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Die
Erfindung betrifft einen Profilknoten zur Verbindung einer Mehrzahl
von Trägerteilen einer Karosserie eines Fahrzeugs, welcher
zumindest eine Hohlkammer aufweist.
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Knotenpunkte
zur Anbindung verschiedenster Trägerteile einer Karosserie
eines Fahrzeugs sind im Fahrzeugbau in vielfältiger Weise
bekannt. Zum einen sind in diesem Zusammenhang Gussknoten bekannt,
wobei für Gussteile relativ hohe Investitionen und Einzelteilkosten
anfallen. Darüber hinaus sind Profilknoten bekannt. Aus
der
DE 196 03 956
C2 ist ein Profilknoten zur Verbindung von Längs- und/oder
Querträgern einer Kraftfahrzeugkarosserie bekannt. Der
als Eckknoten ausgebildete Profilknoten weist zwei vertikal zueinander
angeordnete Hohlprofilbereiche auf. Diese Hohlprofilbereiche sind
so geformt, dass wiederum als Hohlprofile ausgebildete Trägerteile
der Karosserie aufgesteckt werden können. Die Konstruktion
dieser Profilknoten ist so gestaltet, dass ihr Hohlprofilbereiche
im zusammengesetzten Zustand im Inneren eines als Hohlprofil ausgebildeten
Trägerteils angeordnet sind. Die Anordnung der Hohlprofilbereiche
des Profilknotens ist so ausgebildet, dass ihre Längserstreckung
senkrecht zur Einschubrichtung positioniert ist. Bei dem bekannten
Profilknoten ist lediglich ein Aufstecken von Trägerteilen
auf die zapfenförmigen Hohlprofilbereiche des Profilknotens
möglich. Darüber hinaus ist die stabile Abstützung
des Trägerteils nur in einem Einschubschlitz an einer Wandseite
möglich. Die Verwendung des Profilknotens im Karosseriebau
ist daher relativ beschränkt.
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Daher
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Profilknoten zu
schaffen, dessen Multifunktionalität im Hinblick auf das
Anbinden mehrerer Trägerteile erhöht werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Profilknoten, welche die Merkmale nach
Patentanspruch 1 aufweist, gelöst.
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Ein
erfindungsgemäßer Profilknoten ist zur Verbindung
einer Mehrzahl von Trägerteilen einer Karosserie eines
Fahrzeugs ausgebildet. Der Profilknoten umfasst zumindest einen
Hohlprofilbereich. Darüber hinaus ist der Profilknoten
so ausgebildet, dass zumindest ein erstes Trägerteil zur
Befestigung an dem Profilknoten bereichsweise in Längsrichtung des
Hohlprofilbereichs in diesen Hohlprofilbereich einsteckbar ist und
zumindest ein zweites Trägerteil an einer Außenwand
des Profilknotens befestigbar ist. Die flexible Verwendbarkeit des
Profilknotens und damit die Multifunktionalität können
durch diese Ausgestaltung wesentlich erhöht werden. Das
Anbringen von Trägerteilen sowohl innerhalb eines Hohlprofilbereichs
als auch in vielfältiger Weise an zumindest einer Außenwand
des Profilknotens ermöglicht vielfältigste Anbringungen.
Auch die Verbindung von sehr vielen und auch komplex ausgestalteten
Trägerteilen kann dadurch ermöglicht werden.
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Durch
das Anbringen zumindest eines Trägerteils an zumindest
einer Außenwand des Profilknotens kann auch die Orientierung
der angebrachten Trägerteile zueinander vielfältig
ermöglicht werden.
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Insbesondere
ist ein derartiger Profilknoten bevorzugt für die Verbindung
von Trägerteilen aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium,
vorteilhaft. Insbesondere im Leichtmetall-Karosseriebau können Gussknoten
durch derartige Profilknoten ersetzt werden. Da die Profilknoten
im Vergleich zu diesen Gussknoten Vorteile in der Steifigkeit aufweisen, kann
auch diesbezüglich eine verbesserte Konstruktion erreicht
werden. Darüber hinaus sind derartige Profilknoten mit
geringeren Investitionskosten, insbesondere bei relativ kleinen
Stückzahlen, herzustellen. Bevorzugt können somit
erfindungsgemäße Profilknoten insbesondere in
wichtigen Knotenpunkten einer Fahrzeugkarosserie statt Gussknoten
verwendet werden.
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Vorzugsweise
ist das erste Trägerteil durch zumindest eine Schweißverbindung
in dem Hohlprofilbereich befestigt. Dadurch kann eine mechanisch stabile
Verbindung geschaffen werden, welche relativ einfach und aufwandsarm
erzeugt werden kann.
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Bevorzugt
sind zumindest zwei Schweißnähte ausgebildet,
welche zumindest bereichsweise umlaufend an den Randbereichen gegenüberliegender Enden
des Hohlprofilbereichs ausgebildet sind. Insbesondere ist das in
den Hohlprofilbereich eingesteckte Trägerteil somit am
Eintritt und am Austritt des Hohlprofilbereichs mit Schweißnähten
an dem Profilknoten befestigt. Eine positionsstabile Befestigung
und eine verbesserte Steifigkeit kann dadurch erzielt werden.
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Bevorzugt
ist der Profilknoten einstückig ausgebildet. Dies ermöglicht
eine besonders stabile Ausgestaltung des Profilknotens in sich selbst.
Des Weiteren kann dadurch die Herstellung relativ schnell und kostenreduziert
ermöglicht werden.
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Bevorzugt
ist der Profilknoten in einem Hinterwagen des Fahrzeugs angeordnet.
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Das
zweite Trägerteil kann bevorzugt in einem Winkel zur Längsachse
des Profilknotens an einer Außenwand angeordnet sein. Bevorzugt
sind eine Mehrzahl von Trägerteilen an unterschiedlichen Außenwänden
des Profilknotens angeordnet. In diesem Zusammenhang ist der Profilknoten
so geformt, dass mehrere Außenwände zur Anbindung
verschiedenster Trägerteile bereitgestellt sind. In verschiedensten
Raumrichtungen orientiert können dadurch Trägerteile
relativ einfach und sicher angebracht sein.
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Bevorzugt
ist das zweite Trägerteil an einer Außenwand durch
eine Schweißverbindung befestigt.
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Bevorzugt
ist ein an dem Profilknoten befestigbares Trägerteil ein
Längsträger, insbesondere ein im Hinterwagen des
Fahrzeugs angeordneter Längsträger. Das Fahrzeug
kann mehrere Längsträger-Ebenen umfassen und der
Profilknoten zur Verbindung mehrerer separater Längsträger
vorgesehen sein. Darüber hinaus kann ein an dem Profilknoten befestigbares
Trägerteil auch ein Dachrahmenteil, insbesondere im Hinterwagen
des Fahrzeugs, oder ein Brüstungsträger oder eine
Federabstützung sein. Bevorzugt ist ein in den Hohlprofilbereich
eingestecktes Trägerteil ein Längsträger
und an jeweils verschiedenen Außenwänden des Profilknotens
ist ein Dachrahmenteil und ein Brüstungsträger
und eine Federbeinabstützung befestigt. Insbesondere im
Hinterwagen des Fahrzeugs kann dadurch eine Verbindung von mehreren
unterschiedlichsten Trägerteilen geschaffen werden, welche
durch den Profilknoten zu einer steifen Konstruktion verbunden werden
können, welche auch im Crashfalle, insbesondere bei einem
Heckcrash, eine sehr gute Krafteinleitung und Kraftumleitung gewährleistet.
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Bevorzugt
sind die Trägerteile und der Profilknoten Strangpressteile.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Profilknotens;
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2 eine
perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Profilknotens mit einer Mehrzahl an daran befestigten Trägerteilen;
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3 eine
Schnittdarstellung der 2 entlang der Schnittlinie AA;
und
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4 eine
Schnittdarstellung der Darstellung in 2 entlang
der Schnittlinie BB.
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In
den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den
gleichen Bezugszeichen versehen.
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In
perspektivischer Ansicht ist in 1 ein Profilknoten 1 gezeigt.
Der Profilknoten 1 ist im Ausführungsbeispiel
in einem Hinterwagen eines Fahrzeugs mit einem Heck- oder Mittelmotor
angeordnet und zur Anbindung einer Mehrzahl von Karosserieteilen
ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel sind die Karosserieteile
aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, ausgebildet
und ebenso wie der Profilknoten 1 als Strangpressteile
ausgebildet.
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Der
Profilknoten 1 umfasst ein erstes Profilteil 11 und
ein zweites Profilteil 12. Beide Profilteile 11 und 12 sind
länglich ausgebildet und erstrecken sich mit ihren Längsachsen
in x-Richtung. Der Profilknoten 1 ist einstückig
ausgebildet und die Profilteile 11 und 12 sind
so zueinander positioniert, dass sie in der y-z-Ebene versetzt zueinander
angeordnet sind. Dadurch ist eine stufenartige Struktur des Profilknotens 1 geschaffen.
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Wie
aus der Darstellung in 1 zu erkennen ist, ist das Profilteil 11 als
Hohlprofilbereich ausgebildet und mit einem viereckigen Querschnitt
konzipiert. In diesen Hohlprofilbereich 111 kann ein Trägerteil
zur Befestigung und Verbindung mit dem Profilknoten 1 eingesteckt
werden. Das erste Profilteil 11 weist ein vorderes Ende
mit einem umlaufenden Randbereich 11a auf, wobei dieses
vordere Ende abgeschrägt ausgebildet ist. Das gegenüberliegende hintere
Ende weist einen Randbereich 11b auf, wobei das Profilteil 11 an
diesem hinteren Ende vertikal abgeschnitten ist. Durch die Formgebung
und Anordnung des ersten Profilteils 11 sind darüber
hinaus Außenwände 11c, 11d, 11e und 11f geschaffen,
an denen jeweils weitere Trägerteile befestigbar sind.
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Das
zweite Profilteil 12 ist ebenfalls als Hohlprofil ausgebildet
und umfasst zwei Hohlprofilbereiche 121 und 122.
Auch das zweite Profilteil 12 ist an einem vorderen Ende
abgeschrägt ausgebildet und umfasst einen Randbereich 12a.
Am hinteren Ende ist das zweite Profilteil 12 ebenfalls
vertikal abgeschnitten und im Wesentlichen bündig mit dem
hinteren Ende des ersten Profilteils 12 konzipiert. Ein Randbereich 12b des
hinteren Endes mündet unmittelbar an den Randbereich 11b des
ersten Profilteils 11.
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Des
Weiteren ist die Formgebung des zweiten Profilteils 12 des
Profilknotens 1 so ausgebildet, dass Außenwände 12c, 12d und 12e zum
Anbringen und Verbinden mehrerer weiterer Trägerteile mit
dem Profilknoten vorgesehen sind.
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In 2 ist
in perspektivischer Darstellung ein Profilknoten 1 gemäß der
Ausgestaltung in 1 gezeigt, an dem eine Mehrzahl
an Trägerteilen einer Aluminium-Karosserie eines Fahrzeugs
befestigt sind. In den Hohlprofilbereich 111 des ersten
Profilteils 11 des multifunktionalen Profilknotens 1 ist
ein oberer Längsträger 2 einer oberen
Längsträger-Ebene des Hinterwagens des Fahrzeugs
eingesteckt. Es ist zu erkennen, dass der Längsträger 2 mit
seinem vorderen Ende über die gesamte Länge des
Profilteils 1 in den Hohlprofilbereich 111 eingesteckt
ist. Dieses vordere Ende des Längsträgers 2 ist
somit von dem Profilteil 11 vollständig umlaufend
umgeben. Bevorzugt ist das erste Profilteil 11 und insbesondere
der Hohlprofilbereich 111 so ausgestaltet, dass der Längsträger 2 passgenau
darin angeordnet ist. Des Weiteren ist an einer als Unterseite 12e ausgebildeten
Außenwand des zweiten Profilteils 12 eine Federbeinabstützung 3 befestigt.
Darüber hinaus ist ein Brüstungsträger 4 an
der als Außenwand ausgebildeten Seitenwand 12b des
zweiten Profilteils 12 befestigt. An einer Oberseite 12c des
zweiten Profilteils 12 ist ein Dachrahmenträger 5 befestigt.
Wie zu erkennen ist, ist der Brüs tungsträger 4 und
der Dachrahmenträger 5 in einem stumpfen Winkel
zur Längsachse A des Profilteils 12 angeordnet.
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Des
Weiteren ist ein weiterer Längsträger 6 an
einer als Unterseite 11d ausgebildeten Außenwand
des ersten Profilteils 11 befestigt. Darüber hinaus
ist an der Oberseite 12c des zweiten Profilteils 12 eine
Haltevorrichtung 7 angebracht, mittels welcher der Profilknoten 1 an
einer weiteren Struktur der Karosserie des Fahrzeugs befestigt werden
kann. Wie aus der Darstellung in 2 zu erkennen
ist, ermöglicht die Ausgestaltung des multifunktionalen
Profilknotens 1 das Anbringen einer Vielzahl verschiedenster
Trägerteile, welche darüber hinaus mit unterschiedlichsten
Formgebungen und Orientierungen an diesem Profilknoten 1 befestigt
werden können. Auch komplexeste Anbindungen verschiedener
Trägerteile können durch diesen Profilknoten 1 realisiert werden.
Durch die Ausgestaltung kann erreicht werden, dass bei einer Krafteinwirkung,
insbesondere aufgrund eines Crashs von hinten, die auf den Längsträger 2 eingeleitete
Kraft in die Träger 3 bis 6 geleitet werden
kann.
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In 3 ist
eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie AA gemäß 2 gezeigt.
Der Längsträger 2, welcher in den Hohlprofilbereich 111 eingesteckt
ist, ist mittels einer ersten Schweißnaht 8 und einer
zweiten Schweißnaht 9 mit dem ersten Profilteil 11 fest
verbunden. Die Schweißnaht 8 ist im Ausführungsbeispiel
vollständig umlaufend ausgebildet und im Wesentlichen am
Eintritt und somit am hinteren Ende des Profilteils 11 ausgebildet.
Die zweite Schweißnaht 9 ist ebenfalls vollständig
umlaufend ausgebildet und am vorderen Ende und somit am Randbereich 11a des
ersten Profilteils 11 ausgebildet. Die Schweißnähte 8 und 9 können
auch lediglich teilweise umlaufend ausgebildet sein. Auch eine Mehrzahl
von Schweißpunkten kann jeweils realisiert sein.
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In 4 ist
eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie BB gemäß 2 gezeigt.
In dieser Ansicht ist zu erkennen, dass der Längsträger 2 passgenau
in den Hohlprofilbereich 111 eingesteckt ist. Darüber
hinaus ist zu erkennen, dass das Dachrahmenteil 5 einerseits
an der Oberseite 12c befestigt ist und andererseits stabilisierend
an der Seitenwand 11e des ersten Profilteils 11 abgestützt
ist. Des Weiteren ist der Brüstungsträger 4 neben
der festen Anbringung an der Seitenwand 12b auf einem nach außen
orientierten Steg 12f des zweiten Profilteils 12 aufliegend
angeordnet. Auch dadurch kann die Stabilisierung und Steifheit der
Konstruktion erhöht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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