DE202008001900U1

DE202008001900U1 - Blechbauteil

Info

Publication number: DE202008001900U1
Application number: DE200820001900
Authority: DE
Original assignee: Acument GmbH and Co OHG
Current assignee: Automobiltechnik Duerbheim Eine Betriebsstaett De; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2018-02-13

Abstract

Blechbauteil (10; 110) zur optimalen Einleitung von Kräften und Momenten von Anschraubpunkten (12, 14) in eine größere Blechkonstruktion, beispielsweise eine Karosserie über eine Grundplatte (16; 116) mit einem aufgebogenen Rand (18; 118), dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (18; 118) des Blechteils (10; 110) nahezu rechtwinklig in die Grundplatte (16; 116) übergeht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blechbauteil zur optimalen Einleitung von Kräften und Momenten von Anschraubpunkten in eine größere Blechkonstruktion, beispielsweise eine Karosserie eines Kraftfahrzeuges über eine Grundplatte mit aufgebogenen Rändern. Solche Blechbauteile finden beispielsweise Verwendung zur Befestigung von Türscharnieren an einer Kraftfahrzeugkarosserie. Sie werden dabei an der Rückseite derjenigen Blechteile der Kraftfahrzeugkarosserie verschraubt, an deren Vorderseite das entsprechende Türscharnier angebracht ist. Vorzugsweise sind die Blechteile zu diesem Zweck an den jeweiligen Anschraubpunkten mit Innengewinden versehen, in denen die Schrauben, die zur Befestigung der Türscharniere dienen, eingeschraubt werden. Sinn dieser Blechbauteile ist eine möglichst gleichmäßige Verteilung von Kräften und Momenten, die von der Tür über das Türscharnier auf die Karosserie übertragen werden müssen. Entsprechende Blechbauteile werden auch als „Scharnierplatten" bezeichnet.
Ganz allgemein stellt sich hier das Problem, dass solche flachen Blechbauteile mit einem Rand normalerweise eine in Querschnitt gewölbte „wannenförmige" Gestalt aufweisen. Der „Boden" einer solchen „Wanne" ist dabei auf die Blechkonstruktion hingewölbt. Wenn nun mittels solcher Blechteile Kräfte oder Momente auf das größere Blechgebilde, also beispielsweise die KFZ-Karosserie, übergeleitet werden sollen, sind dadurch nur geringe Auflageflächen verfügbar, in denen das Blechbauteil beziehungsweise die Scharnierplatte tangential auf dem Karosserieblech aufliegt. Dies kann zu Problemen führen, wenn an einzelnen Stellen, an denen relativ wenig Platz zur Verfügung steht, große Kräfte in das Blechbauteil, also beispielsweise die KFZ-Karosserie übergeleitet werden müssen. Dies ist insbesondere der Fall beim Anbringen von Türscharnieren an einer Kraftfahrzeugkarosserie. Um hier die Kraftüberleitung zu verbessern, wurden bereits solche Tür scharnierplatten verwendet. Diese waren jedoch einerseits recht schwer und nutzten andererseits die zur Kraftübertragung zur Verfügung stehende Blechfläche auf dem Karosserieblech nicht optimal zur Kraftübertragung aus.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein solches flaches Blechbauteil dergestalt weiterzubilden, dass es einerseits leichter ist, und andererseits bei gleich großem verfügbaren Bauraum eine größere Kraftübertragungsfläche zur Verfügung stellt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Ränder des Blechteils so nachbearbeitet werden, dass sie nahezu rechtwinklig in die Grundplatte des Blechteils übergehen. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die bisherige „wannenförmige" Form der Scharnierplatten durch ein seitliches Stauchen der Blechteile in eine nahezu rechtwinklige, eckige Form umgewandelt wird. Bei diesem Stauchvorgang verbessert sich zusätzlich die Festigkeit des Randbereiches durch eine Kaltverfestigung des Randes beim Stauchen. Schon dies erlaubt eine Gewichtsreduzierung, indem beispielsweise statt einem 3 mm Blech für eine solche Scharnierplatte nur noch ein 2,5 mm Blech benötigt wird. Alternativ kann eine preisgünstigere Materialqualität eingesetzt werden, die geringere Grundfestigkeit aufweist.
Besonders bevorzugt ist es dabei zur weiteren Verbesserung der Kraftübertragung von dem erfindungsgemäßen Blechbauteil auf das Karosserieblech, wenn die dem Karosserieblech zugewandte Fläche des Blechteils im unbelasteten Zustand vom Karosserieblech weg gewölbt ausgebildet ist. Diese im unbelasteten Zustand konkave Wölbung des Blechteils führt dazu, dass nach dem Verschrauben durch die Vorspannkräfte eine plane Auflage des Bauteils auf dem Karosserieblech erzwungen wird, was zu einer erheblich besseren Kraftverteilung führt.
Zur weiteren Gewichtsverringerung ist es besonders bevorzugt, entsprechende Ausstanzungen im Mittelbereich des Blechteils vorzusehen.
Zur weiteren Gewichtseinsparung ist es vorzugsweise möglich, den Mittelteil des Blechteils zu verschmälern, sodass das Teil nicht mehr die Form eines Rechtecks mit Halbkreisbögen an jedem Ende aufweist, sondern eine Form, die eher einem „Knochen" entspricht.
Weitere Gewichtsreduzierung durch Verringerung der Blechdicke ist möglich, wenn die Festigkeit im Tuben-Flanschbereich durch Aufdickung im Tubenflansch wieder hergestellt wird.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:
1 ein erstes erfindungsgemäßes Blechbauteil, welches als Scharnierplatte dienen kann, in dreidimensional-räumlicher Darstellung;
2 das Bauteil der 1 von oben, das heißt mit Blickrichtung auf das Karosserieblech gesehen;
3 den Schnitt A-A der 2;
4 den Schnitt B-B der 2; und
5 ein weiteres erfindungsgemäßes Blechbauteil, welches ebenfalls als Scharnierplatte dienen kann und die besonders zur Gewichtseinsparung bevorzugte „Knochenform" aufweist.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Blechbauteil 10 zur optimalen Einleitung von Kräften und Momenten von zwei Anschraubpunkten 12, 14 in eine größere Blechkonstruktion, beispielsweise eine KFZ-Karosserie (die hier nicht dargestellt ist), über eine Grundplatte 16 mit einem umlaufenden aufgebogenen Rand 18. Die Anschraubpunkte 12, 14 sind dabei als verstärkte Durchzüge in dem Blechbauteil 10 ausgebildet und jeweils mit einem Innengewinde versehen. Bei der Montage wird die dargestellte Scharnierplatte 10 an der Rückseite eines Karosseriebleches verschraubt, wenn an der Vorderseite ein Türscharnier angeschraubt wird. Zu diesem Zweck werden entsprechende Schrauben durch das Türscharnier und das Karos serieblech in die Anschraubpunkte 12, 14 eingeschraubt. Das erfindungsgemäße Bauteil 10 dient dann dazu, die sehr starken, von den Türscharnieren ausgehenden Kräfte und Momente möglichst gleichmäßig verteilt in das Karosserieblech einzuleiten, um eine Verformung des Bleches durch punktförmige Überlastung in der Nähe der Anschraubpunkte zu vermeiden.
Um dieser technischen Aufgabe optimal gerecht zu werden, sollte die Grundplatte 16 des erfindungsgemäßen Bauteils 10 im verschraubten Zustand vollständig plan sein. Um diese Eigenschaft im verschraubten Zustand optimal zu erreichen, ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn die Grundplatte 16 vor der Montage auf der zur Anlage mit der größeren Blechkonstruktion vorgesehen Seite 20 konkav, also von dieser Seite weg gewölbt, ausgebildet ist. Diese Wölbung wird in 4 besonders deutlich dargestellt.
Zur Verringerung des Gewichtes weist die Grundplatte 16 mittig vier nebeneinander angeordnete rechteckige Ausstanzungen 22 auf. Zur weiteren Verstärkung ist die Grundplatte 16 mit einer längs durchlaufenden, die Anschraubpunkte 12, 14 verbindenden, in Richtung des Randes 18 gewölbten Sicke 24 versehen. Die Sicke 24 kann jedoch, wie hier dargestellt, im Bereich der Durchbrechungen 22 unterbrochen sein.
In den Schnittdarstellungen der 3 und 4 wird besonders deutlich, dass erfindungsgemäß der Rand praktisch rechtwinklig in die Grundplatte 16 übergeht. Solche rechtwinkligen Biegungen entstehen normalerweise bei den üblichen Blechumformverfahren nicht. Deshalb wird hier zusätzlich eine seitliche Stauchung während des Blechumformprozesses vorgenommen. Durch diese entsteht diese nahezu rechtwinklige Kante, gleichzeitig verbessert sich bei diesem Stauchvorgang zusätzlich die Festigkeit des Randbereiches durch eine Kaltverfestigung des Randes. Die konkave Wölbung der Grundplatte 16 wird durch einen zusätzlichen Pressschritt mit einem geeigneten, gewölbten Stempel erzielt.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, nämlich eine Scharnierplatte 110. Auch diese Scharnierplatte 110 weist zwei identische Anschraubpunkte 12, 14 auf, die als verstärkte Durchzüge mit einem Innengewinde ausgebildet sind. Diese Ausführungsform ist hinsichtlich des Gewichtes weiter optimiert, die Grundplatte 116 weist daher im Bereich zwischen den Anschraubpunkten 12, 14 eine verringerte Breite auf, sodass die Grundplatte 116 nicht mehr die Form eines Rechteckes mit Halbkreisbögen an jedem Ende wie die Grundplatte 16 der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform aufweist, sondern eine Form, die eher einem „Knochen" entspricht. Der Rand 118 ist hier ebenfalls durch seitliche Stauchung nahezu rechtwinklig aufgebogen und folgt dem knochenförmigen Verlauf der Außenkante der Grundplatte 116.
Zur weiteren Gewichtseinsparung sind hier die beiden mittleren Durchbrechungen, die in der Ausführungsform gemäß 1 bis 4 mit 22 bezeichnet sind, zu einer einzigen wesentlich größeren Durchbrechung 122 verschmolzen, sodass hier weiteres Material eingespart wird. Auch hier ist die längs durchlaufende, die Anschraubpunkte 12, 14 verbindende und in Richtung des Randes 118 gewölbte Sicke 24 vorgesehen, die jedoch auch hier im Bereich der Durchbrechungen 22, 122 unterbrochen ist. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Grundplatte 116 im unverschraubten, also unbelasteten Zustand in Richtung des Randes 118, also von der Seite, mit der die Scharnierplatte 110 im montierten Zustand das Karosserieblech berührt, weg gewölbt.
Die bisher für solche Zwecke hergestellten Blechteile hatten stets eine „wannenförmige" Querschnittsgeometrie, also eine Wölbung zu dem Karosserieblech hin/konvexe Wölbung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird erstmals eine vollständig plane oder sogar konkave Wölbung entsprechender Blechbauteile gelehrt. Dabei entsteht überraschenderweise der zusätzliche Vorteil der Kaltverfestigung des Randes durch das seitliche Stauchen. Schon dies erlaubt die Verwendung dünnerer Bleche oder die Übertragung größerer Kräfte. Weitere Verbesserungen können durch die konkave Wölbung des Blechteils gegenüber dem Karosserieblech und durch eine schmalere Gestaltung des Mittelteils des erfindungsgemäßen Blechbauteils erzielt werden, insbesondere im Hinblick auf die mögliche Gewichtseinsparung.

Claims

Blechbauteil (10; 110) zur optimalen Einleitung von Kräften und Momenten von Anschraubpunkten (12, 14) in eine größere Blechkonstruktion, beispielsweise eine Karosserie über eine Grundplatte (16; 116) mit einem aufgebogenen Rand (18; 118), dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (18; 118) des Blechteils (10; 110) nahezu rechtwinklig in die Grundplatte (16; 116) übergeht.
Blechbauteil (10; 110) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (16; 116) vollständig plan ist.
Blechbauteil (10; 110) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (16; 116) vor der Montage auf der zur Anlage mit der größeren Blechkonstruktion vorgesehenen Seite konkav gewölbt ist.
Blechbauteil (10; 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Randes (18; 118) durch seitliches Stauchen während des Blechumformprozesses hergestellt ist.
Blechbauteil (10; 110) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Wölbung durch einen Pressschritt mit einem geeigneten, gewölbten Stempel hergestellt ist.
Blechbauteil (10; 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (16; 116) in ihrem Mittelbereich Durchbrechungen (22, 122) aufweist.
Blechbauteil (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Grundplatte (116) zwischen den Anschraubpunkten (12, 14) vermindert ist.
Blechbauteil (10; 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (16; 116) mit einer längs durchlaufenden, die Anschraubpunkte (12, 14) verbindenden, in Richtung des Randes (18; 118) gewölbten Sicke (24) versehen ist.