlblech geformt, um bei einem geringen Eigengewicht seine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten. Dabei kann der für das Tunnelelement 4 gewählte Stahlwerkstoff ohne Rücksicht auf seine Verschweißbarkeit ausgewählt werden.Also the tunnel element 4 also absorbs high forces in practical use. Accordingly, also the tunnel element 4 molded from a high-strength lightweight steel sheet to ensure its sufficient strength at a low weight. It can be the one for the tunnel element 4 selected steel material can be selected regardless of its weldability.

Die aus Stahl bestehenden Außenschweller 2, 6 und das ebenso aus Stahl bestehende Tunnelelement 4 sind mit den jeweils nicht aus Stahl bestehenden Flächenelementen 3, 5 form- und kraftschlüssig über jeweils eine Befestigungsnut 11, 12, 13, 14 verbunden. Die Art dieser Verbindung wird hier anhand der vergrößerten Ausschnittsdarstellung in der 1 für die Verbindung zwischen dem Flächenelement 5 und dem Tunnelelement 4 in der Befestigungsnut 13 exemplarisch erläutert. Die Verbindungen zwischen dem Außenschweller 2 und dem Flächenelement 3 in der Befestigungsnut 11, zwischen dem Flächenelement 3 und dem Tunnelelement 4 in der Befestigungsnut 12 und zwischen dem Flächenelement 5 und dem Außenschweller 6 in der Befestigungsnut 14 sind in entsprechender Weise hergestellt.The external skirts made of steel 2 . 6 and also made of steel tunnel element 4 are with each non-steel surface elements 3 . 5 positively and non-positively via in each case one fastening groove 11 . 12 . 13 . 14 connected. The nature of this connection is here based on the enlarged sectional view in the 1 for the connection between the surface element 5 and the tunnel element 4 in the mounting groove 13 explained by way of example. The connections between the outer sill 2 and the surface element 3 in the mounting groove 11 , between the surface element 3 and the tunnel element 4 in the mounting groove 12 and between the surface element 5 and the outer sill 6 in the mounting groove 14 are made in a similar manner.

Bereits bei der Vorfertigung des im Querschnitt U-förmigen Tunnelelements 4 sind benachbart zum Längsrand seiner freien Schenkel 4a in seine außen liegenden Oberflächen 4b die Befestigungsnuten 12, 13 eingeformt worden, die sich über die gesamte Länge des Tunnelelements 4 erstrecken. Die Breite der Befestigungsnuten 12, 13 entsprach dabei der Dicke D des Randbereichs 5a des Flächenelements 3, 5, der der jeweiligen Befestigungsnut 12, 13 zugeordnet ist.Already in the prefabrication of the cross-sectionally U-shaped tunnel element 4 are adjacent to the longitudinal edge of its free legs 4a into its exterior surfaces 4b the fastening grooves 12 . 13 have been formed, extending over the entire length of the tunnel element 4 extend. The width of the fastening grooves 12 . 13 corresponded to the thickness D of the edge region 5a of the surface element 3 . 5 , the one of the respective fastening groove 12 . 13 assigned.

Zum Anbinden des Flächenelements 5 an das Tunnelelement 4 ist dann das Flächenelement 5 mit seinem der Befestigungsnut 13 zugeordneten Randbereich 5a in die Befestigungsnut 13 gestellt worden. Anschließend ist das beidseits seitlich der Befestigungsnut 13 vorhandene Material des Schenkels 4a des Tunnelelements 4 eines hier nicht dargestellten Werkzeugs 15 in der aus der EP 0 868 237 B1 an sich bekannten Weise gegen den in der Befestigungsnut 13 stehenden Randabschnitt 5a des Flächenelements 5 gedrückt worden. Die in Folge der Materialverdrängung beidseits der Befestigungsnuten 13 entstandenen Rillen 15, 16 sind in 1 zur Verdeutlichung in einer nicht realistischen, übergroßen Weise dargestellt.For binding the surface element 5 to the tunnel element 4 is then the surface element 5 with his the fastening groove 13 assigned edge area 5a in the mounting groove 13 been put. Then this is on both sides of the mounting groove 13 existing material of the thigh 4a of the tunnel element 4 a tool, not shown here 15 in the from the EP 0 868 237 B1 known manner against the in the mounting groove 13 standing edge section 5a of the surface element 5 been pressed. The result of the material displacement on both sides of the fastening grooves 13 resulting grooves 15 . 16 are in 1 presented for clarity in a non-realistic, oversized manner.

Ein Werkzeug 17, das für das Zusammenfügen der Außenschweller 2, 6 mit dem ihnen jeweils zugeordneten Flächenelement 3 bzw. 5 geeignet ist, ist in 2 dargestellt. Seine Funktion wird hier anhand des Zusammenfügens des Flächenelements 3 und des Außenschwellers 2 exemplarisch erläutert. Der Anschluss des Flächenelements 5 an den Außenschweller 6 erfolgt in entsprechender Weise.A tool 17 That's for joining the outside skirts 2 . 6 with their respective associated surface element 3 respectively. 5 is suitable is in 2 shown. Its function is here based on the joining of the surface element 3 and the outside sill 2 explained by way of example. The connection of the surface element 5 to the outer sill 6 takes place in a corresponding manner.

Zur Herstellung des Außenschwellers 6 werden zunächst die Kastenelemente 7, 8 aus einem Stahlblech vorgeformt. Anschließend wird in das im Einbauzustand dem Flächenelement 3 zugeordnete Kastenelement 8 die sich über die Länge des Kastenelements 8 erstreckende Befestigungsnut 11 eingebracht, deren Breite wiederum der Dicke des in die Befestigungsnut 11 einzustellenden Randbereichs des Flächenelements 3 entspricht. Da so vorbereitete Kastenelement 8 wird dann in eine hier nicht dargestellte Halterung gesetzt und so gehalten, dass die Befestigungsnut 11 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist.For the production of the outer sill 6 First, the box elements 7 . 8th preformed from a sheet steel. Subsequently, in the installed state, the surface element 3 associated box element 8th extending over the length of the box element 8th extending fastening groove 11 introduced, whose width, in turn, the thickness of the in the mounting groove 11 To be set edge region of the surface element 3 equivalent. As so prepared box element 8th is then placed in a holder not shown here and held so that the mounting groove 11 is oriented substantially horizontally.

Das Werkzeug 17 weist ein horizontal ausgerichtetes Gestell 18 auf, das bei in der Halterung befindlichem Kastenelement 8 auf dessen von Befestigungsnut 11 abgewandter Rückseite positioniert ist. Das Gestell 18 trägt einen unteren Andrückarm 19, der gelenkig an dem Gestell 18 gelagert ist. Der Andrückarm 19 ist bogenförmig ausgebildet und umgreift das Kastenelement 8 von seiner Unterseite her kommend derart, dass eine am freien Ende des Andrückarms 19 gelagerte Anpressrolle 20 mit ihrem Umfang nahe der Befestigungsnut 11 und unterhalb von dieser auf der Außenseite des Kastenelements 8 aufsitzt. Die Anpresskraft, mit der die Anpressrolle 20 gegen das Kastenelement 8 gedrückt wird, wird von einem hydraulischen Stellzylinder 21 erzeugt, der einerseits mit dem Andrückarm 19 und anderseits mit dem Gestell 18 jeweils gelenkig verbunden ist. Die Drehachse der Anpressrolle 20 ist dabei derart schräg ausgerichtet, dass durch den von der Anpressrolle 20 erzeugten Anpressdruck das Stahlmaterial aus der Nachbarschaft in die Befestigungsnut 11 hinein gepresst wird.The tool 17 has a horizontally aligned frame 18 on, in the case befindlichem in the bracket box element 8th on whose from Befestigungsnut 11 is positioned away from the rear side. The frame 18 carries a lower pressure arm 19 that hinged to the rack 18 is stored. The pressing arm 19 is arcuate and surrounds the box member 8th coming from its underside such that one at the free end of Andrückarms 19 mounted pressure roller 20 with its circumference near the mounting groove 11 and below this on the outside of the box member 8th seated. The contact pressure with which the pressure roller 20 against the box element 8th is pressed by a hydraulic actuator cylinder 21 generated, on the one hand with the Andrückarm 19 and on the other hand with the frame 18 each articulated is connected. The axis of rotation of the pressure roller 20 is oriented obliquely so that by the pressure roller 20 generated contact pressure the steel material from the neighborhood in the mounting groove 11 is pressed into it.

Oberhalb des Gelenks, an dem der Andrückarm 19 an dem Gestell 18 gelagert ist, trägt das Gestell 18 einen in Richtung der Rückseite des Kastenelements 8 vorstehenden Halter 22, an dessen freien Ende eine Stützrolle 23 drehbar gelagert ist. Die Drehachse der Stützrolle 23 ist quer zur Längserstreckung der Befestigungsnut 11 ausgerichtet. Gleichzeitig sind die Position und Länge des Halters 22 so ausgelegt, dass die Stützrolle 23 in Bearbeitungsstellung mittig zur Befestigungsnut 11 ausgerichtet ist und beim Verpressen das Kastenprofil 8 auf dessen Rückseite im Bereich der Befestigungsnut 11 abstützt.Above the joint, where the Andrückarm 19 on the frame 18 is stored, carries the frame 18 one towards the back of the box element 8th protruding holder 22 , at the free end of a support role 23 is rotatably mounted. The axis of rotation of the support roller 23 is transverse to the longitudinal extent of the mounting groove 11 aligned. At the same time, the position and length of the holder 22 designed so that the support roller 23 in machining position centered to the mounting groove 11 is aligned and when pressing the box profile 8th on the back in the area of the fastening groove 11 from supports.

An seinem freien Ende trägt das Gestell 18 schließlich einen oberen Andrückarm 24, der entsprechend dem unteren Andrückarm 19 gebogen ausgebildet ist und das Kastenteil 8 von oben derart umgreift, dass eine an seinem freien Ende getragene Anpressrolle 25 mit ihrem Umfang nahe der Befestigungsnut 11 und oberhalb von dieser auf der Außenseite des Kastenelements 8 aufsitzt. Die Anpresskraft, mit der die Anpressrolle 25 gegen das Kastenelement 8 gedrückt wird, wird in diesem Fall von einem hydraulischen Stellzylinder 26 erzeugt, der wie der Stellzylinder 21 einerseits mit dem Andrückarm 24 und anderseits mit dem Gestell 18 jeweils gelenkig verbunden ist. Die Drehachse der Anpressrolle 25 ist dabei wiederum so schräg ausgerichtet, dass durch den von der Anpressrolle 25 ausgeübten Anpressdruck das an die Befestigungsnut 11 angrenzende Stahlmaterial des Kastenelements 8 in die Befestigungsnut 11 hinein gepresst wird.At its free end carries the frame 18 finally an upper Andrückarm 24 , which corresponds to the lower pressure arm 19 bent is formed and the box part 8th engages from above such that a pressure roller carried at its free end 25 with its circumference near the mounting groove 11 and above this on the outside of the box member 8th seated. The contact pressure with which the pressure roller 25 against the box element 8th is pressed in this case by a hydraulic actuator cylinder 26 generated, like the actuating cylinder 21 on the one hand with the Andrückarm 24 and on the other hand with the frame 18 each articulated is connected. The axis of rotation of the pressure roller 25 is in turn aligned so obliquely that by the pressure roller 25 applied contact pressure to the mounting groove 11 adjacent steel material of the box element 8th in the mounting groove 11 is pressed into it.

Zum Einpressen des in die Befestigungsnut 11 eingestellten Randbereichs des Flächenelements 3 wird das Gestell 18 bei vollständig in eine Ruhestellung ausgeschwenkten Andrückarmen 19, 24 mittels eines Stellantriebs 27 in Höhen-, Längs- und Querrichtung so ausgerichtet, dass die Stützrolle 23 mittig zur Befestigungsnut 11 ausgerichtet an der Rückseite des Kastenteils 8 anliegt. Anschließend werden die Andrückarme 19, 24 in ihre Betriebsstellung geschwenkt, in der die Anpressrollen 20, 25 auf der zur Befestigungsnut 11 benachbarten Oberfläche des Kastenteils 8 sitzen. In dieser Stellung werden über die Anpressrollen 20, 25 so hohe Presskräfte ausgeübt, dass das Stahlmaterial aus der Nachbarschaft der Befestigungsnut 11 in Richtung der Befestigungsnut 11 verdrängt wird. Durch das in die Befestigungsnut 11 gedrängte Stahlmaterial wird der in der Befestigungsnut 11 stehende Randbereich des Flächenelements 3 dort form- und kraftschlüssig gehalten. Indem das Gestell 18 und mit ihm die Antriebsrollen 20, 25 mittels des Stellantriebs 27 entlang der Befestigungsnut 11 geführt werden, wird so eine feste, unlösbare Verbindung zwischen dem Kastenelement 8 und dem Flächenelement 3 erzeugt.For pressing in the fastening groove 11 adjusted edge region of the surface element 3 becomes the frame 18 when completely in a rest position pivoted Andrückarmen 19 . 24 by means of an actuator 27 in the height, longitudinal and transverse directions aligned so that the support roller 23 center to the mounting groove 11 aligned at the back of the box part 8th is applied. Subsequently, the Andrückarme 19 . 24 pivoted into its operating position, in which the pressure rollers 20 . 25 on the to the mounting groove 11 adjacent surface of the box part 8th to sit. In this position are on the pressure rollers 20 . 25 exerted so high pressing forces that the steel material from the vicinity of the mounting groove 11 in the direction of the mounting groove 11 is displaced. Through in the mounting groove 11 crowded steel material will be in the mounting groove 11 standing edge region of the surface element 3 held there positive and non-positive. By the frame 18 and with it the drive rollers 20 . 25 by means of the actuator 27 along the mounting groove 11 be guided, so is a solid, permanent connection between the box element 8th and the surface element 3 generated.

Nach Fertigstellung des Anpressvorgangs werden die Andrückarme 19, 24 wieder in ihre Ruhestellung aufgeschwenkt und das Gestell 18 in seine Ausgangsposition gefahren. Anschließend wird das andere Kastenteil 7 auf das Kastenteil 8 aufgesetzt und mit ihm zum fertigen Außenschweller 2 verschweißt.After completion of the Anpressvorgangs be Andrückarme 19 . 24 swung back into its rest position and the frame 18 moved to its original position. Subsequently, the other box part 7 on the box part 8th put on and with him to the finished outer sill 2 welded.

In den 3 und 4 ist beispielhaft dargestellt, dass sich in erfindungsgemäßer Weise nicht nur Elemente mit parallelen Kantenverläufen verbinden lassen, sondern dass auch nicht lineare Verläufe möglich sind. So weist die in den 3 und 4 ausschnittsweise dargestellte Bodengruppe 31 ein Tunnelelement 32 auf, das sich ausgehend von einem engen Querschnitt an seiner einen Stirnseite zu einem größeren Querschnitt an seiner anderen Stirnseite erweitert. Dementsprechend verläuft die dem Tunnelelement 32 zugeordnete Längskante 33a des an das Tunnelelement 32 angeschlossenen Flächenelements 33 schräg zu seiner gegenüberliegenden anderen Längskante 34, die mit einem Außenschweller 35 verbunden ist. Gleichzeitig ist das Flächenelement 33 dachartig gewinkelt mit quer zur Längserstreckung des Außenschwellers 35 und des Tunnelelements 32 ausgerichteter Firstlinie ausgebildet, so dass die in den Außenschweller 35 und das Tunnelelemente 32 jeweils eingeformten Befestigungsnuten 36, in denen die Randbereiche des Flächenelements 33 in erfindungsgemäßer Weise form- und kraftschlüssig gehalten sind, einen ebenfalls dachförmigen Verlauf aufweisen (4).In the 3 and 4 is shown by way of example that not only elements with parallel edge curves can be connected in accordance with the invention, but also that non-linear curves are possible. So points in the 3 and 4 partially displayed floor group 31 a tunnel element 32 which widens, starting from a narrow cross section at its one end face to a larger cross section at its other end face. Accordingly, the tunnel element runs 32 associated longitudinal edge 33a to the tunnel element 32 connected surface element 33 obliquely to its opposite other longitudinal edge 34 that with an outside sill 35 connected is. At the same time, the surface element is 33 roof-like angled with transverse to the longitudinal extent of the outer sill 35 and the tunnel element 32 formed aligned ridge line, so that in the outer sill 35 and the tunnel elements 32 each formed mounting grooves 36 , in which the edge areas of the surface element 33 are held positively and non-positively in accordance with the invention, also have a roof-shaped course ( 4 ).

11: Bodengruppeunderbody
2, 3, 4, 5, 62, 3, 4, 5, 6: Teilelemente der Bodengruppe (Außenschwellerpartial elements the floor group (outer skirts
: 2, Flächenelement 3, Tunnelelement 4, zweites 2 , Surface element 3 , Tunnel element 4 , second
: Flächenelement 5, zweiter Außenschweller 6)surface element 5 second outside sill 6 )
4a4a: freie Schenkel 4a des Tunnelelements 4 free thighs 4a of the tunnel element 4
4b4b: außen liegende Oberfläche des freien Schenkelsoutside surface of the free thigh
: 4a4a
5a5a: Randbereich des Flächenelements 5 Edge area of the surface element 5
7, 87, 8th: Kastenteile 7, 8 des Außenschwellers 2 box parts 7 . 8th of the outer sill 2
9, 109 10: Stege der Kastenteile 7, 8 Webs of box parts 7 . 8th
11, 12, 13, 1411 12, 13, 14: Befestigungsnutenfixing slots
15, 1615 16: Rillengrooves
1717: WerkzeugTool
1818: Gestellframe
19, 2419 24: AndrückarmeAndrückarme
20, 2520 25: AnpressrollenPinch Rollers
21, 2621 26: Stellzylinderactuating cylinder
2222: Halterholder
2323: Stützrollesupporting role
2727: Stellantriebactuator
3131: Bodengruppeunderbody
3232: Tunnelelementtunnel element
33a33a: Längskante des Flächenelements 33 Longitudinal edge of the surface element 33
3333: Flächenelementsurface element
3434: andere Längskante des Flächenelements 33 other longitudinal edge of the surface element 33
3535: Außenschwellerouter sill

Claims

Bodywork component for a vehicle body, in particular a car bodywork, consisting of at least two associated sub-elements ( 2 . 3 . 4 . 5 . 6 ), characterized in that the one subelement ( 3 . 5 ) into one in the second subelement ( 2 . 4 . 6 ) molded mounting groove ( 11 . 12 . 13 . 14 ) and by the side of the in the mounting groove ( 11 . 12 . 13 . 14 ) arranged edge region of the first sub-element ( 3 . 5 ) pressed-on material of the second partial element ( 2 . 4 . 6 ) positively and / or non-positively in the fastening groove ( 11 . 12 . 13 . 14 ) is held.

Bodywork element according to claim 1, characterized in that the second subelement ( 2 . 4 . 6 ) is made of a steel material and the first sub-element ( 3 . 5 ) consists of a non-ferrous metal.

Bodywork element according to claim 1, characterized in that the first subelement ( 3 . 5 ) consists of a non-metal.

Bodywork element according to one of the preceding claims, characterized in that it supports the floor assembly ( 1 . 31 ) forms a car body.

Bodywork component according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is the vertically oriented columns of a Car body forms.

Bodywork component according to one of the preceding Claims, characterized in that it forms the roof of a car body.

Method for producing a vehicle body part designed according to one of Claims 1 to 6, characterized by the following working steps: a) Preforming the second part element ( 2 . 4 . 6 . 7 . 8th ), b) molding a fastening groove ( 11 . 12 . 13 . 14 ) into the second subelement ( 2 . 4 . 6 . 7 . 8th ), c) preforming the first subelement ( 3 . 5 ) in such a way that it has at least one strip-like free protruding edge portion, the course of the course and the shape of the in the second sub-element ( 2 . 4 . 6 ) molded mounting groove ( 11 . 12 . 13 . 14 ), d) inserting the edge section of the first subelement ( 3 . 5 ) in the fastening groove ( 11 . 12 . 13 . 14 ) of the second partial element, e) pressing from the side of the fastening groove ( 11 . 12 . 13 . 14 ) adjacent material of the second subelement ( 2 . 4 . 6 ) to the in the mounting groove ( 11 . 12 . 13 . 14 ) standing edge portion of the first sub-element ( 3 . 5 ), so that the two partial elements ( 2 . 3 . 4 . 5 . 6 ) at least over certain lengths of the mounting groove ( 11 . 12 . 13 . 14 ) are non-releasably connected with each other in a force and / or form-locking manner.

Method according to claim 7, characterized in that the step b) is carried out before the step a).

Method according to one of claims 7 or 8, characterized in that during the working step e) for the pressing of the material of the second partial element ( 2 . 4 . 6 ) to the edge portion of the first subelement ( 3 . 5 ) required forces by means of two along the mounting groove moving pressing tools ( 20 . 25 ) are applied, one of which in each case on one of the sides of the fastening groove ( 11 . 12 . 13 . 14 ) and is guided at a slight distance to this, while the second sub-element ( 2 . 4 . 6 ) on its from the mounting groove ( 11 . 12 . 13 . 14 ) facing away at least in the respective effective range of the pressing tools ( 20 . 25 ) by means of a support device ( 23 ) is supported.

A method according to claim 9, characterized in that the support means a parallel to the Anpresswerkzeugen ( 20 . 25 ) guided support roller ( 23 ).

Method according to claim 9, characterized in that that the support device a plate is.

Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the pressing tools ( 20 . 25 ) and the support device ( 23 ) in a common frame ( 18 ) are stored.

Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that the contact pressure rollers ( 20 . 25 ) are.

Method according to one of claims 9 to 12, characterized that the pressing tools chisel are.