DE102011016936A1

DE102011016936A1 - Method for manufacturing support member i.e. front carrier, of motor vehicle, involves providing base carrier of support member i.e. front carrier, where base carrier is transformed with attachment elements

Info

Publication number: DE102011016936A1
Application number: DE201110016936
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. von Ey Peter
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-12-18
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2011-12-15

Abstract

The method involves providing a base carrier (18) of a support member (10) i.e. front carrier, where the carrier is transformed with attachment elements (20, 22). Portions (12-16) of the support member are separated with the attachment element. A reversibly detachable joint is provided with the support member. A separated portion of the base carrier is designed as a radiator bridge. The separated portion of the base carrier is arranged by the attachment element. A reversible releasable adding compound is formed with an adding element e.g. screwing aperture, by overmolding process with plastic. The attachment elements are inner high pressure material-deforming tool-plastic structures.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Trägerteils, insbesondere eines Frontendträgers, für einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for producing a carrier part, in particular a front end carrier, for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Trägerteile wie Frontendträger und dergleichen mehrteilig auszubilden. Hierzu wird üblicherweise ein Grundträger des Trägerteils umgeformt und mit wenigstens einem Anbauelement versehen. Eine bekannte Methode ist hierbei die Verwendung von Blechzusammenbauten, bei welchen einzelne Bleche beispielsweise durch Tiefziehen oder dergleichen in die gewünschte Form gebracht und zum endgültigen Träger zusammengesetzt werden. Solche Blechzusammenbauten erreichen die notwendige Steifigkeit der Trägerteile von Kraftwagen, sind jedoch teuer in der Herstellung und weisen oft hohe Abweichungen von den Sollmaßen auf. Ein Vorteil von Blechzusammenbauten liegt in der Möglichkeit des reversiblen Fügens begründet, so dass im Reparaturfall gegebenenfalls lediglich Teilbereiche eines solchen Trägerteils ausgetauscht werden müssen.From the prior art it is known to form support parts such as front end support and the like in several parts. For this purpose, usually a base support of the support member is formed and provided with at least one attachment element. A known method here is the use of sheet metal assemblies, in which individual sheets are brought, for example, by deep drawing or the like in the desired shape and assembled to the final support. Such sheet metal assemblies achieve the necessary rigidity of the carrier parts of motor vehicles, but are expensive to manufacture and often have high deviations from the nominal dimensions. An advantage of sheet metal assemblies lies in the possibility of reversible joining, so that, if necessary, only partial areas of such a carrier part have to be exchanged in the event of repair.

Ein alternatives, ebenfalls aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren zum Herstellen solcher Trägerteile ist das kombinierte Innenhochdruckumformen und Spritzgießen. Der Grundträger des Trägerteils ist hier als Rohr ausgebildet und wird durch Innenhochdruck umgeformt, wobei Anbauteile durch Spritzguss an den Grundträger angeformt werden. Solche Teile sind günstig in der Herstellung und äußerst maßgenau zu fertigen. Aufgrund der einteiligen Ausführung können im Reparaturfall jedoch keine Teilbereiche des Trägerteils ausgetauscht werden, vielmehr ist ein vollständiger Wechsel des Trägerteils notwenig. Auch die Steifigkeitsanforderungen im Kraftwagenbau werden bei solchen Methoden nicht immer vollständig erfüllt.An alternative method, also known from the prior art, for producing such carrier parts is combined hydroforming and injection molding. The base support of the support member is formed here as a tube and is reshaped by internal high pressure, wherein attachments are molded by injection molding to the base support. Such parts are inexpensive to manufacture and extremely accurate to manufacture. Due to the one-piece design, however, no parts of the support member can be replaced in case of repair, but a complete change of the support member is necessary. The stiffness requirements in motor vehicle construction are not always fully met with such methods.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Trägerteils nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bereitzustellen, welches ein kostengünstiges und toleranzgenaues Herstellen von Trägerteilen ermöglicht, welche eine hohe Steifigkeit besitzen und im Reparaturfall bereichsweise ausgetauscht werden können.The present invention has for its object to provide a method for producing a support member according to the preamble of claim 1, which allows a cost-effective and toleranced production of support parts, which have a high rigidity and can be partially replaced in case of repair.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.

Bei einem solchen Verfahren zum Herstellen eines Trägerteils, insbesondere eines Frontendträgers, für einen Kraftwagen, wird ein Grundträger des Trägerteils umgeformt und mit wenigstens einem Anbauelement versehen. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass zumindest ein Teilbereich des Trägerteils nach dem Versehen mit dem Anbauelement abgetrennt wird und die Teilbereiche anschließend mittels einer reversibel lösbaren Fügeverbindung gefügt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kombiniert hierdurch die Vorteile der bislang bekannten Verfahren. Durch die anfangs einstückige Herstellung des Grundträgers wird ein besonders maßgenaues Trägerteil geschaffen. Durch das Abtrennen des Teilbereichs und das anschließend reversible Fügen wird eine spätere einfache Reparatur von Teilbereichen des Trägerteils ermöglicht. Durch das Trennen des Trägerteils nach dem anfänglichen Umformen werden zudem logistische Vorteile erzielt. Das Trägerteil kann nämlich im getrennten Zustand transportiert werden, wodurch eine besonders hohe Packungsdichte erreicht wird. Das Verfahren ist zudem besonders kostengünstig, da das Umformen im anfänglichen einstückigen Zustand lediglich ein einstufiger Prozess ist, so dass die einzelnen Bestandteile des Trägerteils nicht einzeln umgeformt werden müssen. Durch das Anformen von wenigstens einem Anbauelement wird zudem eine besonders hohe gestalterische Flexibilität erreicht, so dass sowohl Steifigkeits- als auch Bauraumanforderungen problemlos erfüllt werden können.In such a method for producing a carrier part, in particular a front-end carrier, for a motor vehicle, a base carrier of the carrier part is deformed and provided with at least one attachment element. According to the invention it is provided that at least a portion of the support member is separated after the accident with the attachment and the subsections are then joined by means of a reversibly releasable joint connection. The method according to the invention thereby combines the advantages of the previously known methods. Due to the initially one-piece production of the base support a particularly dimensionally accurate support member is created. By separating the portion and the subsequent reversible joining a subsequent simple repair of portions of the support member is made possible. By separating the carrier part after the initial forming logistic advantages are also achieved. The carrier part can namely be transported in the separated state, whereby a particularly high packing density is achieved. The method is also particularly cost effective, since the forming in the initial one-piece state is merely a one-step process, so that the individual components of the carrier part need not be individually transformed. By molding at least one attachment element, a particularly high degree of design flexibility is also achieved, so that both rigidity and space requirements can be easily met.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Grundträger durch Innenhochdruck umgeformt und im gleichen Werkzeug mit dem Anbauelement versehen. Dies ermöglicht ein besonders maßgenaues, schnelles und kostengünstiges Darstellen des Trägerteils in seinem anfänglichen, ungetrennten Zustand.In a preferred embodiment of the invention, the base support is formed by hydroforming and provided in the same tool with the attachment. This allows a particularly dimensionally accurate, fast and inexpensive representation of the support member in its initial, unseparated state.

Vorzugsweise ist ein abgetrennter Teilbereich des Trägerteils als Kühlerbrücke ausgebildet. Hierdurch werden die notwendigen Reparaturanforderungen erfüllt, indem ermöglicht wird, einzelne Teile des Trägers, wie beispielsweise Kühlerbrücke oder Z-Streben im Reparaturfall einzeln auszutauschen.Preferably, a separated portion of the support member is formed as a cooler bridge. As a result, the necessary repair requirements are met by making it possible to replace individual parts of the carrier, such as radiator bridge or Z-struts in case of repair individually.

Vorzugsweise ist ein weiterer abgetrennter Teilbereich des Trägerteils also in Einbaulage des Trägerteils senkrecht verlaufende Streben ausgebildet. Eine derartige sogenannte Z-Strebe ist Bestandteil moderner Frontendträger und muss im Reparaturfall ebenfalls einzeln austauschbar sein.Preferably, a further severed portion of the support member is thus formed in the installation position of the support member perpendicular struts. Such a so-called Z-strut is part of modern front end support and must also be individually interchangeable in case of repair.

Vorzugsweise wird zumindest ein die reversibel lösbare Fügeverbindung bildendes Fügeelement durch Umspritzen mit Kunststoff gebildet. Dies erfolgt bevorzugt direkt im Innenhochdruckumformwerkzeug im Rahmen eines an sich bekannten IHU-Polymer-Hybridverfahrens. Solche Verfahren sind kostengünstig in der Durchführung und erzeugen Hybridbauteile, die einen guten Halt untereinander besitzen.Preferably, at least one joining element forming the reversibly detachable joint is formed by molding with plastic. This is preferably carried out directly in the hydroforming tool in the context of a known hydroforming hybrid polymer method. Such methods are cost effective to implement and produce hybrid components that have a good grip with each other.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird insbesondere während des Innenhochdruckumformens der Grundträger mit wenigstens einem Blechteil formschlüssig verbunden. Hierdurch werden besonders steife Trägerstrukturen geschaffen. Zusätzlich zum Anformen des Blechteils an den Grundträger kann eine zusätzliche Umspritzung mit Kunststoff erfolgen, so dass beispielsweise weitere Versteifungsrippen an dem Blechteil angespritzt werden können, um so einen besonders stabilen Träger zu schaffen. Selbstverständlich sind zum Anformen des Blechteils verschiedene Verfahren einsetzbar. Zum einen kann während des Innenhochdruckumformens ein einfacher Formschluss zwischen dem Grundträger und dem Blechteil erzeugt werden. Auch Varianten des Durchsetzfügens, beispielsweise das Hydroclinchen, können Anwendung finden.In a further embodiment of the invention, in particular during the Hydroforming the base support with at least one sheet metal part positively connected. As a result, particularly stiff support structures are created. In addition to molding of the sheet metal part to the base support, an additional encapsulation with plastic, so that, for example, further stiffening ribs can be molded onto the sheet metal part, so as to create a particularly stable carrier. Of course, various methods can be used for molding the sheet metal part. On the one hand, a simple positive connection between the base support and the sheet metal part can be generated during hydroforming. Variants of the clinching, for example the Hydroclinchen, can be applied.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der abgetrennte Teilbereich von dem Anbauteil gebildet. Mit anderen Worten erfolgt die Trennung an der Materialgrenze zwischen dem Grundträger und dem Anbauteil. Dies ist insbesondere zweckmäßig, wenn ein kombiniertes IHU-Spritzguss-Verfahren eingesetzt wird. Hierbei kann die besonders ökonomische Effizients des IHU-Spritzgießens genutzt werden, um mit besonders wenigen Arbeitsschritten das gewünschte Bauteil zu schaffen. In der Spritzgussstruktur kann eine Sollbruchstelle vorgesehen sein, an welcher in der Folge das angegossene Teil wieder abgetrennt werden kann. Im Spritzguss können zudem wie bereits geschildert die notwendigen Fügeelemente zum reversiblen Fügen vorgesehen werden. Insbesondere ist es möglich, Flanschplatten für eine spezielle Verschraubung oder dergleichen vorzusehen, zwischen denen ein Sollbruchelement angeordnet ist, so dass das Bauteil auf einfachste Weise für die spätere Verschraubung vorbereitet werden kann.In a further preferred embodiment of the invention, the separated portion is formed by the attachment. In other words, the separation takes place at the material boundary between the base support and the attachment. This is particularly useful when a combined hydroforming injection molding process is used. Here, the particularly economical efficiencies of hydroforming injection molding can be used to create the desired component with very few steps. In the injection-molded structure, a predetermined breaking point can be provided, at which in the sequence the molded part can be separated again. In injection molding, in addition, as already described, the necessary joining elements can be provided for reversible joining. In particular, it is possible to provide flange plates for a special screw connection or the like, between which a predetermined breaking element is arranged, so that the component can be prepared in the simplest way for subsequent screwing.

Im Folgenden wird die Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:In the following the invention will be explained in a preferred embodiment with reference to the drawing. Hereby show:

1 ein Frontendträger für einen Kraftwagen nach dem Umformen eines Grundträgers und dem Anbringen von Anbauelementen im Rahmen eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 a front end support for a motor vehicle after forming a base support and the attachment of add-on elements in the context of an embodiment of the method according to the invention;

2 der Frontendträger gemäß 1 nach dem Abtrennen von Teilbereichen; 2 the front end carrier according to 1 after the separation of partial areas;

3 eine Detailansicht der Verbindungselemente zum reversiblen Fügen der getrennten Teilbereiche; und 3 a detailed view of the connecting elements for reversibly joining the separate portions; and

4 der Frontendträger gemäß 1 bis 3 nach dem reversiblen Fügend er abgetrennten Teilbereiche; 4 the front end carrier according to 1 to 3 after the reversible joining he separated sections;

5 ein weiterer Frontendträger für einen Kraftwagen nach dem Abtrennen von zuvor durch Spritzguss angefügten Teilbereichen im Rahmen eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. 5 a further front end support for a motor vehicle after the separation of previously attached by injection molding portions within a further embodiment of the method according to the invention.

Einer im Ganzen mit 10 bezeichneter Frontendträger für einen Kraftwagen umfasst eine zentral angeordnete Kühlerbrücke 12 sowie zwei im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verlaufende Streben 14, 16. Zur Herstellung des Frontendträgers 10 wird zunächst ein Grundträgerrohr 18, das sich durch alle Teilbereiche 12, 14, 16 erstreckt, durch Innenhochdruck umgeformt. Bereits im Innenhochdruckumformwerkzeug wird im Bereich der Kühlerbrücke 12 ein Blechteil 20 an das Grundträgerrohr 18 angeformt. Dieses kann gegebenenfalls noch mit Kunststoff unter Ausbildung von Verstärkungsrippen umspritzt werden. Auch dies kann bereits im Innenhochdruckumformwerkzeug erfolgen. Im Bereich der Streben 14, 16 werden ebenfalls im Innenhochdruckumformwerkzeug Kunststoffstrukturen 22 an das Grundträgerrohr 18 angespritzt. Diese dienen der späteren Aufnahme eines Kühlermoduls.One in total with 10 designated front end support for a motor vehicle includes a centrally located radiator bridge 12 and two struts extending substantially in the vehicle vertical direction 14 . 16 , For the production of the frontend carrier 10 first becomes a basic carrier pipe 18 passing through all subareas 12 . 14 . 16 extends, transformed by hydroforming. Already in the hydroforming tool is in the area of the cooler bridge 12 a sheet metal part 20 to the base support tube 18 formed. If necessary, this can be overmoulded with plastic to form reinforcing ribs. This too can already be done in the hydroforming tool. In the field of aspiration 14 . 16 are also in hydroforming plastic structures 22 to the base support tube 18 molded. These are used later for receiving a cooler module.

Da der Frontendträger 10 im Reparaturfall bereichsweise austauschbar gestaltet werden soll, wird im Folgenden das Grundträgerrohr 18 in den Übergangsbereichen 24 zwischen den Streben 14, 16 und der Kühlerbrücke 12 aufgetrennt. Es ergibt sich dadurch der in 2 gezeigte dreiteilige Aufbau. In den Kantenbereichen 26 des Blechteils 20 der Kühlerbrücke 12 sind Schrauböffnungen 28 vorgesehen, mittels welchem die einzelnen Teilbereiche 12, 14, 16 mit komplementären, beim Anspritzen der Strukturteile 22 ausgebildeten Schrauböffnungen 30 der Teilbereiche 14, 16 wieder reversibel verbunden werden können.Because the frontend carrier 10 In the event of repair, it is intended to be made interchangeable in regions, the basic carrier tube will be described below 18 in the transition areas 24 between the struts 14 . 16 and the radiator bridge 12 separated. This results in the in 2 shown three-piece construction. In the edge areas 26 of the sheet metal part 20 the radiator bridge 12 are screw holes 28 provided by means of which the individual sections 12 . 14 . 16 with complementary, when molding the structural parts 22 trained screw holes 30 of the subareas 14 . 16 can be reversibly connected again.

Durch das Verbinden der Teilbereiche 12, 14, 16 ergibt sich schließlich der in 4 gezeigte Frontendträger 10.By connecting the sections 12 . 14 . 16 Finally, the results in 4 Frontend carrier shown 10 ,

Durch die ursprünglich einteilige Herstellung des Frontendträgers 10 wird eine besonders gute Maßhaltigkeit erzielt. Die Kombination von Innenhochdruckumformen, Blechbauweise und Anspritzen von Kunststoffteilen 22 ermöglicht eine besonders hohe gestalterische Freiheit und gleichzeitig die Herstellung eines besonders steifen Frontendträgers 10. Durch das spätere Auftrennen in den Bereichen 24 und das anschließende reversible Verbinden über die Schrauböffnungen 28, 30 wird gleichzeitig ein Frontendträger 10 geschaffen, der auf einfachste Weise und kostengünstig zu reparieren ist. Durch den mehrteiligen Aufbau des fertigen Frontendträgers 10 kann dieser auch im zerlegten Zustand transportiert werden, so dass er besonders kompakt unterzubringen ist, was die Logistikkosten verringert.By the originally one-piece production of the frontend carrier 10 a particularly good dimensional stability is achieved. The combination of hydroforming, sheet metal construction and injection molding of plastic parts 22 allows a particularly high creative freedom and at the same time the production of a particularly stiff frontend carrier 10 , By the later splitting in the areas 24 and the subsequent reversible connection via the screw holes 28 . 30 becomes at the same time a frontend carrier 10 created in the simplest way and inexpensive to repair. Due to the multi-part construction of the finished frontend carrier 10 This can also be transported in the disassembled state, so that it is particularly compact to accommodate, which reduces logistics costs.

5 zeigt einen weiteren Frontendträger 10, der ebenfalls aus einem durch innenhochdruckumgeformten Grundträgerrohr 18 aufgebaut wird, an welches ein Blech 20 angeformt ist. Durch kombiniertes Innenhochdruckumformen und Spritzgießen werden auch hier wieder Kunststoffstrukturen 22 an das Grundträgerrohr 18 bereits im IHU-Werkzeug angeformt. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen erfolgt in der Folge die Trennung nicht zwischen den Teilbereichen 12, 14, 16, sondern vielmehr zwischen dem Grundträgerrohr 18 und den Kunststoffstrukturen 22. Diese werden somit nach dem IHU-Spritzgießen wieder vom Grundträgerrohr 18 gelöst und anschließend reversibel gefügt. Auch hier können entsprechende Schrauböffnungen in den Kunststoffstrukturen 22 vorgesehen werden, um das anschließende reversible Verbinden zu erleichtern. Es ist ferner zweckmäßig, Sollbruchstellen vorzusehen, an denen die Kunststoffstrukturen 22 besonders einfach vom Grundträgerrohr 18 gelöst werden können. 5 shows another frontend carrier 10 , which also consists of a hydroformed base tube 18 is built, to which a sheet 20 is formed. By combined hydroforming and injection molding plastic structures are also here again 22 to the base support tube 18 already formed in the hydroforming die. In contrast to the embodiments described above, the separation does not take place between the subregions as a result 12 . 14 . 16 but rather between the base support tube 18 and the plastic structures 22 , These are thus after the hydroforming injection again from the base support tube 18 dissolved and then reversibly joined. Again, corresponding screw holes in the plastic structures 22 be provided to facilitate the subsequent reversible connection. It is also expedient to provide predetermined breaking points at which the plastic structures 22 especially easy from the base support tube 18 can be solved.

Claims

Method for producing a carrier part ( 10 ), in particular a frontend carrier, for a motor vehicle, in which a base carrier ( 18 ) of the carrier part ( 10 ) and with at least one attachment element ( 20 . 22 ), characterized in that at least a portion ( 12 . 14 . 16 . 22 ) of the carrier part ( 10 ) after being fitted with the attachment ( 20 . 22 ) and the subareas ( 12 . 14 . 16 ) are then joined by means of a reversibly releasable joint connection.

Method according to claim 1, characterized in that the basic carrier ( 18 ) is converted by hydroforming and in the same tool with the attachment ( 20 . 22 ).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that a separated partial area ( 12 ) of the carrier part ( 10 ) is designed as a cooler bridge.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that a further separated portion ( 14 . 16 ) of the carrier part ( 10 ) than in the installation position of the carrier part ( 10 ) is formed vertically extending strut.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one the reversibly releasable joint compound forming joining element ( 28 . 30 ) is formed by molding with plastic.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that in particular during hydroforming the base support ( 18 ) with at least one sheet metal part ( 20 ) is positively connected.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that a separated portion ( 22 ) of the carrier part ( 10 ) of the attachment ( 22 ) is formed.