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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils, insbesondere eines Gussknotens, bei dem wenigstens ein metallisches Einlegerprofil, insbesondere Einleger-Blechprofil in eine Gussform eingelegt und teilbereichsweise mit Gussmetall zumindest formschlüssig umgossen wird. Die Erfindung betrifft weiterhin auch ein Gussbauteil, insbesondere einen Gussknoten, umfassend wenigstens ein metallisches Einlegerprofil, insbesondere Einleger-Blechprofil, das teilbereichsweise mit einem Gussmetall zumindest formschlüssig umgossen ist.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gussbauteil, ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils.
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Ein Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils bzw. ein Gussbauteil selbst ist beispielsweise aus der Publikation
WO 2006/122423 A1 des Anmelders Magna International Inc. bekannt.
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Bei dem dort beschriebenen Verfahren werden Einlegerprofile mit einem Gussmetall umgossen, um ein Hybridbauteil auszubilden, welches aus zwei verschiedenen Metallen bestehen kann, nämlich zum einen dem Metall, welches zum Umgießen verwendet wird und zum anderen dem Metall, aus welchem das Einlegerprofil besteht.
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Bei diesem bekannten Verfahren erfolgt das Umgießen des Einlegerprofils mit einem sehr hohen Druck, beispielsweise im Bereich von 2–4 Tonnen pro Quadratinch, wodurch neben einem Formschluss, der automatisch durch das Umgießen entsteht, auch ein hoher Kraftschluss zwischen dem umgossenen Metall und dem eingelegten Einlegerprofil entsteht, der insbesondere noch dadurch unterstützt wird, dass beispielsweise Aluminium als Gussmetall beim Abkühlen stark schrumpft im Vergleich zu einem beispielsweise aus Stahlblech bestehenden Einlegerprofil, so dass sich durch den Abkühlvorgang der Kraftschluss erhöht.
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Aufgrund der hierbei wirkenden extremen Kräfte ist dieses bekannte Verfahren jedoch darauf beschränkt als Einlegerprofil solche Profile zu verwenden, deren umgossenes Ende zum einen geschlossen ist, um ein Eindringen des Gussmetalls in das umgossene Ende zu verhindern, was ansonsten den Kraftschluss verhindern würde und zum anderen, dass die geschlossenen Hohlprofile einen runden Querschnitt aufweisen, da alle anderen Querschnittsformen aufgrund der hohen allseitig wirkenden Kräfte ansonsten zu einem Zusammenquetschen des umgossenen Hohlprofils führen würden. Dieses im Stand der Technik bekannte Verfahren ist somit auf diese begrenzenden Parameter bzw. Profilformen beschränkt.
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Es ist weiterhin im Stand der Technik bekannt, dass z. B. im Anwendungsbereich des Karosseriebaus und der Fahrwerke moderner Kraftfahrzeuge auch Bauteile aus verschiedenen Materialien, insbesondere verschiedenen Metallen, hergestellt werden sollen. Insbesondere aufgrund steigender Anforderungen an den sogenannten Leichtbau einerseits und der immer gewünschten Kostenreduzierung andererseits wird eine Tendenz zum Mischbau verschiedener Werkstoffe verstärkt.
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Hierbei soll an relevanten Stellen der jeweils bestgeeignete Werkstoff Verwendung finden, beispielsweise um die besten Kompromisse zwischen Gewicht und Kosten zu erzielen. Solche Stellen sind z. B. die Verbindungsknoten, an denen z. B. bei KFZ im Bereich der A-, B- oder C-Säulen mehrere Profile einen gemeinsamen Verbindungsort aufweisen.
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Es besteht daher ein großer Bedarf, unterschiedliche Werkstoffe, insbesondere unterschiedliche Metalle effizient miteinander zu verbinden. Gerade in der Kraftfahrzeugindustrie sind die üblichen Verbindungsarten das Punktschweißen sowie das MIG-MAG-Schweißen. Zwar bestehen auch andere Verbindungsarten, beispielsweise um verschiedene Werkstoffe miteinander zu verbinden, wie das Kleben, Stanzen, Nieten, Durchsetzfügen etc., die Etablierung dieser Verbindungstechniken würde jedoch eine Umstellung bereits im Prozess bei der Herstellung von Karosserien und Fahrwerken etablierter Anlagen bedingen zusammen mit hierdurch entstehenden Kosten.
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Darüber hinaus ist ein weiterer Bedarf dahingehend zu sehen, Fahrzeugkarosserien und Fahrwerke zu modularisieren und so beispielsweise durch eine Baukastenbauweise verschiedene Fahrzeuge auf derselben Herstellungsplattform zu realisieren.
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Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie ein Gussbauteil bereitzustellen, das einen Mischbau zulässt, also beispielsweise die Verbindung unterschiedlicher Metalle innerhalb des Gussbauteils und welches weiterhin unter Einsatz der klassischen und, häufig etablierten Schweißanlagen, wie Punkt- und/oder MIG-MAG-Schweißen weiter verarbeitet werden kann.
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Darüber hinaus soll ein Gussbauteil und ein Verfahren zur Herstellung eines Karosseriebauteils oder einer ganzen Karosserie bereit gestellt werden, das nicht die zuvor genannten Beschränkungen des eingangs genannten Stand der Technik aufweist, sondern bevorzugt den Mischbau grundsätzlich beliebiger Profilformen und beliebiger Metalle gestattet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils, insbesondere eines Gussknotens der eingangs genannten Art gelöst, bei dem in die Gußform wenigstens ein, insbesondere metallisches Einlegerprofil, insbesondere wenigstens ein Einlegerprofil mit einem offenen Ende eingelegt und beim Gießen eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Einlegerprofil und dem Gußmetall erzeugt wird. Zusätzlich zu einer solchen erfindungsgemäßen, stoffschlüssigen Verbindung kann eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem wenigstens einen Einlegerprofil und dem Gusmetall bestehen.
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Ein Gußknoten, der durch das Gußbauteil bevorzugt ausgebildet werden kann, ist dabei sein solches Bauteil, dass einen Verbindungsknoten zwischen zwei Profilen bildet. Ein solcher bevorzugter Gußknoten hat daher wenigstens zwei Einlegerprofile, bevorzugt drei oder noch mehr, die durch Metallguss miteinander verbunden sind und die mit anderen Profilen verbunden werden können, z. B. solchen aus demselben Metall bzw. derselben Legierung.
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In gleicher Weise wird demnach die Aufgabe gelöst, durch ein Gussbauteil der eingangs genannten Art, bei dem wenigstens ein Einlegerprofil mit einem offenen Ende in dem Gussmetall umgossen ist.
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Es ist somit ein wesentlicher Kerngedanke der Erfindung, zusätzlich zu dem technologisch bedingten Formschluss beim Umgießen von wenigstens einem Einlegerprofil nicht vorrangig auf einen entstehenden Kraftschluss zu bauen, wie er bei der eingangs genannten Veröffentlichung eingesetzt wird, um stabile und dauerhaft belastbare Gussbauteile herzustellen, sondern dass hier vielmehr zur Erzielung einer hohen Stabilität zwischen dem wenigstens einen Einlegerprofil, insbesondere einem Einleger-Blechprofil, und dem Gussmetall erfindungsgemäß zusätzlich ein Stoffschluss entsteht.
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Es lassen sich daher mit dem Verfahren der Erfindung Gussbauteile herstellen, die dauerhaft stärksten Beanspruchungen standhalten und kostengünstig sowie mit hoher Variabilität hergestellt werden können. Besonders vorteilhaft ist es bei der Erfindung, dass Profile mit offenen Enden umgossen werden können.
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Dabei wird unter einem offenen Ende eines Profils verstanden, dass an dem umgossenen Endbereich des Profils alle Flächen dieses Endbereichs durch das Gußmetall umflossen bzw. beim Gießen angeströmt werden können. Ein offenes Profil ist somit im Sinne der Erfindung also nicht nur ein Hohlprofil mit nicht geschlossenem Ende, sondern auch jegliches Profil, das keine Hohlräume am Ende aufweist, oder aber auch Hohlräume, in die das Gußmaterial beim Gießen zumindest teilweise eindringen kann, insbesondere auch wenn dies nicht durch das stirnseitige Ende erfolgt. Ein tiefgezogenes Blechbauteil aus beliebigem Metall ist z. B. ein solches Profit.
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Dabei ist es für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das hierdurch hergestellte Gussbauteil wesentlich, dass das wenigstens eine umgossene Einlegerprofil lediglich teilbereichsweise umgossen ist, dass also ein Gussbauteil bei den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird, bei dem aus dem Gussbereich das wenigstens eine Einlegerprofil mit einem nicht umgossenen Teilbereich aus dem Gußbereich hervorsteht, so dass dieser Bereich eines Einlegerprofils verwendet werden kann, um an diesem Bereich durch klassische und häufig etablierte Verbindungstechniken andere Bauteile, beispielsweise Profile, anschließen zu können, insbesondere Profile aus demselben Metall wie das Einlegerprofil, an dem die Verbindung erfolgen soll. Die verfahren, die hier zum Anschließen verwendet werden können, sind z. B. Standard-Schweißverfahren, wie Punkt-, MAG-, Laserschweißen etc.
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Für ein erfindungsgemäßes Gussbauteil ist es dabei wesentlich, dass zumindest ein Einlegerprofil mit dem erfindungsgemäßen Verfahren umgossen ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung kann es auch vorgesehen sein, dass mehr als ein Einlegerprofil umgossen ist, somit also ein erfindungsgemäßes Gussbauteil einen umgossenen Bereich aufweist, aus dem in wenigstens zwei verschiedenen Richtungen die nicht umgossenen Teilbereiche von Einlegerprofilen herausragen.
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Erfindungsgemäß besteht demnach auch die Möglichkeit, in einem Gussprofil der erfindungsgemäßen Art neben dem gewählten Gussmetall, wie beispielsweise einem Leichtmetall, z. B. Aluminium oder Magnesium, ebenso wie aber auch Stahl, Einlegerprofile aus verschiedenen Metallen und verschiedenen Formen gleichzeitig zum Einsatz zu bringen. Es kann so über das Gussmetall auch ein Materialmix von Einfegerprofilen hergestellt werden, die ansonsten nicht oder nur schwer miteinander verbindbar wären.
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Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, auch alle Einlegerprofile aus demselben Metall auszugestalten.
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Es kann bei allen Ausführungsvarianten vorgesehen sein, dass ein Einlegerprofil aus einem Metall besteht, dass eine höhere oder gleiche Schmelztemperatur hat wie das Gussmetall.
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Grundsätzlich kann es hier beispielsweise vorgesehen sein, dass das Gussmetall gewählt wird aus Aluminium, Magnesium oder Stahl, wobei die Einlegerprofile beispielsweise gewählt werden aus Aluminiumblech, Magnesiumblech oder Stahlblech. Es kann sich bei diesen Blechen der Einlegerprofile um solche Bleche handeln, die an den umgossenen Enden beispielsweise offen ausgebildet sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bedarf anders wie der eingangs zitierte Stand der Technik nicht der Anwendung von Hochdruck, so dass in einem Niederdruckbereich bzw. sogar im drucklosen Bereich bei Umgebungsdruckbedingungen das Vergießen erfolgen kann und hierdurch das Einfließen des Gussmetalls in offene Profilenden verhindert ist oder aber, sofern ein Einfließen in offene Profilenden stattfindet, zumindest irrelevant ist, da das Prinzip des Kraftschlusses im Gegensatz zum Stand der Technik beim vorliegenden Verfahren keine oder nur eine untergeordnete Bedeutung hat und die dauerhafte Stabilität des erfindungsgemäßen Gussbauteils durch den eingangs genannten Stoffschluss, insbesondere zusätzlich zum Form- und/oder Kraftschluß entsteht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sowie ein Gussbauteil, das nach diesen Verfahren hergestellt ist, kann besonders bevorzugt eingesetzt werden, um Gussbauteile bzw. Gussknoten für Kraftfahrzeugkarosserien, insbesondere Karosseriesäulen bzw. um Karosseriebauteile mit diesen herzustellen.
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Beispielsweise kann ein solches Gussbauteil bzw. Gussknoten eingesetzt werden, um eine A-, B- oder C-Säule eines Kraftfahrzeugs auszubilden, wobei der Gussknoten beispielsweise drei oder mehr formverschiedene Einlegerprofile aufweisen kann, die durch das Gussmetall miteinander verbunden sind. Ebenso können anderen Karosseriebauteile oder auch ganze Karosserien aus den Gussbauteilen in Verbindung mit zu verbindenden Profilen hergestellt werden.
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Es besteht so auch ein erfindungsgemäß besonders wesentlicher Vorteil darin, dass zur Herstellung von Gussbauteilen für Fahrzeugkarosserien in einem Herstellungsprozess die Gussbauteile mit wenigstens einem Einlegerprofil, bei den zuvor genannten Säulen beispielsweise mit zwei, drei oder mehr Einlegerprofilen, von immer derselben Form hergestellt werden, wobei jedoch je nach Karosserieart, also beispielsweise klassische Stahlbauweise oder Leichtbauweise, z. B. durch Aluminium oder Magnesium, die Metallart der Einlegerprofile und/oder des Gußmetalls ausgewählt wird.
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So können in gleicher Weise Karosseriebauteile oder ganze Karosserien von immer derselben Form jedoch unterschiedlicher Materialien erstellt werden, ohne dass es einer Änderung im Herstellungsprozess bedarf, wobei je nach Anforderung bei den zu verbindenden Profilen und/oder den Gussbauteilen das gewünschte oder benötigte Metall ausgewählt werden kann.
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Dies hat den besonderen Vorteil, dass in einer Produktionslinie die grundsätzlich selbe Arbeitsplattform verwendet werden kann, unabhängig davon, ob das gerade hergestellte Fahrzeug eines in klassischer Bauweise oder in Leichtbauweise oder in Mischbauweise ist, da zur Definition der Bauart lediglich auf unterschiedliche Gussbauteile mit verschiedenen Einlegerprofilen und/oder Gußmetall, jedoch immer gleicher Form zurückgegriffen wird.
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Es können so erfindungsgemäß KFZ-Karosserien oder deren Bauteile hergestellt werden, die mehrere untereinander verbundene Profile, z. B. aus tiefgezogenen Blechen aufweisen, wobei die Verbindung zwischen zwei oder mehr Profilen durch einen Gussknoten erfolgt, in welchen wenigstens zwei Einlegerprofile durch ein Gußmetall teilbereichsweise umgossen und so miteinander verbunden sind, insbesondere wobei ein Stoffschluß zwischen Gußmetall und Einlegerprofil vorliegt. Die Verbindung zwischen zwei Karosserieprofilen erfolgt somit über die Einlegerprofile und das Gussmetall. Beispielsweise ist die Elementenfolge zwischen zwei Profilen: Profil1-Einlegerprofil-Gussmetall-Einlegerprofil-Profil2. Ein Einlegerprofil und ein Profil sind hierbei durch herkömmliche Verbindungstechniken verbunden, z. B. durch Schweißen.
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Die Einlegerprofile, die erfindungsgemäß beispielsweise auch offene Profilenden und insbesondere im Querschnitt auch nicht rotationssymmetrische Profilenden aufweisen können, können beispielsweise beliebigen, nicht runden Querschnitt haben. Aufgrund der Tatsache, dass das Umgießen drucklos bzw. bei gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik deutlich verringerten Drücken stattfinden kann, besteht keine Gefahr, dass durch Kraftschluss eine Querschnittsform eines Einlegerprofils zerstört wird.
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Um die Stabilität eines hergestellten Gussbauteils nach der Erfindung zusätzlich zu dem erfindungsgemäßen erzielten Stoffschluss noch zu verbessern, kann es auch vorgesehen sein, bei einem Einlegerprofil zumindest an einem zu umgießenden Ende ergänzend auch Einprägungen oder auch Ausnehmungen vor dem Vorgang des Umgießens einzubringen.
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Hierdurch wird der beim Gießvorgang ohnehin entstehende Formschluss noch weiter begünstigt und darüber hinaus die Oberfläche eines Einlegerprofils in dem umgossenen Bereich vergrößert, so dass erfindungsgemäß auch die Bereiche des Stoffschlusses flächenmäßig zunehmen.
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In einer Ausführung kann es vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Einlegerprofil aus einem Metall oder einer Legierung besteht, welches bei der im Gießvorgang vorherrschenden Temperatur des Gußmetalls zumindest im Oberflächenbereich aufschmilzt. So kann bei dieser Ausführung das Gusmetall mit dem zumindest im Oberflächenbereich aufgeschmolzenen Metall des Einlegerprofils eine stoff- und formschlüssige Verbindung eingehen.
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Es kann in einer Ausführung auch vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Einlegerprofil zumindest in seinem zu umgießenden Endbereich mit einer Oberflächenbeschichtung, insbesondere einer Legierungsbeschichtung versehen ist 1 versehen wird, wobei die Oberflächenbeschichtung eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Einlegerprofil und dem Gußmetall bewirkt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, als eine Beschichtung, welche den Stoffschluss zwischen dem Gussmetall und dem Metall des Einlegerprofils bewirkt, eine Siliziumlegierungsschicht oder eine Aluminium-Silizium-Schicht verwendet wird. Bei Einsatz einer solchen Schicht, die auf das Einlegerprofil vor dem Umgießen aufgetragen werden kann, beispielsweise bereits im Herstellungsprozess des Blechs des Einlegerprofils im Walzwerk oder des später geformten Einlegerprofils, kann erfindungsgemäß bewirkt werden, dass das Metall, welches zum Gießen verwendet wird, in diese Oberflächenbeschichtung eindiffundiert und hierdurch der Stoffschluss entsteht.
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So kann eine intermetallische Phase im Übergangsbereich zwischen dem Gussmetall und dem Metall des Einlegerprofils entstehen, die in besonders bevorzugter Ausgestaltung duktile Eigenschaften aufweist. Gegebenenfalls kann die Duktilität einer solchen entstehenden Phase durch speziell ausgewählte Beschichtungs-Legierungen begünstigt werden.
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In einer möglichen Ausführungsform kann es beispielsweise vorgesehen sein, ein Einlegerprofil aus Stahlblech mit einer solchen Siliziumlegierungsschicht oder AlSi-Schicht zu versehen und durch Aluminium als Gussmetall teilbereichsweise zu umgießen. Beispielsweise können so für den klassischen Stahlkarosseriebau Gussbauteile für die Fertigung von Karosseriesäulen hergestellt werden, die beispielsweise drei Einlegerprofile unterschiedlicher Formgestaltung aus Stahlblech aufweisen, die gemeinsam in einem Gussprozess durch Aluminiummetall miteinander vergossen und stoffschlüssig verbunden werden.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann es auch vorgesehen sein, als eine Beschichtung eines Einlegerprofils, beispielsweise eines Einlegerblechprofils, z. B. aus Stahl, eine Zn- oder ZnNi-Schicht einzusetzen, die beim Gießen des Gussmetalls, z. B. Al, eine Lötverbindung zum Einlegerprofil entstehen lässt bzw. begünstigt. Hier wirkt diese Art der Schicht insbesondere benetzungsfördernd gegenüber dem Gusmetall, was den Stoffschluss bewirkt.
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In einer anderen Ausgestaltung kann es auch vorgesehen sein, dass das Einlegerprofil eine Beschichtung mit demselben Metall aufweist, aus dem das Gussmetall besteht oder welches das Gussmetall zumindest aufweist, wobei beim Umgießen, insbesondere durch Aufschmelzung, eine Verbindung zwischen zwei gleichen Metallen erfolgt.
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Folgende Schichtmaterialien bzw. Legierungen können beispielweise zum Einsatz kommen: Zn, ZnFe, ZnAl, ZnNi.
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Die Schichtdicken aller möglichen Schichten können z. B. im Bereich von 2 bis 20 Mikrometern liegen, beispielsweise bei einer elektrolytischen Beschichtung. Durch den Prozeß der Feuerverzinkung können auch größere Zn-basierte Schichtdicken erzielt werden, z. B. bis 120 Mikrometern.
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In einer Ausführungsform kann es demnach vorgesehen sein, als Gussmetall ein Leichtmetall beispielsweise Aluminium einzusetzen und als Einlegerprofil ein Stahlblech, wobei dieses Stahlblech jedoch mit einer Schicht des Leichtmetalls, z. B. Aluminiumschicht versehen ist, beispielsweise durch elektrolytische Beschichtung, Feuerbeschichtung, Tauchbeschichtung oder Aufdampfen. Im Gießprozess mit dem geschmolzenen Gußmetall, z. B. Aluminiummetall erfolgt demnach ein zumindest teilbereichsweises Aufschmelzen der Leichtmetalloberflächenbeschichtung, z. B. der Aluminiumoberflächenbeschichtung des Stahleinlegerprofils, so dass dies einen Stoffschluss bewirkt.
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Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, für das Gussmetall und das Metall des Einlegerprofils gleiche Metalle zu verwenden, also beispielsweise ein Aluminiumeinlegerprofil mit Aluminiumgussmetall zu umgießen. In einem solchen Fall bedarf es keiner besonderen Beschichtung, es kann jedoch hier zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass an einem Gussbauteil der erfindungsgemäßen Bauart nicht nur ein Einlegerprofil aus demselben Metall wie das Gussmetall angeordnet ist, sondern wenigstens ein weiteres Einlegerprofil aus einem anderen Metall, welches erfindungsgemäß stoffschlüssig in das Gussmetall eingebunden ist.
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Insbesondere auf diese Art und Weise besteht auch die Möglichkeit, innerhalb einer Kraftfahrzeugkarosserie teilbereichsweise im weiteren Karosseriebau Leichtmetalle, wie Magnesium oder Aluminium zu verwenden und in anderen Bereichen nach klassischer Bauweise zu fertigen, beispielsweise durch Stahlprofile. Es kann so auch innerhalb einer Karosserie ein Materialwechsel stattfinden, z. B. dadurch, dass zwei Profile aus verschiedenen Metallen mittels eines Gußknotens verbunden werden, bzw. verbunden sind, in dem Einlegerprofile aus diesem beiden verschiedenen Metallen eingegossen sind. Ein Gußknoten der erfindungsgemäßen Art fungiert hierbei demnach als Materialadapter.
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Ein Gussbauteil bzw. das Verfahren gemäß der vorbeschriebenen Erfindung erleichtert demnach maßgeblich den sogenannten Mischbau bei der Kraftfahrzeugfertigung durch die Möglichkeit, die verschiedensten Einlegerprofile wahlweise miteinander in einem Gussbauteil der erfindungsgemäßen Art zu kombinieren bzw. in einem Gussbauteil wahlweise je nach Anforderung die Metallart der zu verwendenden Einlegerprofile oder auch des Gussmetalls auszuwählen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
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Die 1 zeigt ein Gussbauteil der erfindungsgemäßen Art als sogenannten Gußknoten, bei dem in diesem Beispiel der Gussknoten für eine Kraftfahrzeug-A-Säule dargestellt ist.
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Das Gussbauteil hat hier insgesamt drei Einlegerprofile 1a, 1b und 1c, die beispielsweise aus Stahlblech oder alternativ auch aus Aluminium oder sogar aus verschiedenen Metallen gefertigt sein können.
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Hier besteht demnach die Möglichkeit, alle Einlegerprofile 1a, b und c gleichzeitig nur aus Stahl auszufertigen oder gleichzeitig nur aus Aluminium oder aber auch die Möglichkeit, teilweise die Einlegerprofile aus Stahl und aus Aluminium etc. zu fertigen, so dass ein Gussbauteil, insbesondere Gussknoten der erfindungsgemäßen Art demnach Einlegerprofile aus verschiedenen Metallen gleichzeitig aufweisen kann. Die Einlegerprofile 1a, 1b und 1c weisen insbesondere dann, wenn sie zum Metall des Gussmetalls verschieden sind, eine Oberflächenbeschichtung auf, die einen Stoffschluss zwischen Gussmetall und dem Metall des Einlegerprofils begünstigen bzw. bewirken.
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Hier ist die Ausführung so, dass die Einlegerprofile 1a, b und c mit ihren jeweils aufeinander zuweisenden Enden durch Aluminiumguss 2 umgossen sind, wobei erfindungsgemäß der Stoffschluss insbesondere zusätzlich zum Formschluß und/oder Kraftschluss entsteht und somit ein stabiles, dauerhaft einsetzbares Bauteil für den Karosseriebau.
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Die 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Gussbauteil gemäß der 1, bei welchem bei fortschreitender Fertigung, z. B. einer Kraftfahrzeugkarosserie, an die aus dem Gussbereich 2 herausragenden Enden der Einlegerprofile 1a, b und c weitere Bauteile 3a, b und c jeweils befestigt sind, beispielsweise durch klassische Schweißtechniken, wie Punktschweißen, MIG- oder MAG-Schweißen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. Gussbauteil begünstigt hier besonders Übergänge innerhalb eines Kraftfahrzeugs bzw. einer Karosserie eines solchen zwischen verschiedenen Metallarten. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, einen Dachaufbau in Leichtmetallbauweise herzustellen, dadurch, dass das Einlegerprofil 1a z. B. aus Aluminium gefertigt ist, so dass ein weiterer Holm 3a aus Aluminiumblech mit diesem problemlos schweißtechnisch verbunden werden kann.
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Hingegen können hier beispielsweise die weiteren Bauteile 3c und 3b aus Stahlblech gefertigt sein und an Einlegern 1b und 1c aus Stahl ebenso schweißtechnisch verbunden sein.
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Vor dem Hintergrund der Probleme bei einer Schweißverbindung zwischen Stahl und Aluminium zeigt sich demnach, dass durch eine Gussverbindung, insbesondere der erfindungsgemäßen stoffschlüssigen Art derartige Metallübergänge problemlos hergestellt werden können, da bei den jeweiligen Schweißübergängen, die im Karosseriebau benötigt werden, diese Übergänge zwischen gleichen Metallen gefertigt werden können, hingegen der Metallwechsel innerhalb des erfindungsgemäßen Gussbauteils beim bevorzugt stoffschlüssigen Umgießen verschiedener Metallarten der Einlegerprofile entsteht.
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Ersichtlich ist es auch so, dass im Herstellungsprozess eines Kraftfahrzeugs mit z. B. Gussbauteilen gemäß der 1a, diese Bauteile immer formgleich hergestellt werden können, jedoch mit unterschiedlichen Metallen der Einlegerprofile und/oder des Gussmetalls.
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Es können demnach im Produktionsprozess verschiedenartige Gussbauteile grundsätzlich gleicher Form vorgehalten werden, um Karosserien einerseits in klassischer Stahlbauweise und andererseits in moderner Leichtbauweise oder aber auch im Mischbau herstellen zu können, wofür es weder eines Plattformwechsels noch eines Wechsels der Schweißanlagen bedarf.
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Die 3 zeigt exemplarisch einen Ausschnitt aus einer KFZ-Karosserie, somit also ein Karosseriebauteil wobei hier zwei Profile 3a, 3b des Karosseriebauteils, die z. B. als Blechtiefziehteil gefertigt sind nicht unmittelbar miteinander verbunden sind, sondern mittelbar über einen Gussknoten, bzw. ein Gussbauteil. Das Profil 3a kann z. B. aus einem ersten Metall gefertigt sein, welches dem Metall des Einlegerprofils 1a entspricht, z. B. Al oder Stahl, an dem das Profil 3a befestigt ist. Das Profil 3b kann aus einem zweiten anderen Metall bestehen, ebenso wie das Einlegerprofil 1b, z. B. Stahl oder Al, an dem dieses befestigt ist. Es kann somit zwischen den Profilen 3a, 3b ein Metallwechsel stattfinden von Stahl zu Aluminium oder umgekehrt oder auch zwischen anderen verschiedenen Metallen. Hier erfolgt die Verbindung der Einlegerprofile 1a und 1b wiederum über das Gussmetall 2.
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Natürlich können die Profite 3a und 3b aus demselben Metall, z. B. Stahl oder Aluminium bestehen. So kann eine Karosseriebauteil im oben beschriebenen Fall z. B. verschiedene Metalle umfassen, z. B. Leichtbau im Dachbereich und Stahlbau im Bodenbereich oder eine Karosserie oder ein Karosseriebauteil kann komplett aus Leichtmetall (z. B. Al oder Mg) oder komplett aus Stahl gefertigt sein, jeweils unter Einsatz formgleicher Gußknoten, jedoch wahlweise mit Leichtmetall-Einlegerprofilen oder Stahleinlegerprofilen.
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Je nach Anforderung können die zu verbindenden Profile mit den Gussbauteilen eines aus mehreren zur Verfügung stehenden Sätzen von Gussbauteilen verbunden werden. Dies hat den Vorteil, dass die Fertigung immer identisch bleibt und somit auch die Produktionswege innerhalb einer Fertigung gleich bleiben können. Es werden lediglich je nach Anforderung (Materialart/Metallart) unterschiedliche Profile und Gussbauteile ausgewählt, die jedoch bei jedem herzustellenden Karosseriebauteil jeweils formgleich sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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