DE102004002297B4

DE102004002297B4 - Aus einer Aluminiumlegierung hergestelltes Schwellerstrangpressprofil eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102004002297B4
Application number: DE200410002297
Authority: DE
Inventors: Werner Holl; Andreas Beste
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2008-03-20
Anticipated expiration: 2024-01-17
Also published as: DE102004002297A1

Abstract

Aus einer Aluminiumlegierung hergestelltes Schwellerstrangpressprofil eines Kraftfahrzeuges,
wobei zu einer örtlichen Versteifung eines Schwellerlängsbereichs ein zusätzliches aus einer Aluminiumlegierung hergestelltes Versteifungsstrangpressprofil (3; 14) in eine Kammer (2) des Schwellerstrangpressprofils (1) eingebracht ist, wobei beide Profile zumindest teilweise mit Wandbereichen aneinanderliegen und dort mittels eines Rohbauklebers verbunden und/oder mittels Nieten und/oder mittels selbstfurchender Schrauben fixiert sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Außenwand (4) der Kammer (2) des Schwellerstrangpressprofils (1) im Versteifungsbereich ein der Länge des Versteifungsstrangpressprofils (3) entsprechendes längsverlaufendes Einstecklangloch (5) aufweist, und
dass das Versteifungsstrangpressprofil (3) zumindest teilweise durch das Einstecklangloch (5) in die Kammer (2) eingesteckt und fixiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein aus einer Aluminiumlegierung hergestelltes Schwellerstrangpressprofil eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind allgemein moderne Kraftfahrzeugkarosserien in Rahmenkonstruktion mit Beplankungen bekannt, bei denen die Rahmenträgerteile als Strangpressprofile aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminiumlegierungen hergestellt und über Gussknotenelemente miteinander verbunden sind. Daraus sind auch gattungsgemäße Schwellerstrangpressprofile allgemein bekannt. Solche Schwellerstrangpressprofile weisen regelmäßig mehrere Kammern auf.
Allgemein müssen solche Schwellerstrangpressprofile die Vorgaben für eine ausreichende Rahmenstabilität erfüllen und eine ausreichende Formstabilität in Verbindung mit einem geeigneten Verformungsverhalten bei Seitencrashereignissen aufweisen. Diese Anforderungen werden durch eine mehrkammerige Profilstruktur und durch eine relativ dicke Profilwandstärke erreicht. Dies bedingt einen relativ hohen Materialaufwand bei der Herstellung, was zu entsprechend hohen Herstellkosten und zu einem erhöhten Karosseriegewicht führt.
Es ist bekannt, dass die Stabilitätsanforderungen an einen Schweller über dessen Schwellerlänge nicht konstant sind, wobei höhere Belastungen im An schlussbereich der A-Säule und B-Säule insbesondere bei Seitencrashereignissen auftreten, die Zwischenbereiche demgegenüber jedoch weniger belastet sind. Bedingt durch das Strangpress-Herstellverfahren sind die Wandstärken der bekannten Schwellerstrangpressprofile über die gesamte Länge gleich, so dass Anpassungen an die über die Schwellerlänge variierenden Stabilitätsanforderungen durch das stranggepresste Schwellerstrangpressprofil selbst nicht möglich sind.
Bei einem gattungsgemäßen Schwellerstrangpressprofil ( DE 199 04 630 A1 ) ist es bereits bekannt zu einer örtlichen Versteifung eines Schwellerlängsbereichs ein zusätzliches aus einer Aluminiumlegierung hergestelltes Versteifungsstrangpressprofil in das Schwellerstrangpressprofil einzusetzen, wobei beide Profile zumindest teilweise mit Wandbereichen aneinander liegen und dort mittels eines Rohbauklebers und/oder mittels Nieten und/oder mittels selbstfurchender Schrauben verbunden und fixiert sind. Zur Montage ist es hier erforderlich, das Versteifungsstrangpressprofil von einer offenen Stirnseite des Schwellerstrangpressprofils bis zu einem Versteifungsbereich einzuschieben, was bei geometrisch unregelmäßigen Anordnungen oder bei bereits geschlossenen Stirnwänden nicht möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung mit einer Montagemöglichkeit für ein Versteifungsstrangprofil unabhängig von einer Einführung durch eine offene Stirnseite des Schwellerstrangpressprofils aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 weist eine Außenwand der Kammer des Schwellerstrangpressprofils in einem Versteifungsbereich ein der Länge des Versteifungsstrangpressprofils entsprechendes, längs verlaufendes Einstecklangloch auf. Das Versteifungsstrangpressprofil wird zumindest teilweise durch das Einstecklangloch in die Kammer eingesteckt und fixiert.
Diese Anordnung und Montage eignet sich insbesondere bei unregelmäßigen Schwellerlängsgeometrien oder bei verschlossenen Stirnseiten des Schwellerstrangpressprofils. Weiter können eines oder mehrere Versteifungsstrangpressprofile vorteilhaft einfach auch in mittleren Schwellerbereichen, wenn bei einer stirnseitigen Einführung lange Einsteckwege zu überwinden wären, montiert werden.
Ein dazu in seiner Form besonders gut geeignetes Versteifungsstrangpressprofil ist mit Anspruch 2 beansprucht. Das Versteifungsstrangpressprofil ist dabei im Querschnitt pfeilförmig ausgebildet, wobei die Pfeilspitze an einer Innenecke der Kammer und die Pfeilschenkel an den daran angrenzenden Innenwänden anliegen. Die größte Erstreckung der Pfeilspitze mit den Pfeilschenkeln ist dabei kleiner als die Breite des Einstecklanglochs, so dass die Pfeilspitze mit den Pfeilschenkeln durch das Einstecklangloch in den Innenbereich des Schwellerstrangpressprofils einschiebbar ist.
Der sich an die Pfeilspitze (im Querschnitt gesehen) anschließende Pfeilschaft, welcher einer Innenlängswand des Versteifungsstrangpressprofils entspricht, erstreckt sich zum Langloch und durch dieses hindurch. Weiter ist am Pfeilschaftende ein Querteil entsprechend einer Außenlängswand des Versteifungsstrangpressprofils angeordnet, welche das Langloch von außen her überdeckt und die an den an das Einstecklangloch angrenzenden Kammerwandbereichen anliegt und dort verbunden ist.
Auch hier stellt die Innenlängswand des Versteifungsstrangpressprofils im Schwellerstrangpressprofil eine Abstützwand für eine hohe Aussteifung dar. Die Außenlängswand des Versteifungsstrangpressprofils ist zudem für Verbindungsmaßnahmen gut zugänglich.
Ein besonders hohes Versteifungspotential wird gemäß Anspruch 3 erreicht, wenn die Innenlängswand eine Diagonale durch eine Kammer des Schwellerstrangpressprofils bildet.
Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme kann insbesondere an den belastungs- und seitencrashrelevanten Anschlussbereichen einer A-Säule und/oder B-Säule (Anspruch 4) eine örtliche Versteifung des Schwellerstrangpressprofils erreicht werden. Damit kann der Schweller insgesamt mit seinem äußeren Schwellerstrangpressprofil und wenigstens einem kürzeren Abschnitt eines inneren Versteifungsstrangpressprofils an über die Schwellerlänge variierende Stabilitäts- und Belastungsanforderungen angepasst werden. Dazu wird das äußere Schwellerstrangpressprofil für weniger belastete und weniger seitencrashrelevante Schwellerbereiche mit relativ geringen Wandstärken ausgelegt. An hochbelasteten, insbesondere seitencrashrelevanten Schwellerbereichen wird dagegen die Schwellerstabilität gezielt durch eingesetzte, geeignet dimensionierte Versteifungsstrangpressprofile erhöht. Geeignete Längen von Versteifungsstrangpressprofilen liegen dazu bei etwa 200 mm.
Für eine hohe Stabilität weisen Schwellerstrangpressprofile üblicher Weise wenigstens zwei Kammern auf. Gemäß Anspruch 5 soll in einem hochbelasteten, seitencrashrelevanten Bereich zumindest in einer solchen Kammer ein Versteifungsstrangpressprofil eingebracht sein. Je nach den Gegebenheiten können parallel dazu oder längsversetzt auch in weiteren Kammern Versteifungsstrangpressprofile eingebracht sein.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch ein Schwellerstrangpressprofil mit einem eingesetzten Versteifungsstrangpressprofil, wobei ein Schwellerstrangpressprofil 1 mit fünf Kammern dargestellt ist. In einer Kammer 2 ist ein Versteifungsstrangpressprofil 3 eingesetzt. Beiden Strangpressprofilen 1 und 3 sind aus einer Aluminiumlegierung hergestellt.
Die Außenwand 4 der Kammer 3 weist ein in Profillängsrichtung verlaufendes Einstecklangloch 5 auf.
Das Versteifungsstrangpressprofil 3 ist im Querschnitt gesehen pfeilförmig ausgebildet, wobei die Pfeilspitze 6 an einer Innenecke 7 der Kammer 2 und die Pfeilschenkel 8, 9 an den an die Innenecke 7 angrenzenden Inneneckwänden 10, 11 anliegen. Die Pfeilspitzenausbildung mit den Pfeilschenkeln 8, 9 ist ersichtlich kleiner als die Breite des Einstecklanglochs 5, so dass die Pfeilspitzenausbildung durch das Einstecklangloch 5 hindurchsteckbar ist.
An die Pfeilspitze 6 schließt sich (im Querschnitt gesehen) ein Pfeilschaft 12 an, entsprechend einer Innenlängswand des Versteifungsstrangpressprofils 3, welche sich von der Innenecke 7 zum Einstecklangloch 5 und durch dieses hindurch erstreckt. Der Pfeilschaft 12 bzw. die Innenlängswand verläuft als Diagonale durch die Kammer 2.
Am Pfeilschaftende ist ein Querteil 13 entsprechend einer Außenlängswand des Versteifungsstrangpressprofils angeordnet, welche das Einstecklangloch 5 von außen her überdeckt und welche an den an das Einstecklangloch angrenzenden Kammerwandbereichen der Außenwand 4 anliegt.
An den Anlageflächen zwischen dem Schwellerstrangpressprofil 1 und dem Versteifungsstrangpressprofil 3 ist eine stabile Verbindung mittels eines Rohbauklebers hergestellt, wobei eine Fixierung durch wenigstens zwei (nicht dargestellte) Nieten durchführbar ist. Die Länge des Einstecklanglochs 5 entspricht der Länge des Versteifungsstrangpressprofils 3, so dass eine Befestigungs- und Spannfixierung der Lage und Länge des Versteifungsstrangpressprofils 3 durch das Einstecklangloch 5 definiert ist.

Claims

Aus einer Aluminiumlegierung hergestelltes Schwellerstrangpressprofil eines Kraftfahrzeuges, wobei zu einer örtlichen Versteifung eines Schwellerlängsbereichs ein zusätzliches aus einer Aluminiumlegierung hergestelltes Versteifungsstrangpressprofil (3; 14) in eine Kammer (2) des Schwellerstrangpressprofils (1) eingebracht ist, wobei beide Profile zumindest teilweise mit Wandbereichen aneinanderliegen und dort mittels eines Rohbauklebers verbunden und/oder mittels Nieten und/oder mittels selbstfurchender Schrauben fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenwand (4) der Kammer (2) des Schwellerstrangpressprofils (1) im Versteifungsbereich ein der Länge des Versteifungsstrangpressprofils (3) entsprechendes längsverlaufendes Einstecklangloch (5) aufweist, und dass das Versteifungsstrangpressprofil (3) zumindest teilweise durch das Einstecklangloch (5) in die Kammer (2) eingesteckt und fixiert ist.
Schwellerstrangpressprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungsstrangpressprofil (3) im Querschnitt pfeilförmig ausgebildet ist, wobei die Pfeilspitze (6) an einer Innenecke (7) der Kammer (2) und die Pfeilschenkel (8, 9) an den angrenzenden Inneneckwänden (10, 11) anliegen, dass die größte Erstreckung der Pfeilspitze (6) mit den Pfeilschenkeln (8, 9) kleiner als die Breite des Einstecklanglochs (5) ist, dass sich der an die Pfeilspitze (6) im Querschnitt gesehen anschließende Pfeilschaft (12) entsprechend einer Innenlängswand des Versteifungsstrangpressprofils (3) zum Einstecklangloch (5) und durch dieses hindurch erstreckt, und dass am Pfeilschaftende ein Querteil (13) entsprechend einer Außenlängswand des Versteifungsstrangpressprofils (3) angeformt ist, welche das Einstecklangloch (5) überdeckt und die an den an das Einstecklangloch (5) angrenzenden Kammerwandbereichen von außen her anliegt und dort verbunden ist.
Schwellerstrangpressprofil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt der Pfeilschaft (12) entsprechend der Innenlängswand des Versteifungsstrangpressprofils (3) eine Diagonale durch die Kammer (2) bildet.
Schwellerstrangpressprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Versteifungsstrangpressprofil (3; 14) im Anschlussbereich einer A-Säule und/oder B-Säule angeordnet ist.
Schwellerstrangpressprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwellerstrangpressprofil (1) wenigstens zwei Kammern aufweist und zumindest in einer Kammer (2) ein Versteifungsstrangpressprofil (3; 14) eingebracht ist.