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Die Erfindung betrifft einen Hohlträger, insbesondere Karosserie-Hohlträger für ein Fahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, und ein Verfahren zum Zusammenbau eines solchen Hohlträgers nach dem Anspruch 10. Ein solcher Hohlträger kann beispielhaft eine A-Säule sein.
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In der Karosseriestruktur eines Fahrzeugs sind als tragende Elemente langgestreckte Hohlträger mit geschlossenem Querschnitt verbaut, etwa als Fahrzeug-Säulen und/oder im Fahrzeugboden als Längsträger sowie als Querträger.
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Ein beispielhafter Hohlträger ist aus einem halbschalenförmigen Blechprofilteil und einem Deckteil aufgebaut. Das Blechprofilteil kann im Querschnitt U-förmig ausgebildet sein und einen Schalenboden sowie davon hochgezogene Profilseiten aufweisen. Von den hochgezogenen Profilseiten ragen seitlich nach außen Fügeflansche ab, die zum Beispiel in Punktschweißverbindung mit dem Deckteil sind, das den Hohlträger-Innenraum schließt. Zur Erhöhung der Bauteilsteifigkeit, insbesondere im Hinblick auf die Crashsicherheit, kann in dem Hohlträger zumindest ein Schottblechteil verbaut sein. Das Schottblechteil weist in gängiger Praxis eine den Hohlträger-Innenraum unterteilende Basiswand auf, von der randseitig Blechlaschen abgewinkelt sind, die in Punktschweißverbindung und/oder in Klebeverbindung mit den Innenwänden des schalenförmigen Profilteils sowie des Deckteils sind. Der Zusammenbau eines solchen gattungsgemäßen Hohlträgers erfolgt mit den folgenden Prozessschritten: So wird in einem ersten Prozessschritt das Schottblechteil in den noch offenen Innenraum des schalenförmigen Profilteils eingesetzt und darin zum Beispiel über Widerstandspunktschweißen befestigt. Anschließend wird in einem zweiten Prozessschritt (Fügeschritt) das Deckteil in Flanschverbindung mit dem schalenförmigen Profilteil gebracht. In einem folgenden Prozessschritt wird das Deckteil innenseitig mit einer korrespondierenden Blechlasche des Schottblechteils gefügt.
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Das Fügen des Schottblechteils mit dem schalenförmigen Profilteil sowie das Fügen des Deckteiles mit dem schalenförmigen Profilteil sind weitgehend unproblematisch, da eine ausreichende Werkzeug-Zugänglichkeit gegeben ist. Im Unterschied dazu ist beim Fügen des Schottblechteiles mit dem Deckteil keinerlei Werkzeug-Zugänglichkeit mehr vorhanden. Entsprechend steht die Fügetechnik vor der Herausforderung, das Schottblechteil mit dem Deckteil verbinden zu müssen, nachdem die beiden Fügepartner, das heißt das Profilteil sowie das Deckblechteil, bereits vollständig miteinander verbunden sind. In der Regel wird hier an der dem Deckteil zugewandten Blechlasche des Schottblechteils ein Klebstoff appliziert, der beim Zusammenbau des Deckblechteils mit dem Profilteil innenseitig am Deckblechteil verklebt wird. Aufgrund von Fertigungs- und Bauteiltoleranzen kann es jedoch zu hohen Maßabweichungen kommen. Dadurch besteht ein Risiko, dass das Schottblechteil nicht mehr zuverlässig in Klebverbindung mit dem Deckteil bringbar ist. Eine solche fehlerhafte oder nicht vorhandene Fügeverbindung zwischen dem Schottblechteil und dem Deckteil ist nur schwer nachzuprüfen.
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Aus der
DE 10 2010 060 702 A1 ist eine A-Säule für eine Karosserie eines Fahrzeugs bekannt. Aus der
DE 102 61 564 A1 ist ein Verfahren zum Anbringen und Befestigung eines Verstärkungselement in einer Dachrahmenkonstruktion eines Fahrzeugs bekannt. Aus der
DE 10 2017 217 704 B3 ist ein gattungsgemäßer Hohlträger sowie ein Verfahren zum Zusammenbau eines solchen Hohlträgers bekannt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Hohlträger sowie ein Verfahren zum Zusammenbau eines Hohlträgers bereitzustellen, der in einfacher Weise einwandfrei zusammenbaubar ist.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 oder 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Die Erfindung beruht allgemein auf dem Sachverhalt, dass das Schottblechteil nicht mehr als vollkommen starres Bauteil bereitgestellt wird, das gegebenenfalls toleranzbedingt nicht einwandfrei im Hohlträger verbaut werden kann. Vielmehr weist das Schottblechteil gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 zwei elastisch nachgiebige Federabschnitte auf. Die Federabschnitte nehmen ohne externe Krafteinwirkung (durch eine von einem Hilfswerkzeug erzeugte Betätigungskraft) einen querschnittserweiterten Grundzustand ein und sind bei einer Krafteinwirkung (mittels der externen Betätigungskraft) unter Aufbau einer elastischen Rückstellkraft in einen querschnittsreduzieren Zustand überführbar. Nach Wegfall der Krafteinwirkung federn die Federabschnitte unter Abbau der elastischen Rückstellkraft selbsttätig wieder in ihren querschnittserweiterten Grundzustand zurück.
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Im querschnittserweiterten Grundzustand des Schottblech-Federabschnittes befindet sich das Schottblech in seiner querschnittserweiterten Zusammenbaulage. Demgegenüber befindet sich das Schottblechteil ohne Kraftbeaufschlagung in einer Vormontagelage, die im Vergleich zur Zusammenbaulage querschnittsreduziert ist. In der Vormontagelage ist ein störkonturfreies Zusammenfügen des Profilteils mit dem Deckteil gewährleistet, bei dem das Schottblechteil zunächst betriebssicher noch außer Kontakt mit dem Deckteil, das heißt ohne Bildung einer Störkontur, verbleibt. Wird nunmehr das Schottblechteil von der Betätigungskraft entlastet, so springt das Schottblechteil selbsttätig in seine querschnittserweiterte Zusammenbaulage zurück, in der eine Fügeverbindung des Schottblechteils mit dem Deckteil verstellbar ist.
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Hervorzuheben ist, dass im zusammengebauten Zustand das Schottblechteil mit einer Spreizkraft federnd zwischen dem Deckteil und dem Profilteil eingespreizt bzw. vorgespannt ist. Die Spreizkraft wirkt dabei speziell zwischen den Funktions- bzw. Klebelaschen des Schottblechteils und dem Deckblechteil.
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Mit der Erfindung wird allgemein erreicht, dass Toleranzen zwischen den Klebelaschen (das heißt der später beschriebenen Funktionslaschen) am Schottblech und des Innenblechs (nachfolgend auch allgemein als Deckblechteil bezeichnet) im Sinne geforderter Flexibilität im Fertigungsprozess „von selbst“ ausgeglichen werden - das heißt ohne externes Andrücken der Klebelaschen. Umgesetzt wird dies durch die Integration zweier Drucklaschen in das Schottblech, welche die Klebelaschen „von selbst“ an das Innenblech drücken - man spricht hier auch von bauteilintegriertem Fügen.
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Durch eine vor die Funktionslaschen eingebrachte Aussparung (das heißt ein Blechfreischnitt) sind die Drucklaschen vom restlichen Bereich des Grundblechs entkoppelt und können infolge externer Betätigung verformt werden. Diese Verformung überträgt sich dann auf die Funktionslaschen.
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Nachfolgend werden die Funktionsweise und die konstruktive Umsetzung des Grundprinzips bezogen auf das Anwendungsbeispiel Schottblech beschrieben.
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So basiert das Grundprinzip der Erfindung auf einer durch externe Betätigung hervorgerufenen elastischen Verformung der Klebelaschen am Schottblech. Durch die externe Betätigung erfahren die Klebelaschen am Schottblech eine Winkeländerung und/oder Lageänderung vom Innenblech weg. Dadurch kann das Innenblech auf eine Fügeposition gebracht werden, ohne in Kontakt zu den Klebelaschen des Schottblechs zu treten. Nach dem Fixieren des Innenblechs durch zum Beispiel Widerstandspunktschweißen federn die Klebelaschen bei Wegnahme der externen Betätigung zurück. Die Klebelaschen liegen am punktuell gefügten Innenblech an und bewirken je nach geometrischer Gestaltung eine Kraft auf selbiges. Dies ermöglicht dem Schottblech die Ausführung des nach DIN 8593-1 definierten federnden Einspreizens.
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Wird dabei vor dem Fügevorgang zum Beispiel Klebstoff auf das Innenblech appliziert, bewirken die Klebelaschen nach Rückfedern aus der Betätigungsposition eine Anpresskraft auf die Klebestellen. Während des Transports zum Kathodischen Tauchlackieren und im KTL-Prozess selbst (vor allem im nach dem Tauchen nachfolgenden Aushärten im Ofen) - also dann, wenn der Klebstoff komplett aushärtet, verhindert das Anpressen der Klebelaschen, dass ein Überschreiten des optimalen Klebspalts durch Toleranzungenauigkeiten oder unterschiedliche Wärmeausdehnungsverhalten eintritt.
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Eine einfache Werkzeug-Zugänglichkeit zum Aufbringen der externen Betätigungskraft ist von hoher Bedeutung. Da die Zugänglichkeit für ein automatisiertes Fügen der Schottblechklebelaschen mit dem Innenblech nur von der Innenblechseite aus gegeben ist, können die Klebelaschen in zwei außenliegende Teilbereiche aufgeteilt werden, die über eine mittige Aussparung voneinander getrennt sind. Durch die mittige Aussparung in den Klebelaschen kann im Fügeprozess ein externer Betätiger einfahren und eine Kraft auf die Drucklaschen ausüben.
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Ziel des automatisierten Fügens ist trotz der eingeschränkten Zugänglichkeit die Umsetzung eines möglichst einfachen Prozesses. Damit die Druckpunkte der Drucklaschen besser erreicht werden können, kann eine Geometriemodifikation der Drucklaschen erforderlich sein. Hierdurch verlängert sich der Hebelarm zu den Funktionslaschen. Die Folge ist eine Reduzierung der nötigen Betätigungskraft.
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Von der Fügeseite - der Innenblechseite oder der Deckblechseite - aus betrachtet wird deutlich, dass die Druckpunkte einfacher, das heißt ohne zusätzlichen Querhub in einer Querrichtung des Betätigers erreichbar sind.
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Das Hilfswerkzeug zur Betätigung der Drucklaschen kann einen Kurzhubzylinder aufweisen. Die Betätigung der beiden Drucklaschen erfolgt dabei über eine an der Kurzhubzylinder-Kolbenstange angebrachte Andrückvorrichtung. Die Betätigung der Drucklasche müsste in diesem Fall synchron zum Vorschub der Zuführeinheit an das Außenblech erfolgen. Alternativ könnte an den Haltearmen des Innenblechs an der Zuführeinheit eine Vorschubeinheit angebracht werden, die ein Anliegen des Innenblechs am Außenblech erst dann auslöst, wenn die Drucklaschen bereits betätigt wurden.
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Die Überwachung der Prozesssicherheit kann hierbei über Messtechnik und Sensorik -je nach Auslegung - am Pneumatik- oder Hydrauliksystem erfolgen. Mögliche Ansätze sind eine Endschalterabfrage am Zylinder (zum Beispiel über Reed-Schalter). Dies ermöglicht eine direkte Überwachung des Zylinderhubs. Alternativ dazu kann eine Volumenstrommessung (zum Beispiel bei Hydraulik am Zylinderrücklauf) erfolgen. Dies ermöglicht eine Berechnung des Zylinderhubs. Alternativ kann auch eine Druckmessung (am Zylinderzulauf) erfolgen. Dies ermöglicht eine Berechnung der Druckkraft auf die Drucklaschen.
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In einer weiteren Ausführungsvariante kann die Betätigung der Drucklaschen auch ohne Zylinder zum Beispiel durch eine Art Rollenstößel erfolgen. Hierfür können die Drucklaschen des Schottblechs nach oben gebogen werden. Zur Betätigung fährt der Rollenstößel durch die zwischen den Klebelaschen befindliche Aussparung in den Innenraum des Schottblechs und drückt so bei linearem Vorschub in einer Vorschubrichtung die Drucklaschen nach unten.
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Die Überwachung der Prozesssicherheit kann hierbei über die Lagerung des Rollenstößels erfolgen. Wird diese mittels vorgespannter Druckfeder und Winkelmesssystem realisiert, ermöglicht das die Berechnung der Kraft des Rollenstößels auf die Drucklaschen.
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Gerade bei stärkeren Schottblechen ist die Betätigungskraft nicht unerheblich klein und muss von der Karosseriestruktur aufgenommen werden. Um diese und den Roboterarm bzw. die Zuführvorrichtungshalterung zu entlasten, könnte der Kraftfluss über eine zweite Rolle wieder in die Zuführvorrichtung abgeleitet werden.
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Für den Fall des Platzmangels im Bereich des Schottblechs könnte die Kraftrückleitung auch an einer anderen Stelle an der umgebenden Karosseriestruktur erfolgen.
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In einer weiteren Ausführungsvariante können Versteifungsmaßnahmen an den Drucklaschen vorgesehen werden, und zwar durch Wärmebehandlung und/oder durch Versteifung der Drucklaschen durch lokale Gefügeveränderung. Alternativ dazu können auch Sicken eingebracht werden, etwa eine Versteifung der Drucklaschen durch zusätzlich eingebrachte Sicken in Belastungsrichtung. Alternativ dazu kann beanspruchungsgerechter Materialmix durch Tailored Blanks bereitgestellt werden. Um eine Bauteil-Steifigkeit zu gewährleisten, kann zur Schottblechherstellung die Technologie der Tailor Welded Blanks eingesetzt werden. Der lokale Einsatz höherfester Materialien ermöglicht so eine beanspruchungsgerechte Auslegung. Alternativ und/oder zusätzlich kann auch eine Variation des Klebstoffs erfolgen.
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Sofern die Anpresskraft der Klebelaschen auf die Klebung zu groß ist, besteht die Gefahr, dass der Klebstoff vor Aushärtung aus dem Klebspalt gedrückt wird. Die Folge ist eine hochsteife Fügeverbindung, die bereits bei geringer Belastung versagt. Vorgebeugt werden kann dem durch Verwendung eines Klebstoffs mit Glaskügelchen. Diese fungieren als eine Art „Abstandhalter“ und sorgen dafür, dass der optimale Klebspalt nicht unterschritten wird.
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Nachfolgend werden zusammenfassend die Vorteile der Erfindung erläutert: So wird die Prozesssicherheit gewährleistet, und zwar durch das Andrücken der Funktionslaschen des Schottblechs auf die Klebestellen mit der Möglichkeit zur Prozessüberwachung bei der Betätigung der Drucklaschen. Zudem wird der Toleranzausgleichs durch das Andrücken der Funktionslaschen des Schottblechs auf die Klebestellen bis zur vollständigen Aushärtung des Klebstoffs im KTL-Prozess sichergestellt. Ferner kann eine einfache Realisierung eines automatisierten Fügekonzepts mit einer geringen Anzahl an benötigten Betriebsmitteln ohne zusätzliche Andrückvorrichtung oder zusätzlichen Roboter erfolgen. Außerdem ist lediglich eine geringfügige Geometriemodifikation nur für einen Teilbereich des Innenblechs erforderlich, und zwar für Zugänglichkeit des Vorrichtungsarmes zur Drucklaschen-Betätigung. Für den KTL-Prozess sind Aussparungen an großen Strukturblechen erforderlich, um ein gleichmäßiges Erwärmen und Abkühlen der Karosserie beim Ein- bzw. Austauchen durch ausreichend Zu- / Abflussmöglichkeiten des KTL-Fluids zu gewährleisten.
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Zudem führt die Erfindung zu einer einfachen Herstellbarkeit der erforderlichen Schottblechgeometrie und - funktionalität sowie zu einer guten Beschreibbarkeit des zugrundeliegenden mechanischen Konzepts der elastischen Verformung. Die Erfindung stellt außerdem eine Systemunempfindlichkeit bezüglich Toleranzvariation am Klebspalt bereit sowie eine Erhöhung der Flexibilität der Produktion durch das zum Teil selbstfügende Verfahren.
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Nachfolgend werden weitere Erfindungsaspekte beschrieben, die im Wesentlichen die Bauteil-Geometrie des Schottblechteiles betreffen: So kann das Schottblechteil eine den Hohlträger-Innenraum unterteilende Basiswand aufweisen. Diese kann an ihrer Deckteil zugewandten Randseite in zwei abgewinkelte, bewegbare Funktionslaschen übergehen. Die Funktionslaschen sind bei Beaufschlagung mit der externen Betätigungskraft von der Vormontagelage in die Zusammenbaulage verstellbar. Zudem können die elastischen Federabschnitte des Schottblechteils als bereits oben erwähnte Drucklaschen ausgebildet sein. Diese können mittels eines Blech-Freischnittes aus dem Blechmaterial der Basiswand herausgeschnitten sein. Die materialeinheitlich und einstückig in der Schottblechteil-Basiswand ausgebildeten Drucklaschen können an einem Schwenksteg in die abgewinkelte Funktionslaschen übergehen. Der Schwenksteg kann ebenfalls materialeinheitlich und einstückig in der Schottblechteil-Basiswand integriert sein und eine Kippachse definieren, um die die Funktionslaschen und/oder die Drucklaschen zwischen der Vormontagelage und der Zusammenbaulage schwenkbar sind. In diesem Fall können die Funktionslaschen und die Drucklaschen mit Bezug auf die Kippachse jeweils einen zweiarmigen Hebelarm bilden, bei dem die Funktionslasche einen ersten Hebelarm und die Drucklasche einen zweiten Hebelarm darstellt.
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Zusätzlich zu den oben definierten Funktionslaschen kann die Schottblechteil-Basiswand weitere, davon randseitig abgewinkelte Blechlaschen aufweisen. Diese sind jedoch - im Gegensatz zu den verstellbaren Funktionslaschen - starr am Schottblechteil ausgebildet und in der Zusammenbaulage am Schalenboden und an den davon hochgezogenen Profilflanken des schalenförmigen Profilteils befestigt.
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Im Hinblick auf eine einwandfreie Schwenkbewegung des oben angegebenen zweiarmigen Hebelarms ist es bevorzugt, wenn der in der Basiswand ausgebildete Schwenksteg an seinen axialen Stirnseiten jeweils anbindungsfrei gegenüber dem schalenförmigen Profilteil ist, das heißt ein Freigang zwischen den axialen Stirnseiten des Schottblechteil-Schwenksteges und der zugewandten Profilteil-Seitenwänden besteht.
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In einer technischen Realisierung kann das halbschalenförmige Profilteil einen Schalenboden sowie davon hochgezogene Profilwände mit nach außen abgewinkelten Fügeflanschen aufweisen. Bei einem fertiggestellten Hohlträger ist das Deckteil in Fügeverbindung mit den abgewinkelten Fügeflanschen des halbschalenförmigen Profilteils.
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In einer Prozessabfolge zum Zusammenbau des Hohlträgers ergibt sich ein Vormontagezustand, in dem das Schottblechteil bereits in dem Profilteil-Innenraum eingesetzt ist und an Fügeverbindungen im Profilteil befestigt ist sowie gleichzeitig auch das Profilteil bereits an Fügeverbindungen am Deckteil befestigt ist. Erfindungsgemäß ist in diesem Vormontagezustand das Schottblechteil unter Einwirkung der externen Betätigungskraft noch außer Fügeverbindung mit dem Deckteil, um ein einwandfreies, das heißt störkonturfreies Zusammenfügen des Profilteils mit dem Deckteil zu gewährleisten.
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Die externe Betätigungskraft kann bevorzugt im Rahmen einer Großserienproduktion mit Hilfe eines Hilfswerkzeuges auf die Federabschnitte (das heißt die Drucklaschen) des Schottblechteils ausgeübt werden. Für eine einfache Werkzeug-Zugänglichkeit kann das Deckteil eine Werkzeug-Zugangsöffnung aufweisen, durch die das Hilfswerkzeug zu den Schottblechteil-Federabschnitten führbar ist, um darauf die externe Betätigungskraft auszuüben. Das Hilfswerkzeug ist somit beim Zusammenfügen des Profilteils mit dem Deckteil bis Erreichen des oben definierten Vormontagezustands in Krafteingriff. Während des Entfernens des Hilfswerkzeugs (das heißt zum Beispiel ein Rollenstößel) springt das Schottblechteil in seinen stabilen Ausgangszustand (das heißt in seine Zusammenbaulage, in der eine Fügeverbindung des Schottblechteils mit dem Deckteil herstellbar ist) zurück.
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Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 in einer perspektivischen Darstellung einen zusammengebauten Hohlträger;
- 2 ein in dem Hohlträger verbaubares Schottblechteil in Alleinstellung;
- 3 bis 6 jeweils Ansichten, die eine Prozessabfolge zum Zusammenbau des Hohlträgers veranschaulichen;
- 7 bis 10 weitere Ausführungsbeispiele des Schottblechteils.
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In der 1 ist ein zusammengebauter Hohlträger 1 gezeigt, wie er beispielhaft als ein tragendes Element in einer Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges einsetzbar ist. Der Hohlträger 1 ist zweiteilig aufgebaut, und zwar mit einem halbschalenförmigen Blechprofilteil 3 und einem Deckblechteil 5. Das halbschalenförmige Blechprofilteil 3 weist einen Schalenboden 7 auf, von dem Profilwände 9 hochgezogen sind, die in seitlich nach außen abgewinkelte Fügeflansche 11 übergehen. Die Fügeflansche 11 des Blechprofilteils 3 sind in der 1 in Flanschverbindung mit korrespondierenden Fügeflanschen 13 des Deckblechteiles 5.
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Das Blechprofilteil 3 begrenzt zusammen mit dem Deckblechteil 5 einen geschlossenen Innenraum 15, der in der 1 durch ein Schottblechteil 17 unterteilt ist. Das Schottblechteil 17 weist eine den Innenraum 15 unterteilende, rechteckförmige Basiswand 19 auf, von der randseitig starre Blechlaschen 21 abgekantet sind, die in Fügeverbindung 41 mit dem Schalenboden 7 sowie mit den Profilwänden 9 des schalenförmigen Blechprofilteils 3 sind. Zudem ist das Schottblechteil 17 über zwei bewegliche Funktionslaschen 23 in Klebverbindung (6) mit der Innenseite des Deckblechteils 5. Die beweglichen Funktionslaschen 23 können durch Betätigung von in der Basiswand 19 ausgebildeten Drucklaschen 25 verstellt werden, und zwar zwischen einer in der 5 angedeuteten Vormontagelage V und einer in den 3, 4, 6 angedeuteten Zusammenbaulage Z, wie es später anhand der 3 bis 6 erläutert wird.
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Die Drucklaschen 25 nehmen ohne Krafteinwirkung einen querschnittsreduzierten Grundzustand ein und sind bei einer Krafteinwirkung (Betätigungskraft FB in der 5) unter Aufbau einer elastischen Rückstellkraft in einen querschnittsreduzierten Zustand überführbar. Nach Wegfall der Krafteinwirkung federn die Drucklaschen 25 unter Abbau der elastischen Rückstellkraft wieder in den Grundzustand zurück. Im Grundzustand der Drucklaschen 25 nimmt das Schottblechteil 17 seine querschnittserweiterte Zusammenbaulage Z ( 6) ein. Im kraftbeaufschlagten Zustand nimmt das Schottblechteil 17 dagegen seine querschnittsreduzierte Vormontagelage V (5) ein.
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Nachfolgend ist anhand der 2 die Bauteil-Geometrie des erfindungsgemäßen Schottblechteiles 17 beschrieben: So ist in der 2 jede der beiden Drucklaschen 25 mittels eines Blech-Freischnittes 26 aus dem Blechmaterial der Basiswand 19 herausgeschnitten. Jede der Drucklaschen 25 ist in der 2 mit einem materialeinheitlich und einstückig am Blechmaterial der Basiswand 19 angebundenen Laschenfuß 28 ausgebildet, der flächenbündig in einer Basiswand-Ebene liegt. Der Laschenfuß 28 ist mit einer schräg nach oben abgestellten Laschenflanke 30 verlängert, die über einen Höhenversatz Δz von der Basiswand-Ebene abragt. Beim Fügevorgang (4 und 5) werden die beiden schräg angestellten Laschenflanken 30 der Drucklaschen 25 in Anlage mit einem Hilfswerkzeug 55 (4 und 5) gebracht, um die externe Betätigungskraft FB auszuüben.
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Die beiden Drucklaschen 25 gehen an ihrem jeweiligen Laschenfuß 28 in eine in der Basiswand 19 ausgebildeten Schwenksteg 33 (2) über, der eine später beschriebene Kippachse K definiert, um die die beweglichen Funktionslaschen 23 schwenkbar bzw. kippbar sind. Der Schottblechteil-Schwenksteg 33 geht an Übergangskanten 37 in die davon in etwa rechtwinklig abragenden Funktionslaschen 23 über.
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Wie aus der 2 weiter hervorgeht, sind die beiden Funktionslaschen 23 in einer Querrichtung y über eine Aussparung 34 voneinander beabstandet. Die Aussparung 34 bildet einen freien Werkzeugdurchlass für das später beschriebene Hilfswerkzeug 55 (4 und 5).
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In der 2 ist zudem eine Vorschubrichtung (36) des Hilfswerkzeugs 55 durch den Werkzeugdurchlass 34 angedeutet. Im Hinblick auf eine einfache externe Kraftbeaufschlagung sind die beiden Drucklaschen 25 mit ihren Laschenflanken 30 (2) jeweils um einen Querversatz Δy nach innen versetzt, wodurch eine einfache Druckanlage des Hilfswerkzeuges 55 auf die Drucklaschen 25 erfolgen kann, wie es später anhand der 4 und 5 erläutert wird.
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Um eine leichtgängige, später beschriebene Kippbewegung der beweglichen Blechlaschen 23 zwischen der Vormontagelage V und der Zusammenbaulage Z zu gewährleisten, ist der in der Basiswand 19 ausgebildete Schwenksteg 33 an seinen axialen Stirnseiten (das heißt in der Querrichtung y) jeweils beabstandet von den Profilwänden 9 des schalenförmigen Blechprofilteils 3, das heißt unter Bildung eines Freigangs 32 (2) gegenüber dem Blechprofilteil 3 anbindungsfrei.
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Nachfolgend wird eine Prozessabfolge zum Zusammenbau des in der 1 gezeigten Hohlträgers 1 anhand der Fig.en 3 bis 6 beschrieben: So wird in einem ersten Prozessschritt (3) zunächst das Schottblechteil 17 in dem schalenförmigen Blechprofilteil 3 befestigt, und zwar mittels Punktschweißstellen 41 an den Profilwänden 9 sowie am Schalenboden 7 des Blechprofilteils 3. In der 3 befindet sich das Schottblechteil 17 in seiner querschnittserweiterten Zusammenbaulage Z, in der das Schottblechteil 17 einen im Vergleich zur Vormontagelage V (5) ausgeweiteten Bauteilquerschnitt einnimmt.
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Anschließend erfolgt eine Klebstoffapplikation, bei der außenseitig auf die bewegliche Funktionslasche 23 ein Klebstoff 43 aufgebracht wird. Darauffolgend wird in einem Prozessschritt (4 und 5) das halbschalenförmige Profilteil 3 mit dem Deckteil 5 zusammengefügt. Wie aus den 4 bis 6 hervorgeht, weist das Deckteil 5 eine Werkzeug-Zugangsöffnung 53 auf, durch die das Hilfswerkzeug 55 geführt ist. Das Hilfswerkzeug 55 ist mittels lösbarer Greifelemente 56 am Deckteil 5 befestigt.
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Mit Hilfe des Hilfswerkzeugs 55 wird beim Zusammenfügen des Profilteils 3 mit dem Deckteil 5 (in einer in der 4 durch Pfeile angedeuteten Fügerichtung) eine Betätigungskraft FB auf die Drucklaschen 25 aufgebracht, wodurch das Schottblechteil 17 während des Fügevorgangs (5) die querschnittsreduzierte Vormontagelage V einnimmt. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass beim Zusammenfügen des Profilteils 3 mit dem Deckteil 5 das Schottblechteil 17 nicht als eine Störkontur wirkt. Bei Erreichen des in der 5 gezeigten Vormontagezustands wird das Blechprofilteil 7 und das Deckblechteil 5 an korrespondierenden Längsflanschen 11, 13 an Punktschweißstellen 44 zusammengefügt, während sich das Schottblechteil 17 nach wie vor in seiner Vormontagelage Z befindet.
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In einem folgenden Prozessschritt wird das Hilfswerkzeug 55 von den Drucklaschen 25 des Schottblechteils 17 entfernt, wodurch das Schottblechteil 17 selbsttätig in seine querschnittserweiterte Zusammenbaulage Z zurückspringt, in der das Schottblechteil 17 mit der Spreizkraft Fs (1) federnd zwischen dem Deckteil 1 und dem Profilteil 3 vorgespannt bzw. eingespreizt ist.
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In der 4 ragt durch die Werkzeug-Zugangsöffnung 53 im Deckteil 5 ein Rollenstößel 57 des Werkzeugs 55 hindurch. An dessen Ende ist eine Rolle 59 befestigt, die während der Zuführung von Deckteil 5 und Werkzeug 55 über die Drucklaschen 25 des Schottblechteils 17 rollt und so die externe Betätigungskraft FB entgegen deren Ausformungsrichtung erzeugt. Ab dem erstmaligen Kontakt von Rollenstößel 57 und Schottblechteil 17 federt der über ein Drehgelenk 61 gelagerte Rollenstößel 57 nach oben. Dieser Federung nach oben wirkt eine Druckfeder 60 des Werkzeuges entgegen. Die Druckfeder 60 ist einstellbar, wodurch auch die Kraft des Rollenstößels 57 auf die Drucklaschen 25 des Schottblechteils 17 einstellbar ist.
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In der 5a ist ein alternatives Hilfswerkzeug 55 angedeutet. Demzufolge weist das Hilfswerkzeug 55 zusätzlich zum Rollenstößel 59 eine zweite Rolle 58 auf, die als ein Gegenhalter wirkt. Auf diese Weise kann die Zuführvorrichtungshalterung entlastet werden, da der Kraftfluss von dem Rollenstößel 59 über die zweite Rolle 58 wieder in die Zuführvorrichtung abgeleitet werden kann.
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In der 7 ist das Schottblechteil 17 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Aufbau und die Funktionsweise sind identisch mit dem Schottblechteil 17 der 1 bis 6. Von daher kann auf die Vorbeschreibung Bezug genommen werden. Im Unterschied zu den 1 bis 6 sind in der 7 die Drucklaschen 25 nicht aus der Basiswand-Ebene herausgebogen, sondern liegen diese vielmehr komplett in der Basiswand-Ebene. Das Hilfswerkzeug 55 muss daher entsprechend angepasst werden, um im Fügevorgang (4 und 5) die externe Betätigungskraft FB auf die ebenflächigen Drucklaschen 25 aufzubringen.
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Wie in den 7a und 7b angedeutet kann das Hilfswerkzeug 55 zur Betätigung der ebenflächigen Drucklaschen 25 einen Kurzhubzylinder 56 aufweisen. Die Betätigung der beiden Drucklaschen 25 erfolgt über eine an der Kurzhubzylinder-Kolbenstange angebrachte Andrückvorrichtung. Die Betätigung der Drucklaschen 25 müsste in diesem Fall synchron zum Vorschub der Zuführeinheit an das Außenblech (das heißt Profilteil 3) erfolgen. Alternativ könnte an den Haltearmen des Innenblechs (das heißt Deckteil 5) an der Zuführeinheit eine Vorschubeinheit angebracht werden, die ein Anliegen des Innenblechs am Außenblech erst dann auslöst, wenn die Drucklaschen 25 bereits betätigt wurden.
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In der 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Schottblechteils 17 gezeigt. Im Unterschied zu den vorangegangenen Figuren ragen in der 8 die Drucklaschen 25 mit Bezug auf die Funktionslaschen 23 nicht in der Querrichtung y um einen Querversatz schräg nach innen. Vielmehr sind die Drucklaschen 25 in der Raumrichtung x fluchtend hinter den Funktionslaschen 23 angeordnet. Von daher ist das Hilfswerkzeug 55 mit einem zusätzlichen Querhub in der Querrichtung y auszulegen, um die Druckpunkte der Drucklaschen 25 zu erreichen.
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In der 9 ist eine Detailansicht dargestellt, in der die Funktionslasche 23 im zusammengebauten Zustand des Hohlträgers 1 mit der Spreizkraft Fs gegen die Innenseite des Deckblechteils 5 drückt. Gemäß der 9 drückt die Funktionslasche 23 unter Zwischenlage von Glaskügelchen 61 gegen das Deckblechteil 5. Die Glaskügelchen 61 wirken als Abstandhalter, die vordefinierten Klebspalt s für den auf die Deckteil-Innenseite und/oder die Funktionslasche 23 applizierten Klebstoff 43 bereithält.
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In der 10 ist in einer weiteren Detailansicht des Schottblechteils 17 ein Übergang von der in der Schottblech-Basiswand 19 integrierten Drucklasche 25 in die Funktionslasche 23 gezeigt. Dieser Übergang ist in einem Bereich 63 zusätzlich versteift, etwa durch eine lokale Gefügeveränderung.
