DE102005047129A1

DE102005047129A1 - Verbindungsknoten zur Verbindung eines Knotenelementes mit mindestens einem Anschlussprofil, insbesondere für den Karosseriebau

Info

Publication number: DE102005047129A1
Application number: DE200510047129
Authority: DE
Inventors: Timo Gutmann; Markus Huber; Walter-Josef Schiffler; Wolfram Dr. Volk
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-04-05

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbindungsknoten zur Verbindung eines Knotenelementes mit mindestens einem Anschlussprofil, insbesondere für den Karosseriebau, wobei das Knotenelement und das Anschlussprofil jeweils als geschlossenes Profil ausgebildet sind. Um einen solchen Verbindungsknoten unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Knotenelement (1) einen Verbindungsstumpf (3) aufweist, auf den das Anschlussprofil (2) mit einem hohlen Flansch aufsteckbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbindungsknoten zur Verbindung eines Knotenelementes mit mindestens einem Anschlussprofil, insbes. für den Karosseriebau, wobei das Knotenelement und das Anschlussprofil jeweils als geschlossenes Profil ausgebildet sind.

Profilbauweisen im Karosseriebereich sind dadurch gekennzeichnet, dass geschlossene Profile mit unterschiedlichen Querschnitten verwendet werden müssen. An den Knotenstellen, an welchen die Profile zusammen laufen, müssen die Profilenden mehr oder weniger komplex beschnitten werden, um ein Zusammenfügen zu ermöglichen. Oft werden auch zusätzliche Bauteile benötigt, um den Knoten zu gestalten.

Um die Geschlossenheit der Profile beizubehalten, muss auf Fügeverfahren mit einseitiger Zugänglichkeit (Kleben, SG-Schweißen, Schrauben) mit all ihren Nachteilen zurückgegriffen werden. Sollen herkömmliche Verfahren wie Punktschweißen oder Stanznieten eingesetzt werden, müssen die Knoten sehr aufwendig gestaltet werden, oder die Profile müssen in den Knotenbereichen "geöffnet" werden, um die Zugänglichkeit zu ermöglichen. In Knotenbereichen zum Einsatz kommende Druckgussbauteile ermöglichen hier keine Vorteile.

Dieser Stand der Technik hat insbes. folgende Nachteile:

– Wegen der Wärmeeinbringung bei Schweißverfahren entsteht Bauteilverzug.
– Die ursprünglich guten Toleranzen von kalibrierten IHU- oder Profilbauteilen werden durch lokalen Wärmeverzug verschlechtert.
– Wenn auf Fügeverfahren mit einseitiger Zugänglichkeit verzichtet werden soll, sind die Profile und die Knotenbereiche zumindest partiell zu öffnen.
– Offene Profilbereiche sind nachteilig in der Funktion.
– Verfahren mit einseitiger Zugänglichkeit erhöhen den Aufwand im Prozess und/oder in der Bauteilanzahl.
– Der Aufwand zur Fixierung der zu fügenden Bauteile im Rohbau ist sehr hoch.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den eingangs erläuterten Verbindungsknoten unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst mit einem Verbindungsknoten zur Verbindung eines Knotenelementes mit mindestens einem Anschlussprofil, insbes. für den Karosseriebau, wobei das Knotenelement und das Anschlussprofil jeweils als geschlossenes Profil ausgebildet sind, bei dem das Knotenelement einen Verbindungsstumpf aufweist, auf den das Anschlussprofil mit einem hohlen Flansch aufsteckbar ist.

Die Verbindung zwischen Knoten und Profil wird durch EMU des Profils (Elektromagnetisches Umformen) erzielt. Dabei wird das Profil in mehr oder weniger hinterschnittige Vertiefungen im Flansch des Verbindungsknotens deformiert. Die Verbindung kann durch eine Klebeverbindung ergänzt werden.

Durch den beschriebenen Verbindungsknoten ergeben sich eine Vielzahl von Vorteilen. Da auf warme Fügeverfahren verzichtet werden kann, blei ben die guten Ausgangstoleranzen der einzelnen Bauteile erhalten. Die Knotenbereiche sind durch die geschlossene Außenhaut und durch die innere Struktur sehr steif. Dadurch können Gewichtsvorteile erreicht werden. Die Möglichkeit der Selbstfixierung verringert den Aufwand im Rohbau. Dies ermöglicht investoptimale Bauweisen.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Der erfindungsgemäße Verbindungsknoten zeichnet sich auch durch gute Toleranzeigenschaften aus, insbes. dann, wenn gemäß Anspruch 2 ein volumenorientiertes COMBAL-Aluminium-Gussverfahren oder ein Innen-Hochdruck-Umformverfahren (IHU-Verfahren) zur Herstellung des Knotenelementes und/oder des Anschlussprofils verwendet wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 den erfindungsgemäßen Verbindungsknoten vor dem Zusammenfügen von Knotenelement und Anschlussprofil,
2 eine Ausführungsvariante der Verrastelemente, und
3 den erfindungsgemäßen Verbindungsknoten in zusammengefügtem Zustand von Knotenelement und Anschlussprofil.
In 1 ist ein Knotenelement 1 und ein Anschlussprofil 2 dargestellt. Das Knotenelement 1 wird vorzugsweise durch ein volumenorientiertes Gussverfahren, wie Combal-Aluminium-Schaumguss, hergestellt, während das Anschlussprofil 2 vorzugsweise als Strangpressprofil oder als durch Innen-Hochdruck umgeformtes Profil (IHU-Profil) erzeugt wird. Sowohl das Knotenelement 1 als auch das Anschlussprofil 2 bilden ein in sich geschlossenes Profil.
An dem Knotenelement 1 ist dort, wo das Anschlussprofil 2 mit dem Knotenelement verbunden werden soll, ein Verbindungsstumpf 3 angeformt, der mehr oder weniger lang ist. Das Anschlussprofil 2 ist an der Anschlussstelle als hohler Flansch ausgebildet, der auf den Verbindungsstumpf 3 aufgesteckt werden kann.
Der Verbindungsstumpf 3 und der hohle Flansch sind so ausgestaltet, dass beim Aufschieben des hohlen Flansches auf den Verbindungsstumpf 3 eine Verrastung erzielt wird, die eine vorübergehende Fixierung durch eine Selbsthemmung von Knotenelement 1 und Anschlussprofil 2 bewirkt.
Diese Verrastung kann auf unterschiedliche Art und Weise erreicht werden. Zum einen kann die Verrastung durch Elemente in dem Knotenelement 1 und/oder dem Anschlussprofil 2 selbst erreicht werden, zum anderen kann die Verrastung auch durch zusätzliche Elemente an dem Knotenelement 1 und/oder dem Anschlussprofil 2 erfolgen.
Denkbar sind z. B. Noppen oder Kiemen an dem Knotenelement 1 bzw. dem Anschlussprofil 2, die in Vertiefungen des Anschlussprofils 2 bzw. Knotenelementes 1 eingreifen. Es können auch federgelagerte Stifte, z. B. aus Kunststoff, vorgesehen sein, die in Vertiefungen oder Löcher eingreifen. Eine weitere Möglichkeit der Verrastung ist in 2 dargestellt.
Bei dieser Ausführungsvariante wird die Verrastung durch federgelagerte Bolzen 4 erreicht, welche in radial verlaufenden Führungen 5 des Knotenelementes 1 verschiebbar gelagert sind. Diese Bolzen 4 können in Löcher 6, Vertiefungen o. dgl. am Anschlussprofil 2 eingreifen, und so eine Verrastung zwischen Knotenelement 1 und Anschlussprofil 2 erreichen.
1 zeigt einen Zustand kurz vor dem Zusammenfügen von Knotenelement 1 und Anschlussprofil 2. In 3 ist der zusammengefügte Zustand dargestellt. In diesem Zustand sind das Knotenelement 1 und das Anschlussprofil 2 fest miteinander verbunden, z. B. mittels eines elektromagnetischen Umformvorganges (EMU). Wie aus dem linken Teil der 3 zu sehen ist, ist am linken Ende des Knotenelementes 1 ebenfalls ein Verbindungsstumpf 3 angeformt, so dass auch dort ein Anschlussprofil 2 angebracht werden kann.
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.

1: Knotenelement
2: Anschlussprofil
3: Verbindungsstumpf
4: Bolzen
5: Führung
6: Löcher

Claims

Verbindungsknoten zur Verbindung eines Knotenelementes mit mindestens einem Anschlussprofil, insbes. für den Karosseriebau, wobei das Knotenelement und das Anschlussprofil jeweils als geschlossenes Profil ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Knotenelement (1) einen Verbindungsstumpf (3) aufweist, auf den das Anschlussprofil (2) mit einem hohlen Flansch aufsteckbar ist.
Verbindungsknoten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Knotenelement (1) und das Anschlussprofil (2) durch ein volumenorientiertes Gussverfahren, insbes. ein Combal-Aluminium-Schaumgussverfahren, als Strangpressprofil, als Innen-Hochdruck umgeformtes Profil (IHU-Profil) o. dgl. hergestellt ist.
Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Knotenelement (1) durch ein volumenorientiertes Gussverfahren, insbes. ein Combal-Aluminium-Schaumgussverfahren hergestellt ist.
Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussprofil (2) als Strangpressprofil, als Innen-Hochdruck umgeformtes Profil (IHU-Profil) o. dgl. ausgebildet ist.
Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verbindungsstumpf (3) und dem hohlen Flansch eine Verrastung erfolgt, die durch eine Selbsthemmung eine vorübergehende Fixierung des Anschlussprofils (2) an dem Knotenelement (1) sicherstellt.
Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrastung durch in dem Verbin dungsstumpf (3) und/oder dem hohlen Flansch ausgebildete Elemente erfolgt.
Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrastung durch zusätzliche Elemente an dem Verbindungsstumpf (3) und/oder dem hohlen Flansch erfolgt.
Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrastung aus Noppen, Kiemen o. dgl. besteht, die in eine Vertiefung o. dgl. eingreifen.
Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen, Kiemen o. dgl. am Knotenelement (1) und die Vertiefungen o. dgl. im Anschlussprofil (2) ausgebildet sind.
Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrastung federbelastete Bolzen (4) umfasst, die in radial verlaufenden Führungen (5) des Knotenelementes (1) verschiebbar gelagert sind und in Löcher (6), Vertiefungen o. dgl. am Anschlussprofil (2) eingreifen.
Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrastung federbelastete, vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Stiftelemente umfasst, die an dem Anschlussprofil (2) ausgebildet sind und die durch im Anschlussprofil (2) ausgebildete Löcher in radial angeordnete Vertiefungen, Löcher o. dgl. am Knotenelement (1) einrasten.
Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die endgültige Fixierung des Anschluss profils (2) an dem Knotenelement (1) durch eine Umformung, insbes. eine elektromagnetische Umformung (EMU) erfolgt.