DE102008050671A1

DE102008050671A1 - Einrichtung zum Verbinden von zwei Profilträgern mit unterschiedlichen Querschnitten

Info

Publication number: DE102008050671A1
Application number: DE200810050671
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr. Goldhofer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2008-10-07
Publication date: 2010-04-08

Abstract

Zum Verbinden von zwei Profilträgern (1, 3) mit unterschiedlichen Querschnitten, insbesondere Hohlprofilträgern, ist ein keilförmiges Distanzteil (7) vorgesehen, welches sich an einer aufgeweiteten Wand (9) des größeren Profilträgers (1) und an einer der aufgeweiteten Wand (9) gegenüberliegenden Wand (11) des kleineren Profilträgers (3) unter Vorspannung abstützt. Die Position des Distanzteiles (7) und die Vorspannung wird durch mindestens ein Verbindungselement (13) gesichert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verbinden von zwei Profilträgern mit unterschiedlichen Querschnitten, insbesondere Hohlprofilträgern, wobei der Endbereich des Profilträgers mit dem kleineren Querschnitt um einen vorbestimmten Betrag in den Endbereich des Profilträgers mit dem größeren Querschnitt eingefügt ist, wobei zumindest eine Wand des Profilträgers mit dem kleineren Querschnitt an der Innenseite einer Wand des Profilträgers mit dem größeren Querschnitt anliegt, und wobei die Anordnung durch lösbare und/oder unlösbare Verbindungselemente gesichert ist.
Die Verbindung von zwei Profilträgern kommt im Stahlbau, aber auch im Fahrzeugbau häufig vor. Ein Anwendungsbeispiel für den letztgenannten Fall ist die Verbindung eines Frontends an die sich daran nach hinten anschließenden Längsträgerglieder der Fahrzeugkarosserie. So kann der tragende Obergurt eines Frontends wegen der anzustrebenden geradlinigen Lastpfade in die Kotflügelbank der Fahrzeugkarosserie eingeschuht werden. Da der Obergurt in der Höhe unter anderem durch den Scheinwerfer und Fußgängerschutzgrenzflächen beschränkt ist, wird der Obergurt oft nur in Form einer einschnittigen Anbindung an der Kotflügelbank befestigt. Dadurch kann bei einer axialen Belastung der Obergurt in unerwünschter Weise nach unten wegtauchen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Verbinden von zwei Profilträgern mit unterschiedlichen Querschnitten so weiterzubilden, dass trotz gegebener Fertigungstoleranzen eine spielfreie Fügung der Profilträger gegeben ist und eine gute Kraftübertragung in Richtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Profilträger vorliegt.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass diejenige Wand des größeren Profilträgers, die der Anlagewand für den kleineren Profilträger gegenüberliegt, sich zu seinem freien Ende hin aufweitet. Dadurch wird ein Konus geschaffen, in den ein keilförmiges Distanzteil eingeschoben wird. Dieses Distanzteil stützt sich an der aufgeweiteten Wand des größeren Profilträgers und an einer der aufgeweiteten Wand gegenüberliegenden Wand des kleineren Profilträgers unter Vorspannung ab. Die Position des Distanzteiles, aber auch die durch das Distanzteil erzeugte Vorspannung, werden durch geeignete Verbindungselemente gesichert. Dabei sind Schraubverbindungen von Vorteil; es ist jedoch natürlich auch möglich, Schweißverbindungen zur dauerhaften Fixierung einzusetzen.
Durch die aufgeweitete Wand des größeren Profilträgers in Verbindung mit dem eingesetzten, keilförmigen Distanzteil wird erreicht, dass auch bei ungünstigen Toleranzen der Profilträger mit dem größeren Querschnitt und der Profilträger mit dem kleineren Querschnitt spielfrei aneinander liegen. Der Durchmesserversatz der beiden Hohlprofilträger, aber auch die Toleranzen, werden durch das Distanzteil überbrückt, so dass eine stabile Verbindung geschaffen ist. Dabei sorgt das Distanzteil nicht nur wie vorstehend beschrieben dafür, dass Toleranzen ausgeglichen werden, sondern stellt zudem sicher, dass Kräfte und Momente in Richtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Hohlprofilträger übertragen werden können.
Zur Erzeugung der gewünschten Vorspannung, die den Profilträger mit dem kleineren Querschnitt an eine Wand des Profilträgers mit dem größeren Querschnitt andrückt, kann das Distanzstück von Hand hineingedrückt werden. Es ist natürlich auch möglich, dafür geeignete Hilfsmittel einzusetzen oder eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche mit einer gezielten Kraft das Distanzstück in dem Profilträger mit dem größeren Querschnitt hineingedrückt und dort gehalten wird, bis eine sichernde Schraubverbindung oder eine Schweißung die endgültige Fixierung übernimmt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der eingeschobene Profilträger mit dem kleineren Querschnitt an einem Anschlag anliegt, welcher an dem Profilträger mit dem größeren Querschnitt angeordnet ist und den Einschub des Profilträgers mit dem kleineren Querschnitt begrenzt. Durch diese Ausgestaltung ist zu der Fixierung der beiden Profilträger senkrecht zu ihrer Erstreckung auch eine exakte Festlegung in Längsrichtung gegeben. Der Profilträger mit dem kleineren Querschnitt kann dadurch beim Einfügen des keilförmigen Distanzteiles auch nicht zu weit in den Profilträger mit dem größeren Querschnitt hineingeschoben werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Anlageflächen des Distanzteiles an die Wandungen der beiden Profilträger länger als die zu überbrückende Distanz ausgeführt sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Übertragung größerer Momente, die bei einem normalen Distanzteil, bspw. einer Distanzhülse, ansonsten nicht möglich sind.
Um die Herstellkosten für das Distanzteil gering zu halten, kann das Distanzteil durch einen Abschnitt eines Profilteiles gebildet sein. Solche, vorzugsweise im Strangpressverfahren hergestellte Profilteile müssten für den vorliegenden Verwendungszweck nur abgelängt werden. Es ist natürlich auch möglich, separate Distanzteile herzustellen, die in Belastungsrichtung mit Rippen und/oder Streben versehen sind.
Falls die Verbindung der Profilteile und des Distanzstückes durch Schraubelemente gesichert werden soll, ist es zweckmäßig, zur Hindurchführung des Verbindungselements in dem Distanzteil mindestens ein Langloch vorzusehen. Natürlich ist es auch möglich, alternativ dazu Langlöcher nicht in dem Distanzteil, sondern in den entsprechenden Wandabschnitten der Profilteile auszubilden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist als Prinzipbild im Schnitt dargestellt. Dieses zeigt den Endbereich eines Profilträgers 1 mit einem größeren Querschnitt, in den der Endbereich eines Profilträgers 3 mit einem kleineren Querschnitt eingeschoben ist. Dabei wird der Einschub durch einen am Profilträger 1 befestigten Anschlag 5 begrenzt.
Um eine spielfreie Befestigung und eine gute Kraftübertragung nicht nur in Erstreckungsrichtung der Profilträger 1 und 3, sondern auch senkrecht zu ihrer Erstreckung zu gewährleisten, ist ein keilförmiges Distanzteil 7 vorgesehen. Bei montiertem Distanzteil 7 stützt sich dieses an einer aufgeweiteten Wand 9 des Profilträgers 1 mit dem größeren Querschnitt und an der gegenüberliegenden Wand 11 des Profilträgers mit dem kleineren Querschnitt ab.
Wie die Zeichnung zeigt, ist der Winkel der aufgeweiteten Wand 9 an die Schräge des anliegenden Distanzteiles 7 angepasst, so dass eine gute Kraft- und Momentenübertragung gegeben ist. Bei der Montage der Verbindung wird das Distanzteil 7 eingeschoben und festgedrückt. Die Verbindung und die erzeugte Vorspannung werden anschließend durch ein oder mehrere Verbindungselemente gesichert. Als Verbindungselemente können bspw. Schraubverbindungen Verwendung finden; eine solche ist durch eine strichpunktierte Linie mit dem Bezugszeichen 13 symbolisch dargestellt.

Claims

Einrichtung zum Verbinden von zwei Profilträgern mit unterschiedlichen Querschnitten, insbesondere Hohlprofilträgern, wobei der Endbereich des Profilträgers mit dem kleineren Querschnitt um einen vorbestimmten Betrag in den Endbereich des Profilträgers mit dem größeren Querschnitt eingefügt ist, wobei zumindest eine Wand des Profilträgers mit dem kleineren Querschnitt an der Innenseite einer Wand des Profilträgers mit dem größeren Querschnitt anliegt, und wobei die Anordnung durch lösbare und/oder unlösbare Verbindungselemente gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Wand (9) des größeren Profilträgers (1), die der Anlagewand für den kleineren Profilträger gegenüberliegt, sich zu seinem freien Ende hin aufweitet, dass ein keilförmiges Distanzteil (7) eingeschoben ist und sich an der aufgeweiteten Wand (9) des größeren Profilträgers (1) und an einer der aufgeweiteten Wand (9) gegenüberliegenden Wand (11) des kleineren Profilträgers (3) unter Vorspannung abstützt, und dass die Position des Distanzteiles (7) und die Vorspannung durch die Verbindungselemente (13) gesichert sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eingeschobene Profilträger (3) mit dem kleineren Querschnitt an einem Anschlag (5) anliegt, welcher an dem Profilträger (1) mit dem größeren Querschnitt angeordnet ist und den Einschub des Profilträgers (3) mit dem kleineren Querschnitt begrenzt.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächen des Distanzteiles (7) länger als die zu überbrückende Distanz ausgeführt sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzteil (7) durch einen Abschnitt eines Profilteiles gebildet ist und/oder in Belastungsrichtung mit Rippen und/oder Streben versehen ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzteil (7) zur Hindurchführung des Verbindungselements (13) mindestens ein Langloch aufweist.