DE3906294C2 - Bauteilgruppe für Aufbauten von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bauteilgruppe für Aufbauten von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, Kraftfahrzeugkarosserieteile zur Erzie­ lung eines guten Korrosionsschutzes aus verzinkten Stahlblechen zu fertigen. Derartige Karosserieteile können zu sogenannten verzinkten Karosserien zusammen­ gefügt werden (DE-Zeitschrift ATZ 89, 1987, Nr. 1, Seiten 37 bis 46). Es ist ferner bekannt, Kraftfahrzeugaufbaubauteile aus Stahl zu fertigen, die nicht verzinkt sind, und eine aus mehreren derartigen Bauteilen zusammengefügte Bauteilgruppe, beispielsweise einen Karosserietragrahmen eines Personenkraftwagens, als Einheit in ein Zinkbad zu tauchen, um eine Bad-Feuerverzinkung zu erhalten (DE-Zeitschrift ATZ 89, 1987, Nr. 1, Seite 37). Die bei einem derartigen Schmelztauchverfahren aufgebrachte metal­ lische Beschichtung dient ebenfalls dem Korrosions­ schutz. Darüber hinaus wird durch sie die Steifigkeit und Festigkeit der Bauteilgruppe erhöht und deren Schwingungsverhalten günstig beeinflußt. Die Steifig­ keits- und Festigkeitserhöhung und die Beeinflusssung des Schwingungsverhaltens ergeben sich infolge eines Lötvorganges an Verbindungsstellen, an denen sich Bauteile überlappen und das Zink, das in flüssigem Zustand in spaltartige Hohlräume zwischen den einander zugewandten Anlageflächen der Bauteile eindringt und diese Hohlräume ausfüllt, die Bauteile zusätzlich miteinander verbindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Bau­ teilgruppe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch das Bad-Feuerverzinken eine besonders große Steifigkeits- und Festigkeitserhöhung zu erzielen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Durch sie wird erreicht, daß aneinander anliegende Bauteile zumindest an einem Teil des Randes des flächigen Anlagebereichs eine Stufe bilden. An dieser Stufe kann sich während des Feuerverzinkens eine Lötnaht ausbilden. Dies hat zur Folge, daß nicht nur eine Stoffverbindung, sondern gleichzeitig mit einfachen Mitteln eine formschlüssige Verbindung geschaffen wird. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt sich auch dann eine gute Lötverbindung der Bauteile miteinander, wenn die Spalt­ breite zwischen den Bauteilen nicht den für die Lötverbin­ dung bestmöglichen Wert aufweist, was beispielsweise durch Fertigungstoleranzen hervorgerufen sein kann, oder das flüssige Zink den Spalt zwischen den Bauteilen nicht über die gesamte Anlagefläche hinweg ausfüllt, was beispiels­ weise bei großen Anlageflächen der Fall sein kann.

Es ist zwar aus der DE-OS 16 30 273 bekannt, daß bei einem Hohlträger, insbesondere für Fahrgestelle und Karosserien von Kraftwagen, der aus zwei Halbschalen mit seitlichen Flanschen und einer zwischen diesen angeordneten Zwischen­ wand zusammengesetzt ist, die eine der beiden Halbschalen schmaler und die andere der beiden Halbschalen breiter als die Zwischenwand ausgebildet ist, so daß an den beiden Trä­ gerlängsseiten jeweils ein Überlapp- oder Parallelstoß mit Stufengestaltung gebildet ist, und die Zwischenwand mit den Halbschalen z. B. durch Schweißen unlösbar verbunden ist, wobei in den Stufen jeweils eine Kehlnaht vorgesehen ist. Bei diesem bekannten Hohlträger ist jedoch nicht vorgese­ hen, daß er im Schmelztauchverfahren feuerverzinkt wird.

Die Unteransprüche 2 bis 4 beinhalten vorteilhafte Ausge­ staltungen der Erfindung.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Kastenträger in Seitenansicht,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 eine Einzelheit der Fig. 2 in noch größerem Maß­ stab,

Fig. 4 eine andere Einzelheit der Fig. 2 ebenfalls in noch größerem Maßstab,

Fig. 5 eine einzelne Bauteilverbindung,

Fig. 6 eine andere einzelne Bauteilverbindung,

Fig. 7 einen Teil einer Bauteilgruppe und

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7 in größerem Maßstab.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 ist ein eine Bauteilgruppe bildender Kastenträger 1 eines Aufbaus eines Personenkraftwagens aus mehreren Bauteilen zusammengebaut, die beispielsweise durch Punktschweißung oder durch Nieten oder Schrauben unter Freilassung schmaler Spalte zwischen den einander zugewandten Anlageflächen fest miteinander verbunden sind.

Der Kastenträger 1 weist zwei sich im wesentlichen in senkrechter Richtung erstreckende und mit erheblichem Abstand voneinander angeordnete Stege 2, 3 aus Stahl­ blech auf. Der Steg 2 ist an seinem oberen Ende abge­ winkelt, so daß ein Flansch 4 gebildet ist, der sich im wesentlichen in waagerechter Richtung bis zu dem Steg 3 erstreckt. An dem freien Ende des Flansches 4 ist dieser nach oben abgewinkelt und bildet einen von dem Flansch 4 aus nach oben ragenden Stegteil 5, der an dem Steg 3 anliegt, der in seinem oberen Teil eben ausgebildet ist. Das obere Ende des Stegs 3 ragt über das obere Ende des Stegteils 5 hinaus, so daß von der dem Steg 2 zugewand­ ten Seite des Stegs 3 und der nach oben weisenden Stirnseite des Stegteils 5 eine deutliche Stufe gebildet ist. Eine weitere Stufe ist von der dem Steg 2 zugewand­ ten Seite des Stegs 3 und dem unteren Teil des Stegteils 5 gebildet, der an dieser Stelle in den Flansch 4 übergeht.

An dem unteren Ende ist der Steg 2 ebenfalls abgewinkelt und weist mit einem im wesentlichen waagerecht ausge­ richteten Flanschteil 6 von dem Steg 3 weg. Dieser ist an seinem unteren Ende mehrfach abgewinkelt und weist zunächst auf den Steg 2 zu, sodann mit Abstand von dem Steg 2 nach unten und schließlich mit einem Flanschteil 7 im wesentlichen in waagerechter Richtung von dem Steg 2 weg. Die unteren Seiten der Flanschteile 6, 7 sind miteinander fluchtend ausgerichtet. An ihnen liegt ein ebenes Flanschblech 8 aus Stahl an. Dieses ist derart breit ausgebildet, daß es seitlich über die seitlichen Außenränder der Flanschteile 6, 7 hinausragt. An diesen Rändern ist demgemäß von der Oberseite des Flanschblechs 8 und den nach außen weisenden Stirnflächen der Flanschteile 6, 7 jeweils eine deutliche Stufe gebildet. Weitere Stufen sind von dem Flanschblech 8 und den einander zugewandten Innenseiten der Flanschteile 6, 7 gebildet, die an diesen Stellen in nach oben ragende Stegteile übergehen.

Etwa auf halber Höhe des Kastenträgers 1 sind die Stege 2, 3 an drei mit Abstand voneinander angeordneten Stellen jeweils topfartig auf den jeweils anderen Steg zu verformt ausgebildet. In der Mitte der topfartigen Verformungen weisen die Stege 2, 3 jeweils eine Aus­ nehmung auf. Die Ausnehmung in dem Steg 2 ist größer als die in dem Steg 3, an dem der die Ausnehmung um­ schließende Rand von dem Steg 2 weg umgebördelt ist. Mit den einander zugewandten Seiten liegen die Stege 2, 3 längs eines etwa kreisringförmigen bzw. die Form eines Langlochs aufweisenden ringförmigen Bereichs aneinander an. Auch an diesen Anlagebereichen sind Stufen gebildet. Die radial innere Stufe ist von der dem Steg 2 zuge­ wandten Seite des Stegs 3 und der nach innen weisenden, die Ausnehmung umschließenden Stirnseite des Stegs 2 gebildet. Die radial äußere Stufe ist von der dem Steg 2 zugewandten Seite des Stegs 3 und der Außenseite der topfartigen Verformung gebildet.

An der von dem Steg 2 abgewandten Seite des Stegs 3 ist an diesem in seinem oberen Bereich ein Trägerteil 9 aus Stahlblech befestigt. Dessen oberer Rand wird von dem oberen Teil des Stegs 3 nach oben hin überragt, so daß eine Stufe ausgebildet ist. Eine weitere Stufe ist an dem unteren Rand des Trägerteils 9 von dessen nach unten weisender Stirnseite und der von dem Steg 2 weg weisen­ den senkrechten Außenseite des Stegs 3 gebildet. Weitere Stufen sind an der von dem Steg 2 weg weisenden Außen­ seite des Stegs 3 und der Innenseite des Trägerteils 9 gebildet, das etwa trogförmig ausgebildet ist und gemeinsam mit dem Steg 3 einen Hohlraum einschließt.

Die Darstellung nach Fig. 3 zeigt in größerem Maßstab, daß an der Stelle, an der der Stegteil 5 und der Trä­ gerteil 9 mit dem oberen Teil des Stegs 3 fest verbunden sind, die Bauteile mit Anlageflächen aneinander anliegen und an den Rändern der Anlagebereiche von den Bauteilen jeweils eine Stufe gebildet ist. Eine entsprechende Ausbildung ist in Fig. 4 dargestellt, die einen Anla­ gebereich der beiden topfartigen Verformungen der Stege 2, 3 zeigt.

Nach dem Zusammenbau des Kastenträgers 1, bei dem die den Kastenträger 1 bildenden Bauteile fest miteinander verbunden werden, wird der Kastenträger 1 als Einheit nach einer entsprechenden, einer Aufbereitung der Werkstückoberfläche dienenden Vorbehandlung gegebenen­ falls gemeinsam mit weiteren Bauteilen, mit denen er eine größere Bauteilgruppe bildet, in eine Zinkschmelze getaucht. Das flüssige Zink benetzt die Oberfläche der Bauteile. Auf diesen bildet sich für den Korrosions­ schutz eine Zinkschicht ausreichender Dicke aus. Das flüssige Zink dringt auch in die Spalte zwischen den Flächen der Bauteile, mit denen diese aneinander an­ liegen, und führt als schmelzflüssiges Lot zu einem Verlöten der Bauteile miteinander. An den Stellen, an denen aneinandergrenzende Bauteile eine Stufe bilden, lagert sich Zink ähnlich einer Schweißraupe ab und bildet eine Lötnaht. Eine derartige Kehlnaht kann als Flachnaht, Wölbnaht oder Hohlnaht ausgebildet sein. Diese Zinkanlagerung in dem Stufengrund bewirkt eine zusätzliche Verstärkung der Verbindung der Bauteile. Diese zusätzliche Verstärkung geht über das Maß hinaus, das durch das Bad-Feuerverzinken bei bündiger Ausbildung der Bauteile zu erzielen ist. Bei dem Kastenträger 1 sind an den Verbindungsstellen jeweils zwei gegensinnig gerichtete Stufen ausgebildet. Dies ergibt eine rich­ tungsunabhängige Abstützung für Scherbeanspruchungen in Richtung der Anlagefläche.

Bei Bauteilen, bei denen eine Scherbeanspruchung nur in einer Richtung zu erwarten ist, kann eine Stufenaus­ bildung an einem Rand der Anlagefläche ausreichen. An dem anderen Rand kann eine bündige Anordnung der Bau­ teile vorgesehen sein. Eine derartige Anordnung zeigt Fig. 5.

Falls Scherbeanspruchungen nur in einer Richtung zu erwarten sind, kann es zweckmäßig sein, Stufenausbil­ dungen an beiden Rändern der Anlagefläche vorzusehen, die eine Zinkablagerung gestatten, durch welche die Belastung an beiden Stufen aufgenommen wird. Eine derartige Ausbildung zeigt Fig. 6.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 weist eine Bauteilgruppe 10 aus Stahlblech einen Träger 11 auf, der aus zwei Trägerteilen 12, 13 zusammengebaut ist. Die beiden Trägerteile 12, 13 liegen mit einer mittigen Anlagefläche unter Freihaltung eines Spaltes geringer Breite für das Tauchlöten aneinander an. In dem Steg des Trägerteils 13 sind über die Länge des Trägers 11 verteilt mehrere in etwa rechteckförmige Ausnehmungen 14 vorhanden. Deren Ränder bilden gemeinsam mit der dem Trägerteil 13 zugewandten Seite des Trägerteils 12 umlaufende Stufen. In dem oberen und unteren Bereich des Trägers 11 sind an den oberen und unteren Rändern der Anlageflächen der Trägerteile 12, 13 über die Länge des Trägers 11 durchlaufend Stufen gebildet, die sich ergeben, weil die Anlagefläche des Trägerteils 13 eine geringere Erstreckung in Höhenrichtung als die des Trägerteils 12 aufweist.

Der Träger 11 ist mit weiteren Bauteilen 15, 16, 17, 18 fest verbunden. An den Verbindungsstellen der Bauteile sind jeweils Stufen ausgebildet.

Bei einem im Schmelztauchverfahren durchgeführten Bad-Feuerverzinken der gesamten zusammengebauten Bau­ teilgruppe als Einheit ergibt sich sowohl ein Korro­ sionsschutz als auch durch das gleichzeitig dabei bewirkte Tauchlöten eine Erhöhung der Steifigkeit und Festigkeit sowie Verbesserung des Schwingungsverhaltens der Bauteilgruppe. Wegen der Zinkablagerungen in den Stufen, die von den Bauteilen an ihren Verbindungs­ stellen gebildet sind, ergibt sich eine besonders große Erhöhung dieser Werte. Diese wird ohne weitere zu­ sätzliche Maßnahmen allein durch die abgestufte Ge­ staltung der Bauteile erreicht.

Bezugszeichenliste:

 1 Kastenträger
 2 Steg
 3 Steg
 4 Flansch
 5 Stegteil
 6 Flanschteil
 7 Flanschteil
 8 Flanschblech
 9 Trägerteil
10 Bauteilgruppe
11 Träger
12 Trägerteil
13 Trägerteil
14 Ausnehmung
15 Bauteil
16 Bauteil
17 Bauteil
18 Bauteil

Claims (4)

1. Bauteilgruppe für Aufbauten von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, die wenigstens zwei Bauteile umfaßt, die fest miteinander verbunden sind und in zusammengefügtem Zustand zumindest bereichs­ weise flächig aneinander anliegen, und die im Schmelz­ tauchverfahren feuerverzinkt wird, bei dem schmelz­ flüssiges Zink in spaltartige Hohlräume zwischen den einander zugewandten Anlageflächen der Bauteile ein­ dringt, diese Hohlräume zumindest weitgehend aus­ füllt und in abgekühltem Zustand eine flächige Löt­ verbindung der Bauteile bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einem Teil des Randes des flächigen Anlagebereichs oder der Ränder der flächigen Anlage­ bereiche ein Bauteil in Richtung der Anlagefläche zur Bildung eines Überstandes über das anliegende Bauteil hinausragt und daß das anliegende Bauteil zumindest an diesem Teil des Randes des flächigen Anlagebereichs eine im wesentlichen quer zu der Anlagefläche ausgerichtete und an diese anschließende Querfläche aufweist, so daß eine Stufe für eine schweißnahtartige Zinkmate­ rialansammlung in dem Stufengrund gebildet ist.

2. Bauteilgruppe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an einem Anlagebereich in unter­ schiedliche Richtungen gerichtete Querflächen vorgesehen sind.

3. Bauteilgruppe nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an einem Anlagebereich entgegen­ gesetzt gerichtete Querflächen vorgesehen sind.

4. Bauteilgruppe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Anlagebereich in mehrere Richtungen oder rundum gerichtete Quer­ flächen vorgesehen sind.