DE102004033971A1 - Body component as longitudinal or cross-bearer, especially sill, for vehicle has profile parts at least partly formed by rolling metal plate joined at protruding ends to form integral hollow profile enclosing at least 2 chambers - Google Patents

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Abstract

The body component (10) consists of at least two profile parts (11,12,21) at least partly formed by rolling metal plates joined at their protruding flange-like ends (13a,13b,14a,14b) to form an integral hollow profile enclosing at least two chambers (K1,K2). The rolled hollow profile consists of parts of the same or different metals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Karosseriebauteil in Form von aus Metallblechen bestehenden Längs- und/oder Querträger, insbesondere in Form eines Schwellers.The The invention relates to a body component in the form of metal sheets existing longitudinal and / or Crossbeam, especially in the form of a sill.

Um der Zunahme der Fahrzeuggewichte in Folge höherer Sicherheitsanforderungen bezüglich der Steifigkeit der Fahrgastzellen von Kraftfahrzeugen und ihrer Deformationseigenschaften begegnen zu können gelangen im Karosseriebau in zunehmenden Maße Leichtbauwerkstoffe, wie z. B. Aluminiummetalle zum Einsatz. Wie die DE 43 00 398 A1 zeigt ist es bekannt, die tragende Struktur einer Kraftfahrzeugkarosserie aus Leichtmetallprofilen herzustellen, die aus durch Rollformen verformten Aluminiumblechen besteht. Hierzu werden die Aluminiumbleche zu Hohlprofilen rollgeformt und die jeweils rollgeformten Profile durch kraft- und/oder formschlüssiges Verbinden der Blechkanten der verformten Aluminiumbleche zu geschlossenen Profilen verbunden.In order to meet the increase in vehicle weights due to higher safety requirements with respect to the rigidity of the passenger compartments of motor vehicles and their deformation properties to arrive in body construction increasingly lightweight materials, such. B. aluminum metals used. As the DE 43 00 398 A1 shows it is known to produce the supporting structure of a motor vehicle body made of light metal profiles, which consists of deformed by roll forming aluminum sheets. For this purpose, the aluminum sheets are roll-formed into hollow profiles and the respective roll-formed profiles by force and / or positive connection of the sheet edges of the deformed aluminum sheets connected to closed profiles.

Die auf solche Weise hergestellten Karosseriebauteile haben als Hohlprofile eine gute Formsteifigkeit und nehmen bei Verformen durch einen Aufprall viel Aufprallenergie auf.The manufactured in such a way body components have as hollow sections a good stiffness and take in deformation by impact a lot of impact energy.

Es ist auch bekannt als Karosseriebauteile dienende Hohlprofile durch Strangpressen herzustellen.It is also known as body parts serving hollow profiles Produce extrusions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Formsteifigkeit solcher Karosseriebauteile weiter zu erhöhen bei gleichzeitiger Verbesserung von deren Aufbaufolge und der Möglichkeit der optimalen Anpassung an deren Einsatzbereiche im Karosseriebau.Of the Invention is based on the object, the dimensional stability of such Body parts continue to increase while improving their structure and possibility the optimal adaptation to their application in body construction.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.These Task is in accordance with the invention by the features of claim 1 solved.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further Features of the invention will become apparent from the dependent claims.

Infolge der erfindungsgemäßen Kombination von durch Rollformen von Metallblech gebildeten Profilteilen und dem Zusammenfügen dieser Teile durch Verbinden ihrer über die Profilhöhe hinausragenden flanschartigen Blechenden entsteht ein integrales mindestens zwei Kammern einschließendes Hohlprofil sehr hoher Steifigkeit und verbesserter Fähigkeit zur Aufnahme von Aufprallenergie. Gleichzeitig ermöglicht die erfindungsgemäße Ausbildung der Rollprofile aus gleichem oder unterschiedlichen Material, eine Verbesserung der Aufbaufolge von Längs- und/oder Querträgern einer solchen Karosserie, insbesonders bei ihrer Anwendung als Schweller. Es ist nunmehr eine optimale Anpassung der Profile an die unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich Aufnahme von Verformungsarbeit bei einem Aufprall und hinsichtlich geforderter Karosseriegestaltung der als Innen- und Außenschweller bezeichneten Teile eines solchen Schwellers einfacher als bisher möglich. Infolge der Anwendung der Rollverformung können die genannten Profilteile in ihrer Kontur beliebig ausgebildet sein, wobei lediglich dafür Sorge zu tragen ist, dass mindestens zwei bzw. drei Kammern von den rollverformten Metallblechen umfasst sind. Die Aufteilung des Gesamtprofils in mindestens zwei Profilteile ermöglicht ferner überraschend einfach durch unterschiedliche Gestaltung und unterschiedliche Wahl der Materialstärke deren optimale Anpassung an die Aufgaben, die z. B. an einen Innenschweller und an einen Außenschweller hinsichtlich zu gestaltender Struktur und angreifender Verformungskräfte einer damit ausgestatteten Karosserie gestellt werden. Dies gilt auch für die Verwendung als Längs- oder Quer- bzw. Sitzquerträger da auch hier eine Trennung zwischen Unterbau und Aufbau mit unterschiedlichen Materialien, z. B. Aluminium für den Aufbau und Stahl für den Unterbau, durchführbar ist.As a result the combination of by roll forming of sheet metal formed profile parts and the Put together these parts by connecting their projecting beyond the profile height flange-like sheet ends creates an integral at least two Chamber enclosing hollow profile very high stiffness and improved impact energy absorption capacity. At the same time allows the training of the invention the rolling profiles of the same or different material, one Improvement of the construction sequence of longitudinal and / or cross members of a Such bodywork, especially in its application as a sill. It is now an optimal adaptation of the profiles to the different Requirements for absorbing deformation work in one Impact and in terms of required body design of the interior as and outside skirts designated parts of such a sill easier than before possible. As a result of the application of roll deformation, the profile parts mentioned be formed arbitrarily in their contour, only care To carry is that at least two or three chambers of the rollformed Metal sheets are included. The distribution of the overall profile in allows at least two profile parts furthermore surprisingly simply by different design and different choice the material thickness their optimal adaptation to the tasks that z. B. to an inner skirts and to an outside sill regarding structure to be designed and attacking deformation forces of a equipped body are provided. this is also valid for the Use as longitudinal or Transverse or seat cross member because here too a separation between substructure and structure with different Materials, eg. B. aluminum for the construction and steel for the substructure, feasible is.

Schließlich kann das erfindungsgemäße Holprofil auch aus einem rollgeformten und aus einem stranggepressten Profilteil zusammen gefügt sein.Finally, can the Holprofil invention also from a roll-formed and from an extruded profile part be together.

Das erfindungsgemäße Profil bietet also viele Vorteile, insbesonders auch in der Anbindung an benachbarte Karosserieteile.The profile according to the invention offers many advantages, especially in the connection to neighboring Body parts.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:The The invention is described below with reference to two in the drawing embodiments described. Show it:

1 ein erstes im Querschnitt dargestelltes zwei Kammern einschließendes aus einzelnen Profilteilen bestehendes Profil für ein Karosseriebauteil in Form eines Schwellers und 1 a first shown in cross-section two chambers enclosing consisting of individual profile parts profile for a body component in the form of a sill and

2 ein zweites im Querschnitt dargestelltes Ausführungsbeispiels eines Karosseriebauteils gemäß 1 mit drei Kammern. 2 a second embodiment shown in cross-section of a body component according to 1 with three chambers.

Ein in 1 im Querschnitt dargestelltes Karosseriebauteil 10 vorgegebener Längenausdehnung besteht aus zwei Profilteilen 11 und 12 im beschriebenen Ausführungsbeispiel aus Aluminiumblech. Die Kontur des Profilteiles 12 ist durch Rollverformung hergestellt; das Profilteil 11 ist durch Strangpressen hergestellt wurde. Jedes Profilteil weist über deren Profilhöhe hinausragende flanschartige Enden 13a, 13b, 14a und 14b auf, nach deren form- und/oder kraftschlüssigen Zusammenfügen – z. B. durch Bördeln oder Schweißen – , die genannten Profilteile 11 und 12 ein integrales zwei Kammern K1, K2 einschließendes Hohlprofil bilden, das als Karosseriebauteil 10 Verwendung findet. Hierbei ist das rollgeformte eine Profilteil 11 U-förmig mit ungleichlangen Schenkelteilen 15a, 15b ausgebildet, die sich an ein Stegteil 16 anschließen. Das zweite Profilteil 12 ist ebenfalls U-förmig ausgebildet mit ungleichlangen Schenkelteilen 18, 19 und einem ebenfalls U-förmigen Steg 21, der im Abstand zu dem langen Schenkelteil 15b des im Querschnitt etwa napfförmigen Profilteils 12 und über einen kurzen Bereich im Abstand zu dem Stegteil 16 des ersten Profilteiles 11 angeordnet ist. Dieser Steg 21 schließt eine im Querschnitt etwa trapezförmige Kammer K2 ein, während die andere im Querschnitt ebenfalls trapezförmige Kammer K1 im Zusammenwirken mit dem Profilteil 11 gebildet ist.An in 1 shown in cross-section body component 10 given length extension consists of two profile parts 11 and 12 in the described embodiment of aluminum sheet. The contour of the profile part 12 is manufactured by roll deformation; the profile part 11 has been produced by extrusion. Each profile part has over its profile height protruding flange-like ends 13a . 13b . 14a and 14b on, after their form and / or non-positive joining - z. B. by crimping or welding -, said profile parts 11 and 12 an integral two-chamber K1, K2 enclosing hollow section, which is used as a body component 10 Use finds. Here, the rollformed is a profile part 11 U-shaped with uneven leg parts 15a . 15b formed, which is attached to a web part 16 connect. The second profile part 12 is also U-shaped with unequal length leg parts 18 . 19 and a likewise U-shaped footbridge 21 , which is in the distance to the long leg part 15b of the approximately cup-shaped profile part in cross section 12 and over a short distance from the web part 16 of the first profile part 11 is arranged. This jetty 21 includes a cross-sectionally approximately trapezoidal chamber K2, while the other in cross section also trapezoidal chamber K1 in cooperation with the profile part 11 is formed.

Die vorstehend beschriebenen, ein Gesamtprofil bildenden Profilteile 11 und 12 des Karosseriebauteils 10 sind hier integrale Teile eines sogenannten Schwellers, von denen das Profilteil 11 den Innenschweller und das Profilteil 12 den Außenschweller des Schwellers für eine hier nicht dargestellte, da nicht zur Erfindung gehörende, Karosserie bilden. Infolge der getrennten Formung von Profilteil 11 und 12 können diese sowohl in Kontur als auch in Materialstärke an vorgegebene Karosserieparameter optimal angepasst werden. Es sind aber auch andere Metallbleche, z. B. aus Stahl, hierfür geeignet. Es können aber auch Kombinationen von Metallblechen unterschiedlichen Materials Anwendung finden, z. B. Aluminiumblech für die Bereiche, die dem Aufbau und Stahlblech für die Bereiche, die dem Unterbau der Karosserie zuzuordnen sind.The above-described, an overall profile forming profile parts 11 and 12 of the bodywork component 10 Here are integral parts of a so-called sill, of which the profile part 11 the inner sill and the profile part 12 form the outer sill of the sill for not shown here, as not part of the invention, body. Due to the separate shaping of profile part 11 and 12 These can be optimally adapted to specified body parameters both in terms of contour and material thickness. But there are also other metal sheets, z. As steel, suitable for this. But it can also find combinations of metal sheets of different materials application, z. B. aluminum sheet for the areas that are the structure and steel sheet for the areas that are assigned to the substructure of the body.

Das zweite in 2 im Querschnitt dargestellte Ausführungsbeispiel eines Karosseriebauteils 20 bildet hier ebenfalls einen Schweller und besteht ebenfalls aus zwei Profilteilen 21 und 22 aus Aluminiumblech, deren Kontur jeweils durch Rollverformen hergestellt wurde. Jedes Profilteil weist über deren Profilhöhe hinausragende flanschartige Enden 23a, 23b und 24a, 24b auf, nach deren form- und/oder kraftschlüssigen Zusammenfügen – z. B. durch Bördeln oder Schweißen – ebenfalls ein integrales aber drei Kammern K1, K2 und K3 einschließendes Profil entsteht, das das Karosseriebauteil 20 darstellt. Hierbei ist das rollgeformte Profilteil 21 U-förmig mit ungleich langen Schenkeln 25a und 25b ausgebildet, die sich an ein Stegteil 26 anschließen. In das Stegteil 26 sind zwei siekenförmige Falze 28a und 28b eingeformt.The second in 2 illustrated in cross section embodiment of a body component 20 here also forms a sill and also consists of two profile parts 21 and 22 made of aluminum sheet, the contour of each was produced by roll forming. Each profile part has over its profile height protruding flange-like ends 23a . 23b and 24a . 24b on, after the positive and / or non-positive joining - z. B. by crimping or welding - also an integral but three chambers K1, K2 and K3 enclosing profile is formed, which is the body component 20 represents. Here is the roll formed profile part 21 U-shaped with unequal length thighs 25a and 25b formed, which is attached to a web part 26 connect. In the web part 26 are two spiral-shaped folds 28a and 28b formed.

Das zweite rollgeformte Profilteil 22 ist zwecks Bildung der Kammern K2 und K3 Doppel S-förmig gefaltet und bildet mit seinem im Querschnitt becherförmig ausgebildeten Teil im Zusammenwirken mit dem Profilteil 21 die Kammer K1 sobald beide Profilteile an ihren flanschartigen Enden 23 und 24 miteinander fest verbunden sind. Hierbei greift das Profilteil 22 mittels einem an dem dem Profilteil 21 zugewandten Teil des Profilteiles 22 befindlichen siekenförmigen Falz 29 in den Bereich 28b des siekenförmigen Falzes 28 des Profilteils 21 ein und sind zwecks Versteifung der Profilteile Schweißverbindungen S1, S2 und S3 zwischen einander berührenden Flächenbereichen F1, F2 und F3 der Profilteile 21/22 bzw. der Doppel S-förmigen Faltung des Profilteiles 22 vorgesehen.The second roll-formed profile part 22 is for the purpose of forming the chambers K2 and K3 double S-shaped folded and forms with its cup-shaped in cross section part in cooperation with the profile part 21 the chamber K1 as soon as both profile parts at their flange-like ends 23 and 24 are firmly connected to each other. This engages the profile part 22 by means of a on the profile part 21 facing part of the profile part 22 located die-shaped fold 29 in the area 28b the die-shaped fold 28 of the profile part 21 and are for the purpose of stiffening the profile parts welded joints S1, S2 and S3 between contacting surface areas F1, F2 and F3 of the profile parts 21 / 22 or the double S-shaped folding of the profile part 22 intended.

1010
Karosseriebauteilbody component
1111
Profilteilprofile part
1212
Profilteilprofile part
13a13a
flanschartiges Endeflange-like The End
13b13b
flanschartiges Endeflange-like The End
14a14a
flanschartiges Endeflange-like The End
14b14b
flanschartiges Endeflange-like The End
15a15a
Schenkelleg
15b15b
Schenkelleg
1616
Stegteilweb member
1818
Schenkelteilleg part
1919
Schenkelteilleg part
2020
Karosseriebauteilbody component
2121
Profilteilprofile part
2222
Profilteilprofile part
23a23a
flanschartiges Endeflange-like The End
23b23b
flanschartiges Endeflange-like The End
24a24a
flanschartiges Endeflange-like The End
24b24b
flanschartiges Endeflange-like The End
25a25a
Schenkelleg
25b25b
Schenkelleg
2626
Stegteilweb member
28a28a
SiekeSieke
28b28b
SiekeSieke
2929
SiekeSieke
S1S1
Schweißverbindungwelded joint
S2S2
Schweißverbindungwelded joint
S3S3
Schweißverbindungwelded joint
F1F1
Flächenbereicharea
F2F2
Flächenbereicharea
F3F3
Flächenbereicharea
K1K1
Kammerchamber
K2K2
Kammerchamber
K3K3
Kammerchamber

Claims (9)

Als Längs- oder Querträger ausgebildetes Karosseriebauteil, insbesondere in Form eines Schwellers, bestehend aus mindestens zwei zumindest teilweise durch Rollformen von Metallblechen gebildeten Profilteilen (11, 12, 21, 22), die nach Zusammenfügen ihrer über ihrer Profilhöhe hinausragenden flanschartigen Enden (13, 14, 23, 24) ein mindestens zwei Kammern (K1, K2) umschließendes integrales Hohlprofil (10) bilden.As a longitudinal or transverse beam formed body component, in particular in the form of a sill, consisting of at least two profile parts formed at least partially by roll forming of metal sheets ( 11 . 12 . 21 . 22 ), which after joining their over their profile height projecting flange-like ends ( 13 . 14 . 23 . 24 ) an at least two chambers (K1, K2) enclosing integral Hollow profile ( 10 ) form. Karosseriebauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rollgeformte Hohlprofil (10) aus Profilteilen von gleichen oder unterschiedlichen Metall (Nichteisen/Eisenmetall) gebildet ist.Body component according to claim 1, characterized in that the roll-formed hollow profile ( 10 ) is formed from profile parts of the same or different metal (non-ferrous / ferrous metal). Karosseriebauteil nach Anspruch 1 mit mindestens zwei durch Rollformen von Aluminiumblech gebildeten Profilteilen, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Profilteile (22) zwei Kammern (K2, K3) derart umschließt, dass nach Zusammenfügen der Profilteile (21, 22) durch Verbinden ihrer der ihrer Profilhöhe hinausragenden flanschartigen Enden (23, 24) vom Gesamtprofil (20) mindestens drei Kammern (K1, K2, K3) eingeschlossen sind.Bodywork component according to claim 1 with at least two profile parts formed by roll forming of aluminum sheet, characterized in that one of the profile parts ( 22 ) encloses two chambers (K2, K3) such that after joining the profile parts ( 21 . 22 ) by connecting their profile height protruding flange ( 23 . 24 ) of the overall profile ( 20 ) at least three chambers (K1, K2, K3) are included. Karosseriebauteil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Profilteil (11, 21) des Hohlprofils (10) U-förmig mit ungleichlangen Schenkelteilen (15, 25) als Strangpressteil ausgebildet ist und dass das zweite rollgeformte Profilteil (12, 22) zumindest teilweise napfförmig mit einem in den von den Schenkelteilen (15, 25) des ersten Profilteiles (11, 21) ragenden eine Kammer (K2) einschließenden Steg (21) ausgebildet ist.Bodywork component according to claims 1 and 2, characterized in that the one profile part ( 11 . 21 ) of the hollow profile ( 10 ) U-shaped with uneven leg portions ( 15 . 25 ) is formed as an extruded part and that the second roll-formed profile part ( 12 . 22 ) at least partially cup-shaped with a in the of the leg parts ( 15 . 25 ) of the first profile part ( 11 . 21 ) projecting a chamber (K2) enclosing web ( 21 ) is trained. Karosseriebauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine rollgeformte Profilteil (21) des Hohlprofils (20) U-förmig mit ungleichlangen Schenkeln (25) und mit siekenförmigen Falzen (28) in dem Stegbereich (26) ausgebildet ist und dass das zweite rollgeformte Profilteil (22) zwei rollgeformte Kammern (K1, K2) und nach dem Zusammenfügen mit dem ersten Profilteil (21) eine dritte Kammer (K3) einschließt.Bodywork component according to claim 1, characterized in that the one roll-formed profile part ( 21 ) of the hollow profile ( 20 ) U-shaped with unequal length thighs ( 25 ) and with die-shaped folds ( 28 ) in the land area ( 26 ) is formed and that the second roll-formed profile part ( 22 ) two roll-formed chambers (K1, K2) and after assembly with the first profile part ( 21 ) includes a third chamber (K3). Karosseriebauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Profilteil (22) einen mit dem ersten Profilteil (21) zusammenwirkenden siekenförmigen Falz (29) aufweist.Body component according to claim 5, characterized in that the second profile part ( 22 ) one with the first profile part ( 21 ) cooperating die-shaped fold ( 29 ) having. Karosseriebauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Profilteilen (11, 12, 21, 22) jeweils umschlossenen Kammern (K1, K2, K3) im Querschnitt im Wesentlichen trapezförmig ausgebildet sind.Body component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the profile parts ( 11 . 12 . 21 . 22 ) each enclosed chambers (K1, K2, K3) are formed in cross-section substantially trapezoidal. Karosseriebauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das eine Profilteil (11, 21) des Hohlprofils (10, 20) als Innenschweller und das andere Profilteil (12, 22) als Außenschweller einer damit auszustattenden Karosserie ausgebildet ist.Body component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the one profile part ( 11 . 21 ) of the hollow profile ( 10 . 20 ) as inner skirts and the other profile part ( 12 . 22 ) is designed as an outer rocker of a body to be equipped with it. Karosseriebauteil nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärken der rollgeformten Metallbleche für Innen- und Außenschweller unterschiedlich sind.Body component according to claims 1 to 8, characterized that the material thickness of the roll formed metal sheets for Interior and exterior skirts are different.
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