DE102006036854A1

DE102006036854A1 - Tragstrukturen für Personenfahrzeuge

Info

Publication number: DE102006036854A1
Application number: DE200610036854
Authority: DE
Inventors: Jürgen HULBERT; Klaus Labbe
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2008-02-14

Abstract

Ein Tragprofil (1) für eine Karosserie eines Kraftfahrzeuges mit einem im Querschnitt U-förmigen Profilelement (7) weist zwei winkelförmige Profilteile (11, 12) auf. Die Profilteile (11, 12) haben in einem Boden (10) des U-förmigen Profilelementes (7) einen Überlappungsbereich (13), an dem sie untereinander verbunden sind. Freie Enden von von dem Boden (10) abstehenden Seitenstegen (8, 9) sind über einen Quersteg (14) miteinander verbunden. Die Profilteile (11, 12) weisen unterschiedliche Materialstärken auf. Eines der Profilteile (11) weist eine rillenförmige Verprägung (6) zur Versteifung auf. Das Tragprofil (1) lässt sich hierdurch besonders einfach mit einer vorgesehenen Festigkeit fertigen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Tragprofil für eine Karosserie eines Kraftfahrzeuges mit einem im Querschnitt U-förmigen Profilelement, mit einem Boden des Profilelementes und von dem Boden abstehenden Seitenstegen des Profilelementes.
Solche Tragprofile werden bei Karosserien heutiger Kraftfahrzeuge häufig eingesetzt und sind beispielsweise als Längsträger aus der DE 102 31 807 A1 bekannt. Bei diesem Längsträger ist ein kastenförmiges Trägerteil mit einem Verstärkungselement versehen. Solche kastenförmige Trägerteile werden häufig aus zwei U-förmigen Profilelementen gefertigt, deren Seitenstege Flansche aufweisen. An den Flanschen werden die Profilelemente miteinander verbunden.
Alternativ sind aus der Praxis Tragprofile bekannt, deren U-förmiges Profilelement an den freien Enden der Seitenstege mit einem Querprofil miteinander verbunden sind.
Nachteilig bei den bekannten Tragprofilen ist, dass die U-förmigen Profilelemente nur sehr schwierig aus Blech im Tiefziehverfahren zu fertigen sind. Die Fertigungstechnik begrenzt damit die Profiltiefe des U-förmigen Profilelementes und begrenzt damit die Steifigkeit des Tragprofils. Weiterhin sind Verstärkungselemente in dem U-förmigen Profilelement nur schwierig und damit aufwändig zu montieren.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Tragprofil der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass es besonders kostengünstig zu fertigen ist und bei möglichst geringem Aufwand mit einer hohen Steifigkeit gefertigt werden kann.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwei Profilteile des U-förmigen Profilelementes jeweils einen der Seitenstege und einen Teil des Bodens aufweisen, dass die Teile des Bodens der Profilteile einen in der Ebene des Bodens liegenden Überlappungsbereich aufweisen und dass die Profilteile im Überlappungsbereich miteinander verbunden sind.
Durch diese Gestaltung setzt sich das U-förmige Profilelement im einfachsten Fall aus zwei Winkeln zusammen, welche an einer Seite überlappen und miteinander verbunden werden. Dies führt zunächst zu einer hohen Stabilität des Bodens des erfindungsgemäßen Tragprofils. Die winkelförmigen Profilteile lassen sich besonders einfach mit nahezu beliebigen Abmessungen fertigen. Daher kann das U-förmige Profilelement mit einer besonders großen Profiltiefe versehen werden. Damit weist das erfindungsgemäße Tragprofil eine besonders hohe Steifigkeit auf, wobei der Aufwand zur Fertigung besonders gering ist.
Ein besonders steifes Kastenprofil lässt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach erzeugen, wenn die dem Boden abgewandten Enden der Seitenstege der Profilteile über einen Quersteg mitenander verbunden sind.
Eine vorteilhafte Versteifung eines ebenen Karosserieteils mit dem erfindungsgemäßen Tragprofil gestaltet sich konstruktiv besonders einfach, wenn die dem Boden abgewandten Enden der Seitenstege jeweils einen Flansch aufweisen und wenn der Quersteg mit den Flanschen der Seitenstege verbunden ist. Durch diese Gestaltung kann beispielsweise ein Bodenblech der Karosserie des Kraftfahrzeuges mit dem erfindungsgemäßen Tragprofil einfach versteift werden, indem die Flansche der Seitenstege an dem Bodenblech befestigt werden.
Zur Vereinfachung der Erzeugung des steifen Kastenprofils trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn der Quersteg im Querschnitt U-förmig gestaltet und Schenkel des Quersteges mit den Seitenstegen der Profilteile verbunden sind.
Zur Erhöhung der Steifigkeit des erfindungsgemäßen Tragprofils trägt es bei, wenn die Seitenstege der Profilteile Verprägungen aufweisen.
Das erfindungsgemäße Tragprofil weist eine besonders hohe Biegesteifigkeit auf, wenn die Verprägungen rillenförmig gestaltet sind.
Das erfindungsgemäße Tragprofil lässt sich für unterschiedliche Anforderungen mit den vorgesehenen Steifigkeiten in unterschiedlichen Belastungsrichtungen anpassen, wenn die Profilteile eine unterschiedliche Materialstärke aufweisen. Hierdurch kann das erfindungsgemäße Tragprofil an dem Profilteil mit einer entsprechend hohen Materialstärke versehen werden, an dem eine besonders hohe Festigkeit erforderlich ist. Umgekehrt kann auch für einen vorgesehenen Leichtbau eine geringer Materialstärke eingesetzt werden, wenn eines der Profilteile nur eine geringe Festigkeit erfordert.
Zur weiteren Vereinfachung der Anpassung des erfindungsgemäßen Tragprofils auf die vorgesehenen Steifigkeiten in unterschiedlichen Belastungsrichtungen trägt es bei, wenn die Profilteile aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind.
Zur weiteren Erhöhung der Steifigkeit des erfindungsgemäßen Tragprofils trägt es bei, wenn die Profilteile in ihrem Überlappungsbereich miteinander verschweißt sind. Selbstverständlich können die Profilteile auch neben einer Verklebung zusätzlich verschweißt sein.
Zur Vereinfachung der Fertigung des erfindungsgemäßen Tragprofils trägt es bei, wenn die Profilteile in ihrem Überlappungsbereich miteinander verklebt sind.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in
1 ein als Längsträger einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges ausgebildetes Tragprofil,
2 eine Schnittdarstellung durch das Tragprofil aus 1 entlang der Linie II-II,
3 eine Schnittdarstellung durch das Tragprofil aus 1 entlang der Linie III-III.
1 zeigt einen Teilbereich eines als Längsträger einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges ausgebildetes Tragprofils 1. Das Tragprofil 1 ist unterhalb eines Bodenblechs 2 des Kraftfahrzeuges über eine Radausnehmung 3 bis zu einem in der vorgesehenen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges weisenden Flansch 4 geführt. Vor der Radausnehmung 3 ist eine Stirnwand 5 angeordnet. An dem in Fahrtrichtung weisenden Flansch 4 des Tragprofils 1 lassen sich eine Crashbox und ein zu einem zweiten, nicht dargestellten Längsträger geführter Querträger befestigen. Eine rillenförmige Verprägung 6 ist auf einem Teilbereich des Tragprofils 1 angeordnet.
2 zeigt in einer Schnittdarstellung durch das Tragprofil 1 aus 1 entlang der Linie II-II, dass ein U-förmiges Profilelement 7 zwei Seitenstege 8, 9 und einen Boden 10 aufweist. Das U-förmige Profilelement 7 setzt sich aus zwei an dieser Stelle im Querschnitt winkelförmigen Profilteilen 11, 12 zusammen. Die Profilteile 11, 12 weisen jeweils einen der Seitenstege 8, 9 und einen gemeinsamen Abschnitt des Bodens 10 auf. Im Bereich des Bodens 10 bilden die Profilteile 11, 12 einen Überlappungsbereich 13, an dem sie beispielsweise durch Verschweißung und/oder Verklebung miteinander verbunden sind. Weiterhin zeigt 2, dass eines der Profilteile 11 eine größere Materialstärke aufweist als das andere der Profilteile 12. Die rillenförmige Verprägung 6 ist auf dem Seitensteg 8 eines der Profilteile 11 angeordnet und dient zu dessen Versteifung. Die freien Enden der Seitenstege 8, 9 sind von einem U-förmigen Quersteg 14 miteinander verbunden. Der Quersteg 14 hat Schenkel 15, 16 zur Verbindung mit den Seitenstegen 8, 9 des U-förmigen Profilelementes 7.
3 zeigt eine Schnittdarstellung durch das als Längsträger ausgebildete Tragprofil 1 aus 1 entlang der Linie III-III. Hierbei ist zu erkennen, dass ein Überlappungsbereich 17 der Profilteile 8, 9 kleiner ist als in der in 2 dargestellten Schnittdarstellung. An ihrem dem Boden 10 abgewandten Ende weisen die Seitenstege 11, 12 jeweils einen Flansch 18, 19 auf, mit dem sie mit einem ebenen Quersteg 20 miteinander verbunden sind. Als Quersteg 20 dient hier das Bodenblech 2 der in 1 dargestellten Karosserie des Kraftfahrzeuges.

1: Tragprofil
2: Bodenblech
3: Radausnehmung
4: Flansch
5: Stirnwand
6: Verprägung
7: Profilelement
8, 9: Seitensteg
10: Boden
11, 12: Profilteil
13: Überlappungsbereich
14: Quersteg
15, 16: Schenkel
17: Überlappungsbereich
18, 19: Flansch
20: Quersteg

Claims

Tragprofil (1) für eine Karosserie eines Kraftfahrzeuges mit einem im Querschnitt U-förmigen Profilelement (7), mit einem Boden (10) des Profilelementes (7) und von dem Boden (10) abstehenden Seitenstegen (8, 9) des Profilelementes (7), dadurch gekennzeichnet, dass zwei Profilteile (11, 12) des U-förmigen Profilelementes (7) jeweils einen der Seitenstege (8, 9) und einen Teil des Bodens (10) aufweisen, dass die Teile des Bodens (10) der Profilteile (11, 12) einen in der Ebene des Bodens (10) liegenden Überlappungsbereich (13, 17) aufweisen und dass die Profilteile (11, 12) im Überlappungsbereich (13, 17) miteinander verbunden sind.
Tragprofil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Boden (10) abgewandten Enden der Seitenstege (8, 9) der Profilteile (11, 12) über einen Quersteg (14, 20) miteinander verbunden sind.
Tragprofil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Boden (10) abgewandten Enden der Seitenstege (8, 9) jeweils einen Flansch (18, 19) aufweisen und dass der Quersteg (20) mit den Flanschen (18, 19) der Seitenstege (8, 9) verbunden ist.
Tragprofil (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Quersteg (14) im Querschnitt U-förmig gestaltet und Schenkel (15, 16) des Quersteges (14) mit den Seitenstegen (8, 9) der Profilteile (11, 12) verbunden sind.
Tragprofil (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenstege (8, 9) der Profilteile (11, 12) Verprägungen (6) aufweisen.
Tragprofil (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verprägungen (6) rillenförmig gestaltet sind.
Tragprofil (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile (11, 12) eine unterschiedliche Materialstärke aufweisen.
Tragprofil (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile (11, 12) aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind.
Tragprofil (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile (11, 12) in ihrem Überlappungsbereich (13, 17) miteinander verschweißt sind.
Tragprofil (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile (11, 12) in ihrem Überlappungsbereich (13, 17) miteinander verklebt sind.