DE102009021964A1 - Hollow profile i.e. longitudinal carrier, for self-supporting body of motor vehicle, has molded shells provided with lateral connection flanges, where one flange is formed as wall section directly lining hollow cross-section of profile - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Hohlprofil für eine Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a hollow profile for a vehicle body according to the preamble of claim 1.
Derartige Hohlprofile sind z. B. bei Längsträgern, Querträgern oder Säulen von selbsttragenden Karosserien moderner Serienkraftwagen in Blechschalenbauweise sehr verbreitet und somit bekannt. Diese zumindest bereichsweise umlaufend geschlossenen Hohlprofile lassen sich insbesondere durch eine Punktnaht an radial vom Hohlprofil abstehenden Schweißflanschen kostengünstig miteinander verbinden, wobei die Schweißflansche unter dem so genannten Überlappungsstoß flächig aufeinander liegen und beim Schweißvorgang mit einer ausreichenden Klemmkraft von der Schweißzange umgriffen und miteinander verschweißt werden. Bei Verwendung solcher Hohlprofile am Öffnungsrahmen von Fahrzeugflügeln wie z. B. Türen kann der abstehende Schweißflansch nützlich sein, wenn er als so genannter Türfalz zur Anbringung eines Dichtprofils aus Gummi genutzt wird. Da solche Hohlprofile aber aus mehreren Blechschalen zusammengesetzt sind, stehen von mindestens zwei unterschiedlichen Seiten des Hohlprofils Schweißflansche ab. Hierdurch ergibt sich aber das Problem, dass wenigstens ein weiterer vom Hohlprofil abstehender Schweißflansch einen nicht unerheblichen Freiraum in der Umgebung beansprucht, der konstruktiv nicht bei jedem Karosseriekonzept zu Verfügung gestellt werden kann.such Hollow profiles are z. B. in side rails, cross members or columns of self-supporting bodies of modern production cars in sheet metal shell construction very common and thus known. This at least partially circumferentially closed hollow profiles can be particularly by a Point seam on radially projecting from the hollow profile welding flanges economical connect to each other, wherein the welding flanges under the so-called overlap impact each other flat lie and during the welding process embraced with a sufficient clamping force of the welding gun and welded together become. When using such hollow profiles on the opening frame of vehicle wings such z. Eg doors can the protruding welding flange useful when he is called a so-called Türfalz used to attach a sealing profile made of rubber. Because such Hollow profiles but are composed of several sheet metal shells, are at least two different sides of the hollow profile welding flanges from. However, this results in the problem that at least one Another protruding from the hollow profile welding flange a considerable Free space in the environment claimed, the constructive not at every body concept available can be made.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hohlprofil für eine Fahrzeugkarosserie anzugeben, das sich unter Beibehaltung einer einfachen und kostengünstigen Bauweise kompakt gestalten lässt.task the invention is to provide a hollow profile for a vehicle body, That is while maintaining a simple and inexpensive Make construction compact.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Bereitstellung eines Hohlprofils mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.These The object is achieved by providing a hollow profile with the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.
Da einer der gefügten Verbindungsflansche des wenigstens einen Überlappungsstoß aus Verbindungsflanschen umfassenden Hohlprofils als dessen Hohlquerschnitt begrenzender Wandabschnitt ausgebildet ist, verläuft dieser mit seiner Breitenerstreckung in nerhalb oder nahe der Umfangskontur des Hohlprofils, so dass weder der einen Wandabschnitt bildende Verbindungsflansch noch der unter Überlappungsstoß mit ihm gefügte Verbindungsflansch raumgreifend vom Hohlprofil abstehen können. Häufig wird ein Hohlprofil einer Karosserie aber aus mindestens zwei Formschalen zusammengesetzt sein, wodurch mehrere Paare entlang einem zugehörigen Überlappungsstoß gefügte Verbindungsflansche vorhanden sind. Hierbei kann es z. B. bei an eine Karosserieöffnung angrenzenden Hohlprofilen geboten sein, dass eines der Verbindungsflanschpaare als Befestigungsfalz für ein Dichtungsprofil oder dgl. vom Hohlprofil absteht, während das andere Verbindungsflanschpaar bzw. die anderen Verbindungsflanschpaare erfindungsgemäß gestaltet sind.There one of the joined Connecting flanges of at least one lap joint from connecting flanges comprehensive hollow profile as its hollow cross-section limiting Wall section is formed, this extends with its width extension in or near the peripheral contour of the hollow profile, so that neither the connecting flange forming a wall section still under overlap with him joined Connecting flange can protrude space from the hollow profile. Frequently becomes a hollow profile of a body but of at least two shell molds composite, whereby a plurality of pairs along a corresponding overlap joint joined connecting flanges available. This can be z. B. when adjacent to a body opening Be offered hollow sections that one of the connecting flange pairs as a mounting fold for a sealing profile or the like protrudes from the hollow profile, while the other pair of connecting flanges or the other pair of connecting flanges designed according to the invention are.
Eine optimale Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraumes mit größtmöglichen Querschnitten und somit maximalen Steifigkeiten des Hohlprofils lässt sich jedoch erreichen, wenn das Hohlprofil aus mehreren Formschalen zusammengesetzt ist und einer der Verbindungsflansche an jedem der unter Überlappungsstoß gefügten Verbindungsflanschpaare des Hohlprofils als dessen Hohlquerschnitt begrenzender Wandabschnitt dient. Alle den Hohlquerschnitt begrenzenden Verbindungsflansche sind dabei als Wandabschnitte integrale Bestandteile des Hohlprofils selbst, so dass für die Formschale weniger Material bzw. Blech benötigt wird. Der geringere Materialverbrauch wirkt sich zudem im Hinblick auf die Reduzierung von Gewicht und Kosten des Hohlprofils günstig aus.A optimal utilization of the available standing space with the largest possible cross-sections and thus maximum stiffness of the hollow profile can be However, when the hollow profile composed of several shell molds and one of the connecting flanges on each of the overlapping joint pairs of connecting flanges the hollow profile as its hollow cross section limiting wall section serves. All the cross-section limiting connecting flanges are as wall sections integral components of the hollow profile yourself, so for the shell is required less material or sheet metal. The lower material consumption also has an impact on weight and weight reduction Cost of the hollow profile low out.
Das erfindungsgemäße Hohlprofil ist nicht nur für Karosseriesäulen sondern insbesondere auch für Längs- oder Querträger von selbsttragenden Karosserien geeignet, die häufig aufgrund ihrer konstruktiven Auslegung einen etwa rechteckförmigen Querschnitt aufweisen. Solche Hohlträger lassen sich besonders material- und kostengünstig fertigen, wenn jeder Überlappungsstoß des Hohlprofils in einem Eckbereich angeordnet ist. Hierbei kann die Herstellung eines abgewinkelten Verbindungsflansches von einer die Ecke formenden Abkantung einer Blechplatte gebildet werden, während der unter Überlappungsstoß mit diesem gefügte Verbindungsflansch von einem Randstreifen eines ebenen Schenkels der benachbarten Blechplatte gebildet werden kann. Hierdurch kann der Abkant- bzw. Umformaufwand bei der Herstellung von Formschalen aus Blech auf ein Minimum reduziert werden.The hollow profile according to the invention is not just for body pillars but especially for Along- or cross member Of self-supporting bodies, often due to their constructive Design an approximately rectangular cross-section exhibit. Such hollow beams can be particularly material and inexpensive manufacture if every overlap impact of the hollow section is arranged in a corner area. Here, the production an angled connecting flange of a corner forming Bending a sheet metal plate are formed while under overlapping impact with this joined Connecting flange of a border strip of a flat leg the adjacent sheet metal plate can be formed. This can the Abkant- or Umformaufwand in the production of mold shells Sheet metal to be reduced to a minimum.
Hohlprofile wie Hohlträger mit annähernd rechteckförmigem Querschnitt lassen sich besonders einfach und kostengünstig fertigen, wenn sie aus zwei Formschalen zusammengesetzt und auf entgegengesetzten also einander mit Abstand gegenüberliegenden Umfangsseiten des Hohlprofils gefügt sind. Bei schlanken Rechteckquerschnitten kann es zudem vorteilhaft sein, wenn die Fügung an den Umfangsseiten vorgesehen wird, die den größten Abstand voneinander haben. Hierdurch steht zum Ansetzen von Fügewerkzeugen wie z. B. einer Punktschweißzange mehr Platz im Hohlprofil zur Verfügung.hollow sections like hollow beams with approximately rectangular cross-section can be very easily and inexpensively manufactured, if they are made of two Form cups are put together and on opposite so each other by far opposite peripheral sides of the hollow profile are joined. With slim rectangular sections, it can also be advantageous if the coincidence is provided on the peripheral sides, which have the greatest distance from each other. This is for the preparation of joining tools such. B. one Spot welding gun more space in the hollow section available.
Falls die konstruktiven Anforderungen es zulassen, sind die gefügten Formschalen des Hohlprofils vorzugsweise als Halbschalen ausgeführt. Hierdurch ist nur eine Fügeebene erforderlich, so dass die Einhaltung von Fertigungstoleranzen erleichtert wird und die Fügung problemloser möglich ist, als dies bei Verwendung einer größeren Anzahl von Formschalen der Fall wäre. Besonders günstige Herstellungskosten des Hohlprofils lassen sich dabei erzielen, wenn die Halbschalen baugleich gestaltet werden.If the design requirements allow, the joined shell molds of Hohlpro Fils preferably designed as half shells. As a result, only one joining plane is required, so that compliance with manufacturing tolerances is facilitated and the joining is possible without problems, as would be the case with the use of a larger number of shell molds. Particularly favorable manufacturing costs of the hollow profile can be achieved if the half-shells are designed to be identical.
Auch bei dem erfindungsgemäßen Hohlprofil bleibt es möglich, in den Hohlquerschnitt des Hohlprofils zwischen entgegengesetzten Umfangsseiten ein unter Überlappungsstoß gefügtes Verstärkungsprofil einzusetzen, falls eine Erhöhung der Profilsteifigkeit ohne Vergrößerung der Außenabmessungen des Hohlprofils durchgeführt werden soll. So kann beim Hohlprofil in vorteilhafter Weise durchgängig eine einzige Befestigungsart bzw. Verbindungstechnik vorgesehen werden. Durch eine bevorzugte, im Querschnitt etwa Z-förmige Gestaltung des Verstärkungsprofils stehen die abgewinkelten Verbindungsflansche in entgegengesetzte Richtungen vom Verstärkungsprofil ab. Hierdurch ist der Freiraum für in den Hohlquerschnitt des Hohlprofils einzuführende Fügewerkzeuge wie z. B. eine Schweißzange etwas größer als wenn die Verbindungsflansche in gleicher Richtung vom Verstärkungsprofil abstünden. Alternativ kann das Verstärkungsprofil jedoch auch mit abgewinkelten Verbindungsflanschen gefertigt werden, die in die gleiche Richtung abstehen.Also remains in the hollow profile according to the invention it is possible in the hollow cross-section of the hollow profile between opposite Peripheral sides a reinforcing profile joined under lap joint to use if an increase the profile stiffness without increasing the Outside dimensions of the Hollow profiles performed shall be. So can the hollow profile in an advantageous manner throughout a only fastening or connection technology are provided. By a preferred, in cross-section approximately Z-shaped design of the reinforcing profile the angled connecting flanges are in opposite directions Directions from the reinforcement profile from. This is the clearance for in the hollow cross-section of the hollow profile to be introduced joining tools such. Legs welding gun a bit bigger than if the connecting flanges in the same direction from the reinforcing profile abstünden. Alternatively, the reinforcement profile However, also be manufactured with angled connecting flanges, the stick in the same direction.
Prinzipiell können beim Verstärkungsprofil alle bekannten Verbindungstechniken angewendet werden, die zur Fügung unter Überlappungsstoß von Verbindungsflanschen geeignet sind. Solche Verbindungstechniken sind z. B. Widerstandsschweißen mit Punktnaht oder durchgehender Naht, Nieten bzw. Stanznieten, Kleben oder auch die Kombination mehrerer dieser Verbindungstechniken an einem Hohlprofil. Neben den unlösbaren Verbindungen können aber je nach Anwendungsfall auch lösbare Verbindungen wie Schraubverbindungen zweckmäßig sein, bei denen die unter Überlappungsstoß gefügten Verbindungsflansche des Hohlprofils an jeder Befestigungsstelle von einem lösbaren Punktverbindungsmittel wie einer Schraube durchdrungen sind. Eine fertigungstechnisch einfache Verbindung der unter Überlappung gestoßenen Verbindungsflansche kann dabei durch selbstschneidende oder selbstfurchende Blechschrauben erfolgen, die entlang den aufeinanderliegenden Verbindungsflanschen in entsprechendem Abstand voneinander eingeschraubt werden. Solche Blechschrauben sind zudem wesentlich gewichts- und kostengünstiger als Durchsteckschrauben mit einem zylindrischen Gewindeschaft, die zur Befestigung am Hohlprofil einer Schraubenmutter mit Gewindebohrung bedürften.in principle can at the reinforcement profile all Known joining techniques are applied, which can be combined with overlapping joints of connecting flanges are suitable. Such connection techniques are for. B. resistance welding with Point seam or continuous seam, rivets or punch rivets, gluing or the combination of several of these bonding techniques a hollow profile. In addition to the unsolvable Connections can but depending on the application also releasable connections such as screw be expedient where the overlapped joint connecting flanges the hollow profile at each attachment point of a detachable point connecting means like a screw are penetrated. A production technology simple Connection of under overlapping of beaten Connecting flanges can be self-tapping or self-tapping sheet metal screws take place along the superimposed connecting flanges be screwed in an appropriate distance from each other. Such Tapping screws are also significantly less weight and less expensive as through-bolts with a cylindrical threaded shaft, the for attachment to the hollow profile of a threaded nut with threaded hole bedürften.
Wird das Hohlprofil als zur Knautschzone der Karosserie gehörender Längsträger genutzt, so lässt sich das Hohlprofil aufgrund seiner kompakten Bauweise mit maximalem Querschnitt versehen. Da hierdurch im Crashfall von dem kollabierenden Längsträger mehr Verformungsenergie aufgenommen werden kann, lässt sich der Insassenschutz gegenüber herkömmlichen Längsträgern in Schalenbauweise deutlich verbessern. Mit der möglichen optimalen Nutzung des jeweils zur Verfügung stehenden Bauraumes kann zudem eine maximale Biege- und Torsionssteifigkeit des Hohlprofils realisiert werden.Becomes the hollow profile is used as a longitudinal member belonging to the crumple zone of the body, that's how it works the hollow profile due to its compact design with maximum Cross section provided. As a result, in the event of a crash of the collapsing Side member more Deformation energy can be absorbed, can be the occupant protection across from usual Side members in Clearly improve shell construction. With the possible optimal use of the each available standing space can also be a maximum bending and torsional stiffness be realized of the hollow profile.
Das erfindungsgemäße Hohlprofil muss nicht zwingend aus Stahlblech bestehen, sondern kann z. B. auch Leichtbauwerkstoffen wie Aluminiumblech oder auch Faserverbundkunststoffen bestehen. Wesentliche Voraussetzung für die Anwendung der Erfindung ist ausschließlich das Vorhandensein wenigstens eines von aufeinanderliegenden Verbindungsflanschen gebildeten Überlappungsstoßes, an dem die Fügung der Formschalen mit einem der genannten Fügeverfahren erfolgen kann.The hollow profile according to the invention must not necessarily consist of sheet steel, but can z. B. also lightweight materials such as aluminum sheet or fiber composite plastics consist. Essential condition for the application of the invention is exclusive the presence of at least one of superimposed connecting flanges formed overlap shock, at the the coincidence the shell molds can be made with one of the said joining methods.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.advantageous embodiments The invention is illustrated in the drawings and will be described below described.
Dabei zeigen:there demonstrate:
In
Die
Formschale
Der
Hohlquerschnitt des Längsträgers
Insbesondere
die lichte Höhe
zwischen Ober- und Untergurt des Längsträgers
Da
das grundsätzliche
Fügeprinzip
bei allen Ausführungen
der
Bei
der in
Bei
der in
Bei
der in
Bei
der in
Bei
der in
In
einer Querebene etwa mittig zwischen Obergurtabschnitt und Untergurtabschnitt
der Formschale
Bei
der in
Die
Formschale
Im
Unterschied zu dem in
- 1010
- Längsträgerlongitudinal beams
- 1212
- Formschaleshell mold
- 12a12a
- Verbindungsflanschconnecting flange
- 12b12b
- Verbindungsflanschconnecting flange
- 1414
- Formschaleshell mold
- 14a14a
- Verbindungsflanschconnecting flange
- 14b14b
- Verbindungsflanschconnecting flange
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- Längsträgerlongitudinal beams
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- Formschaleshell mold
- 22a22a
- Verbindungsflanschconnecting flange
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- Verbindungsflanschconnecting flange
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- Verbindungsflanschconnecting flange
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- Längsträgerlongitudinal beams
- 3232
- Formschaleshell mold
- 32a32a
- Verbindungsflanschconnecting flange
- 32b32b
- Verbindungsflanschconnecting flange
- 3434
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- Verbindungsflanschconnecting flange
- 3636
- Überlappungsstoßlap joint
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- Längsträgerlongitudinal beams
- 4242
- Formschaleshell mold
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- Verbindungsflanschconnecting flange
- 42b42b
- Verbindungsflanschconnecting flange
- 4444
- Formschaleshell mold
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- Verbindungsflanschconnecting flange
- 44b44b
- Verbindungsflanschconnecting flange
- 4646
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- Längsträgerlongitudinal beams
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- Formschaleshell mold
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- Verbindungsflanschconnecting flange
- 52b52b
- Verbindungsflanschconnecting flange
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- Formschaleshell mold
- 54a54a
- Verbindungsflanschconnecting flange
- 54b54b
- Verbindungsflanschconnecting flange
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- Überlappungsstoßlap joint
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- Verbindungsflanschconnecting flange
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- Verbindungsflanschconnecting flange
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- 78b78b
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