-
Die
Erfindung betrifft ein Trägerhohlprofil
insbesondere für
einen Seitenschweller eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
-
Aus
dem Serienfahrzeugbau von Personenkraftwagen ist es als bekannt
zu entnehmen, dass Seitenschweller ein Trägerhohlprofil aufweisen, bei dem
ein umlaufend geschlossenes, die Außenkontur des Trägerhohlprofils
bildendes Außenprofil
mit einem das Trägerhohlprofil
aussteifenden Innenprofil verbunden ist. Dabei sind die Wandbereiche
des Außenprofils
im Wesentlichen eben und winklig zueinander angeordnet und durch
innerhalb des Außenprofils
angeordnete Wandbereiche des Innenprofils ausgesteift. Die Wandbereiche
des Innenprofils unterteilen üblicherweise
das Trägerhohlprofil
in mehrere Holkammern, und sind selbst als ebene Stege bzw. Wände ausgebildet,
welche zwischen den außenliegenden
Wandbereichen des Außenprofils
verlaufen. In der klassischen Bauweise ist das Trägerhohlprofil
dabei aus einer Mehrzahl von Blechteilschalen hergestellt, welche
beispielsweise mittels von Schweißverbindungen aneinander befestigt
sind. Bei alternativen Ausgestaltungen ist es darüber hinaus üblich, derartige
Trägerhohlprofile
durch zusammengefügte
Innenprofile und Außenprofile
zu bilden, welche zuvor mittels eines Strangpressverfahrens und/oder
eines Innenhochdruckumformverfahrens ausgebildet worden sind.
-
Als
nachteilig bei den bisher bekannten Trägerhohlprofilen ist jedoch
der Umstand anzusehen, dass diese zwar hinsichtlich ihrer Biegesteifigkeit
hinreichend steif bzw. stabil ausgebildet sind. Insbesondere hinsichtlich
ihrer Torsionssteifigkeit besteht jedoch ein deutlicher Verbesserungsbedarf.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Trägerhohlprofil der eingangs
genannten Art zu schaffen, welches insbesondere eine verbesserte
Torsionssteifigkeit aufweist.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Trägerhohlprofil
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
mit zweckmäßigen und
nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen beschrieben.
-
Um
insbesondere die Torsionssteifigkeit des Trägerhohlprofils beispielsweise
zum Einsatz bei einem Seitenschweller eines Personenkraftwagens
zu erhöhen,
ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das Innenprofil zumindest bereichsweise von einem Wandbereich
gebildet ist, welcher im Querschnitt im Wesentlichen bogenförmig ausgebildet
ist. Mit anderen Worten ist es also erfindungsgemäß vorgesehen, das
innerhalb des Außenprofils
angeordnete Innenprofil zumindest bereichsweise mit einem runden bzw.
bogenförmigen
Querschnitt auszubilden. In einer einfachsten Ausführungsform
wäre es
hierzu beispielsweise denkbar, ein als Rohrprofil gestaltetes Innenprofil
innerhalb der durch das Außenprofil
gebildeten Hohlkammer anzuordnen.
-
Das
im inneren des Außenprofils
angeordnete, im Querschnitt zumindest bereichsweise bogenförmige bzw.
annähernd
kreisförmige
Innenprofil weist dabei durch seine Geometrie eine optimale Torsionssteifigkeit
auf. Durch die gemeinsame Integration des Außenprofils und des Innenprofils
ist es somit auf vorteilhafte Weise möglich, eine gleichermaßen gute
Biegesteifigkeit wie auch Torsionssteifigkeit des Trägerhohlprofils
insgesamt zu erreichen. Hierdurch kann beispielsweise beim Einsatz
des Trägerhohlprofils
als Seitenschweller sowohl lokal wie auch global die gesamte Biege-
und Torsionssteifigkeit der Karosserie des Kraftwagens erhöht werden,
was zu einem verbesserten und sportlicheren Fahrverhalten des Kraftwagens
führt.
-
In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich darüber hinaus
als vorteilhaft gezeigt, das Innenprofil bereichsweise von Wandbereichen
bilden zu lassen, welche im Querschnitt im Wesentlichen eben ausgebildet
sind. Hierdurch wird insgesamt ein Innenprofil erreicht, welches
optimal sowohl an die Erfordernisse hinsichtlich der Biegesteifigkeit
wie auch der Torsionssteifigkeit angepasst ist.
-
Sind
darüber
hinaus das Außenprofil
und das Innenprofil bereichsweise von einem gemeinsamen Wandbereich
gebildet, so lässt
sich ein besonders gewichtsgünstiges
Trägerhohlprofil
herstellen.
-
Darüber hinaus
hat es sich als vorteilhaft gezeigt, das Außen- und Innenprofil durch
mindestens eine Stützrippe
miteinander zu verbinden. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen,
dass einzelne Wandbereiche des Innenprofils am Außenprofil
abgestützt
sind. Hierdurch wird insgesamt nicht nur eine steife Abstützung einzelner
Wandbereiche des Innenprofils am Außenprofil geschaffen, sondern
die gesamte Biege- und Torsionssteifigkeit des Trägerhohlprofils
positiv beeinflusst.
-
Als
zur Abstützung
des Innenprofils am Außenprofil
besonders geeignet haben sich Stützrippen gezeigt,
die im Querschnitt im Wesentlichen eben ausgebildet sind und vorzugsweise
nahe eines Eckbereichs an das Außenprofil angeschlossen sind. Durch
die endseitige Anordnung der Stützrippen nahe
eines Eckbereiches des Außenprofils
wird eine besonders steife Festlegung der Stützrippe am Außenprofil
erreicht.
-
Als
weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, die mindestens eine Stützrippe
derart zu orientieren, dass diese auf einen mittleren Bereich des
Innenprofils zu ausgerichtet ist. Mit anderen Worten sind die Stützrippen
vorzugsweise so angeordnet, dass ihre gedachte Verlängerung
durch einen zentralen Bereich des etwa rund ausgebildeten Innenprofils
verläuft.
-
Das
Außenprofil
des Trägerhohlprofils
ist vorzugsweise von im Wesentlichen ebenen Wandbereichen gebildet.
Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Kombination eines aus
ebenen Wandbereichen bestehenden und im Querschnitt mehreckig ausgebildeten
Außenprofil
mit einem zumindest bereichsweise runden Innenprofil geschaffen
werden, wobei das Außenprofil
insbesondere zur Aufnahme von Biegekräften bzw. Biegespannungen und
das Innenprofil insbesondere zur Aufnahme von Torsionskräften bzw.
Torsionsspannungen dient. Insbesondere durch die erfindungsgemäß zwischen
dem Außenprofil
und dem Innenprofil angeordneten Stützrippen wird dabei eine kraftflussgerechte
Verbindung der beiden Profile gewährleistet, welche beispielsweise im
Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Trägerhohlprofils
beispielsweise bei einer Kollision des Personenkraftwagens zu einer
besonders guten Stabilität
führt.
-
Ein
besonders stabiles Trägerhohlprofil
kann darüber
hinaus geschaffen werden, wenn die Wandbereiche des Außenprofils
eine größere Wanddicke aufweisen
als die Wandbereiche des Innenprofils. Erfahrungsgemäß wird gerade
das Außenprofil
durch die einwirkenden Biegekräfte
erheblich belastet, so dass dessen Wandbereiche eine hinreichend
große Wanddicke
aufweisen müssen.
Die Wandbereiche des Innenprofils können dagegen eine etwas geringere
Wanddicke aufweisen, wodurch sich ein gewichtsgünstigeres Trägerhohlprofil
realisieren lässt.
-
Schließlich hat
sich als vorteilhaft gezeigt, das – eine zumindest annähernd runde
Gesamtkontur bildende – Innenprofil
im Querschnitt so groß zu gestalten,
dass dieses bis an das Außenprofil
heranragt. Hierdurch ist für
das Innenprofil eine optimale Nutzung des durch das Außenprofil
eingeschlossenen Hohlraums gegeben, wodurch sich eine besonders
hohe Torsionssteifigkeit realisieren lässt.
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt:
Eine schematische
Schnittansicht durch ein Trägerhohlprofil
für einen
Seitenschweller eines Personenkraftwagens, der ein umlaufend geschlossenes,
die Außenkontur
des Trägerhohlprofils
bildendes Außenprofil
und ein dieses aussteifendes, bereichsweise rundes Innenprofil umfasst.
-
Ein
Trägerhohlprofil
eines Seitenschwellers für
einen Personenkraftwagen umfasst im Wesentlichen ein Außenprofil 10 mit
zwei vertikalen Wandbereichen 12, 14, welche über einen
oberen Wandbereich 16 und einen unteren Wandbereich 18 miteinander
verbunden sind. Der obere und der untere Wandbereich 16, 18 umfassen
jeweils eine Stufe 20, 22 und sind demgemäß im Wesentlichen
S-förmig gestaltet.
Aus der Figur ist erkennbar, dass die Wandbereiche 12, 14, 16, 18 des
Außenprofils 10 allesamt zumindest
annähernd
eine gleiche Wanddicke aufweisen.
-
Oberseitig
des oberen Wandbereichs 16 steht ein Verbindungsflansch 24 erhaben
ab, der mit einer Seitenwand der Kraftwagenkarosserie zu verbinden
ist. Das Außenprofil 10 bzw.
das gesamte Trägerhohlprofil
sind durch ein Innenprofil 26 ausgesteift, welches vorliegend
im Wesentlichen zwei Wandbereiche 28, 30 umfasst,
die im Querschnitt im Wesentlichen bogenförmig ausgebildet sind. Der obere
bogenförmige
Wandbereich 30 des Innenprofils 26 verbindet dabei
die beiden vertikal verlaufenden Wandbereiche 12, 14 des
Außenprofils 10.
Der untere bogenförmige
Wandbereich 28 des Innenprofils 26 verläuft vom
vertikalen Wandbereich 14 bis etwa mittig des unteren Wandbereichs 18.
Die beiden bogenförmigen
Wandbereiche 28, 30 grenzen dabei am vertikalen
Wandbereich 14 aneinander an. An der Verbindungsstelle
des unteren bogenförmigen Wandbereichs 28 mit
dem unteren Wandbereich 18 des Außenprofils 10 ist
ein weiterer Wandbereich 32 des Innenprofils 26 angeschlossen,
der jedoch im Unterschied zu den beiden bogenförmigen Wandbereichen 28, 30 eben
ausgebildet ist. Der ebene Wandbereich 32 begrenzt dabei
eine im Querschnitt dreieckförmige
Hohlkammer 34.
-
Aus
der Figur ist erkennbar, dass das Innenprofil 26 aus den
bogenförmigen
Wandbereichen 28, 30, dem ebenen Wandbereich 32 sowie – zwischen der
Anschlussstelle des bogenförmigen
Wandbereichs 30 und der Anschlussstelle des ebenen Wandbereichs 32 – dem Wandbereich 12 des
Außenprofils 10 gebildet
ist. Mit anderen Worten dient der vertikal verlaufende Wandbereich 12 sowohl
zum Schließen des
Außenprofils 10 wie
auch des Innenprofils 26. Es ist jedoch aus der Figur erkennbar,
dass durch die bogenförmigen
Wandbereiche 28, 30 und die ebenen Wandbereiche 32, 12 insgesamt
ein im Querschnitt bereichsweise bogenförmiges Innenprofil 26 geschaffen
ist, welches besonders gut zur Aufnahme von Torsionskräften geeignet
ist. Das im Wesentlichen aus ebenen Wandbereichen 12, 14, 16, 18 gebildete
Außenprofil 10 ist
hingegen besonders gut zur Aufnahme von Biegekräften ausgebildet. Durch die Integration
des Außenprofils 10 und
des Innenprofils 26 ergibt sich somit ein Trägerprofil,
welches gleichermaßen
biegesteif und torsionssteif ausgebildet ist.
-
Die
bogenförmigen
Wandbereiche 28, 30 sind über Stützrippen 36, 38, 40, 42 gegenüber dem Außenprofil 10 festgelegt
bzw. abgestützt.
Die Stützrippen 36, 38, 42 schließen dabei
nahe eines jeweiligen Eckbereichs an das Außenprofil 10 an. Dabei sind
die Stützrippen 36, 38, 40, 42 im
Querschnitt im Wesentlichen eben ausgebildet und so orientiert, dass
ihre gedachte Verlängerung
auf einen mittleren bzw. zentralen Bereich des Innenprofils 26 ausgerichtet
ist. Diese im Wesentlichen diagonale Anordnung der Stützrippen 36, 38, 40, 42 ermöglichen
eine kraftschlussgerechte Verbindung des Innenprofils 26 mit
dem Außenprofil 10 und
eine besonders stabile Ausgestaltung des Trägerhohlprofils insbesondere im
Crashlastfall.
-
Da
sich die Wandbereiche 28, 30, 32 des eine
zumindest etwa runde Gesamtkontur aufweisenden Innenprofils 26 im
Querschnitt bis an das Außenprofil 10 bzw.
dessen Wandbereiche 12, 14, 16, 18 erstrecken,
weist dieses einen annähernd
maximalen Rundquerschnitt auf. Somit ist ein Trägerhohlprofil mit einer sehr
guten Torsionssteifigkeit geschaffen. Die Wandbereiche 28, 30, 32 des
Innenprofils 26 weisen dabei eine geringere Wanddicke auf
als die Wandbereiche 12, 14, 16, 18 des
Außenprofils 10. Deren
Wanddicke ist jedoch ausreichend, um eine hinreichende Torsionssteifigkeit
des Trägerhohlprofils
bereitstellen zu können.
-
Im
Rahmen der Erfindung als mitumfasst ist es zu betrachten, dass einzelne
Ecken – wie
beispielsweise im Bereich der Stützrippe 38 – des Außenprofils 10 auch
abgerundet bzw. mit einem Radius versehen sein können. Im Rahmen der Erfindung als
weiter mitumfasst ist es zu betrachten, dass das Innenprofil 26 natürlich auch
vollständig
aus einem umlaufenden bogenförmigen
Wandbereich gebildet sein kann. Dabei ist es auch denkbar, dass
das Innenprofil 26 nicht unmittelbar mit dem Außenprofil 10 in
Kontakt steht, sondern vielmehr lediglich über eine Anzahl von Stützrippen 36, 38, 40, 42.
-
Das
Trägerhohlprofil
kann beispielsweise aus einer Aluminium- oder Metalllegierung gefertigt sein.
Gleichfalls ist es jedoch auch denkbar, einen entsprechend stabilen
Kunststoff zu verwenden. Dabei können
die einzelnen Wandbereiche 12, 14, 16, 18; 28, 30, 32 sowohl
einteilig wie auch mehrteilig und zusammengefügt ausgebildet sein. Insbesondere
bietet sich zur Herstellung des Trägerhohlprofils bzw. deren Einzelteile
ein Strangpressverfahren und anschließendes Innenhochdruckumformverfahren an.