DE102012022876A1 - Reinforcing element for amplifying longitudinal and lateral surfaces of multi-chamber hollow profile i.e. car body, has arm sections inserted into hollow section interior over insertion opening formed on side surface of hollow section - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verstärkungselement zur Verstärkung eines Hohlprofils gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Hohlprofil mit einem erfindungsgemäßen Verstärkungselement.The invention relates to a reinforcing element for reinforcing a hollow profile according to the preamble of
Im Fahrzeugbau werden zur Herstellung einer Fahrzeugkarosserie u. a. Längs- und Querträger eingesetzt, die miteinander verbunden werden müssen und im Hinblick auf eine ausreichende Fahrzeugsicherheit bei Unfällen, wie bspw. bei Frontal- oder Seitencrashs eine ausreichende Steifigkeit aufweisen müssen. Hierzu werden auch in die Träger eingebundene Verstärkungselemente verwendet, die in der Regel auch zur Anbindung von weiteren Bauteilen, wie bspw. Hilfsrahmen dienen.In vehicle construction, u are used to produce a vehicle body. a. Longitudinal and transverse beams used, which must be connected to each other and with regard to adequate vehicle safety in accidents, such as. For frontal or side crashes must have sufficient rigidity. For this purpose, also incorporated into the carrier reinforcing elements are used, which are usually also used to connect other components, such as. Subframe.
So zeigt
Eine solche Anordnung gemäß
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung ein Verstärkungselement zur Verstärkung eines Hohlprofils der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem alle das Hohlprofil bildenden Längs- und Seitenflächen an das Verstärkungselement angebunden werden und mit geringem Gewicht kostengünstig herstellbar sein soll. Außerdem soll ein solches Gestaltungselement zum Anbinden weiterer Bauteile geeignet sein. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Hohlprofil mit einem erfindungsgemäßen Verstärkungselementes anzugeben.Based on this prior art, it is an object of the invention to provide a reinforcing element for reinforcing a hollow profile of the type mentioned, with which all the hollow profile forming longitudinal and side surfaces are connected to the reinforcing element and should be inexpensive to produce with low weight. In addition, such a design element should be suitable for connecting other components. It is another object of the invention to provide a hollow profile with a reinforcing element according to the invention.
Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verstärkungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The first-mentioned object is achieved by a reinforcing element having the features of
Eine solches Verstärkungselement zur Verstärkung eines aus Längs- und Seitenflächen gebildeten Hohlprofils, bei dem das Verstärkungselement einen Bolzenabschnitt und einen Kopfabschnitt aufweist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- – der Bolzenabschnitt wenigstens ein Paar von axial versetzten und diametral gegenüberliegenden, radial abstehenden Armabschnitten aufweist, die endseitig jeweils eine Anlagefläche aufweisen, und
- – der Bolzenabschnitt mit den Armabschnitten ausgebildet ist zum Einführen in das Hohlprofilinnere über eine auf einer Seitenfläche des Hohlprofils angeordnete Einführöffnung, derart dass bei Anliegen des Kopfabschnittes auf dieser Seitenfläche durch eine Drehbewegung in eine Montageposition die endseitigen Anlageflächen der Armabschnitte in Anlage mit den Innenflächen der Längsflächen des Hohlprofils bringbar sind.
- - The bolt portion has at least one pair of axially offset and diametrically opposed, radially projecting arm portions, each having a bearing surface end, and
- - The bolt portion is formed with the arm portions for insertion into the hollow profile inside via a arranged on a side surface of the hollow profile insertion, such that upon contact of the head portion on this side surface by a rotary movement into a mounting position, the end-side contact surfaces of the arm portions in contact with the inner surfaces of the longitudinal surfaces of the hollow profile can be brought.
Bei einem solchen Verstärkungselement wird erreicht, dass die beiden Längsflächen des Hohlprofils an das Verstärkungselement mechanisch gekoppelt werden und damit auch an die Seitenfläche gekoppelt ist, durch welche das Verstärkungselement in das Hohlprofilinnere geführt wird. Die Ankopplung der Längsflächen an das Verstärkungselement erfolgt ohne weiteres Bauteil und ohne dass an diesen Längsflächen konstruktive Änderungen erforderlich wären, die den Kräfteverlauf in einem solchen Hohlprofil stören könnten.In such a reinforcing element is achieved that the two longitudinal surfaces of the hollow profile are mechanically coupled to the reinforcing element and thus coupled to the side surface through which the reinforcing element is guided into the hollow profile inside. The coupling of the longitudinal surfaces of the reinforcing element is carried out without further component and without that structural changes would be required on these longitudinal surfaces, which could interfere with the flow of forces in such a hollow profile.
Das erfindungsgemäße Verstärkungselement bietet ferner den Vorteil, dass bei Verwendung des Hohlprofils, beispielsweise für eine Fahrzeugkarosserie, dieses Verstärkungselement auch in einem späteren Montageschritt eingesetzt werden kann.The reinforcing element according to the invention also offers the advantage that when using the hollow profile, for example for a vehicle body, this reinforcing element can also be used in a later assembly step.
Schließlich ist auch die Montage eines solchen erfindungsgemäßen Verstärkungselementes einfach durchzuführen, da zum Einführen des Verstärkungselementes in das Hohlprofilinnere lediglich eine translatorische Bewegung und anschließend eine rotatorische Bewegung in seine Montageposition erforderlich sind.Finally, the assembly of such a reinforcing element according to the invention is easy to carry out, since only a translational movement and then a rotational movement in its mounting position are required for introducing the reinforcing element into the hollow profile inside.
In Ausgestaltung der Erfindung weist der Bolzenabschnitt eine Länge auf, bei der dessen Stirnfläche in der Montageposition an der Innenfläche derjenigen Seitenfläche anliegt, die der die Einführöffnung aufweisenden Seitenfläche gegenüberliegt. Damit wird auch die vierte Hohlprofilfläche an das erfindungsgemäße Verstärkungselement angekoppelt.In an embodiment of the invention, the bolt portion has a length in which the end face abuts in the mounting position on the inner surface of that side surface opposite to the insertion surface having the side surface. Thus, the fourth hollow profile surface is coupled to the reinforcing element according to the invention.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn zur Verstärkung eines mittels einer Zwischenfläche gebildeten Mehrkammhohlprofils der Bolzenabschnitt ein weiteres Paar von axial versetzten und gegenüberliegenden, radial abstehenden Armabschnitten aufweist, wobei die Armabschnitte der beiden Armabschnittspaare jeweils wechselseitig axial gegenüberliegend angeordnet sind, und der Bolzenabschnitt ausgebildet ist zum Einführen von dessen endseitigen Armabschnitte in eine weitere Einführöffnung der Zwischenfläche des Hohlkammerhohlprofils. A particularly advantageous embodiment of the invention results when for reinforcing a Mehrkammhohlprofils formed by means of an intermediate surface of the bolt portion has a further pair of axially offset and opposite, radially projecting arm portions, wherein the arm portions of the two Armabschnittspaare are mutually axially opposite one another, and the bolt portion is formed for introducing its end arm portions in a further insertion opening of the intermediate surface of the hollow hollow section profile.
Mit dieser Ausführung eines Verstärkungselementes mit zwei Armabschnittspaaren mit jeweils zwei Anlageflächen liegen jeweils zwei axial diametral gegenüberliegende Anlageflächen in einer Kammer des Hohlprofils, so dass damit eine hohe Kopplungswirkung zwischen den beiden Längsflächen des Hohlprofils und dem Verstärkungselement erreicht wird.With this embodiment of a reinforcing element with two pairs of arm sections, each with two contact surfaces are two axially diametrically opposed contact surfaces in a chamber of the hollow profile, so that thus a high coupling effect between the two longitudinal surfaces of the hollow profile and the reinforcing element is achieved.
Weiterhin sind in einer Ausgestaltung der Erfindung die gegenüberliegenden Armabschnitte bezüglich der radial verlaufenden Symmetrieachse des Bolzenabschnittes versetzt und punksymmetrisch zueinander angeordnet. Damit wird verhindert, dass das Eindrehen des Verstärkungselementes in seine Montageposition durch die Anlageflächen behindert wird.Furthermore, in one embodiment of the invention, the opposite arm portions are offset with respect to the radially extending axis of symmetry of the bolt portion and arranged punksymmetrisch each other. This prevents that the screwing of the reinforcing element is hindered in its mounting position by the contact surfaces.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Armabschnitte mit der zugehörigen endseitigen Anlagefläche in einer Radialschnittebene jeweils L-förmig ausgebildet, wobei die Anlageflächen eines Armabschnittspaares oder der Armabschnittspaare bezüglich des Bolzenabschnittes gleichsinnig orientiert sind. Dies hat den Vorteil, dass die Anlageflächen mit großen dimensionierten Flächen ausgebildet werden können, ohne dass dadurch das Eindrehen des Verstärkungselementes in seine Montageposition behindert wird.In a further development of the invention, the arm sections are each formed with the associated end-side contact surface in a radial section plane L-shaped, wherein the contact surfaces of a Armabschnittspaares or Armabschnittspaare are oriented in the same direction with respect to the bolt section. This has the advantage that the contact surfaces can be formed with large dimensioned surfaces, without thereby hindering the screwing of the reinforcing element in its mounting position.
Besonders vorteilhaft ist es weiterbildungsgemäß, wenn die Armabschnitte jeweils als Armplatten ausgebildet sind, deren Plattenebenen jeweils in axialer Richtung des Bolzenabschnittes orientiert sind. Vorzugsweise können dabei die Armabschnitte bezüglich des Bolzenabschnittes radial gegenüberliegend an dem Bolzenabschnitt angeordnet werden. Dies führt zu einer wesentlich verbesserten Abstützwirkung zwischen den Seitenflächen des Hohlprofils und dem Verstärkungselement.It is particularly advantageous further development, when the arm portions are each formed as arm plates whose plate planes are oriented in each case in the axial direction of the pin portion. In this case, the arm sections can preferably be arranged radially opposite the bolt section with respect to the bolt section. This leads to a significantly improved supporting effect between the side surfaces of the hollow profile and the reinforcing element.
Ferner ist es vorteilhaft bei der Ausbildung der Armabschnitte als Armplatten, wenn die Armplatten der beiden Armabschnittspaare jeweils über einen Verbindungsabschnitt im Bereich des Bolzenabschnittes verbunden sind. Damit können bei Einsatz eines solchen Verstärkungselementes in einem Mehrkammerhohlprofil die jeweiligen Armplatten über die Einführungsöffnung für den Bolzenabschnitt in der Zwischenfläche des Hohlprofils verbunden werden, um damit eine erhöhte Stabilität zu erzielen.Further, it is advantageous in the formation of the arm portions as arm plates, when the arm plates of the pair of arm portions are each connected via a connecting portion in the region of the pin portion. Thus, the use of such a reinforcing element in a multi-chamber hollow profile, the respective arm plates can be connected via the insertion opening for the bolt portion in the intermediate surface of the hollow profile in order to achieve increased stability.
Zur weiteren Verbesserung der Steifigkeit des Verstärkungselementes sind weiterbildungsgemäß die Armplatten mit der zugehörigen Anlagefläche mittels Versteifungsrippen versteift.To further improve the rigidity of the reinforcing element, the arm plates are stiffened with the associated contact surface by means of reinforcing ribs according to further development.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Kopfabschnitt als Flachkopf plattenförmig ausgebildet. Vorzugsweise ist dabei der Kopfabschnitt mit einer Kontur ausgebildet, bei welcher die Einführöffnung in der Seitenfläche des Hohlprofils in der Montageposition des Verstärkungselementes vollständig abgedeckt wird. Damit ist sichergestellt, dass bei einer kraftschlüssigen Verbindung des Kopfabschnittes mit der Seitenfläche die durch die Einführöffnung erfolgte Querschnittsverminderung beseitigt wird.In a further embodiment of the invention, the head portion is formed as a flat head plate-shaped. Preferably, the head portion is formed with a contour in which the insertion opening is completely covered in the side surface of the hollow profile in the mounting position of the reinforcing element. This ensures that, in the case of a non-positive connection of the head section with the side surface, the cross-sectional reduction effected by the insertion opening is eliminated.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass der Kopfabschnitt mit einer in Bezug auf die Kontur der Einführöffnung untermaßigen Kontur ausgebildet ist, derart dass in der Montageposition des Verstärkungselementes der Kopfabschnitt zumindest teilweise von der Einführöffnung aufgenommen wird. Damit wird ein Toleranzausgleich in allen Richtungen, insbesondere in axialer Richtung des Verstärkungselementes erreicht, da dann sichergestellt ist, dass der Bolzenabschnitt in der Montageposition in die Einführöffnung „fallen” kann, bis die Stirnfläche des Bolzenabschnittes an der Innenseite der gegenüberliegenden Seitenfläche anschlägt. In Abhängigkeit der Toleranzen zwischen dem Verstärkungselement und dem Hohlprofil kann in diesem Montagezustand der Kopfabschnitt teilweise oder vollständig von der Einführöffnung aufgenommen werden.A further particularly advantageous embodiment of the invention is given by the fact that the head portion is formed with a contour which is undersized with respect to the contour of the insertion opening, such that in the mounting position of the reinforcing element the head portion is at least partially received by the insertion opening. In order for a tolerance compensation in all directions, in particular in the axial direction of the reinforcing element is achieved, since then it is ensured that the bolt portion in the mounting position in the insertion "fall" until the end face of the bolt portion abuts on the inside of the opposite side surface. Depending on the tolerances between the reinforcing element and the hollow profile, the head section can be partially or completely received by the insertion opening in this mounting state.
Weiterhin ist es gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Bolzenabschnittsende des Bolzenabschnittes mit einem sich konusförmig erweiternden Konusabschnitt ausgebildet ist. In vorteilhafter Weise wird damit die Anlagefläche an die Seitenfläche vergrößert und daher auch die Kraftabstützung verbessert.Furthermore, it is provided according to another embodiment of the invention that the Bolzenabschnittsende of the bolt portion is formed with a conically widening cone portion. Advantageously, so that the contact surface is increased to the side surface and therefore also improves the power support.
Die Kraftabstützung kann ferner dadurch verbessert werden, wenn zum kraftschlüssigen Verbinden der Anlageflächen mit den Längsflächen des Hohlprofils die Anlageflächen mit Schraubverbindungsmitteln ausgebildet sind. Damit können beispielsweise mittels einer Fließlochschraube die Seitenflächen des Hohlprofils mit den Anlageflächen des Verstärkungselementes verbunden werden.The force support can be further improved if the abutment surfaces are formed with screw connection means for non-positive connection of the contact surfaces with the longitudinal surfaces of the hollow profile. Thus, for example, by means of a flow hole screw, the side surfaces of the hollow profile are connected to the contact surfaces of the reinforcing element.
Schließlich ist in vorteilhafter Weise weiterbildungsgemäß vorgesehen, dass die Anlageflächen und/oder der Kopfabschnitt und/oder das Bolzenabschnittsende als Anbindeflächen zur Anbindung weiterer Bauteile ausgebildet sind oder ist. Finally, provision is advantageously made for further development that the contact surfaces and / or the head section and / or the bolt section end are designed as attachment surfaces for connecting further components or is.
Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Hohlprofil mit den Merkmalen des Patentanspruches 15.The second object is achieved by a hollow profile with the features of claim 15.
Ein solches Hohlprofil mit einem zu dessen Verstärkung vorgesehenen erfindungsgemäßen Verstärkungselement zeichnet sich dadurch aus, dass das zum Einführen des Bolzenabschnittes des Verstärkungselementes in das Hohlprofilinnere die Einführöffnung als Langloch ausgebildet ist, dessen Kontur der Kontur des Bolzenabschnittes im Bereich eines Armabschnittspaares in der Radialschnittebene des Bolzenabschnittes angepasst ist, wobei die Längsrichtung des Langloches gegenüber der Abstandsrichtung der Längsflächen des Hohlprofils einen das Einführen des Bolzenabschnittes in das Hohlprofilinnere ermöglichenden Winkel bildet.Such a hollow profile with a reinforcing element provided according to the invention for its reinforcement is characterized in that for insertion of the bolt portion of the reinforcing element in the hollow profile inside the insertion is formed as a slot whose contour of the contour of the bolt portion in the region of an arm section pair in the radial section plane of the bolt section adapted is, wherein the longitudinal direction of the elongated hole opposite the distance direction of the longitudinal surfaces of the hollow profile forms an insertion of the pin portion into the hollow profile inside enabling angle.
In einer vorteilhaften Weiterbildung dieses erfindungsgemäßen Hohlprofils bilden in der Montageposition des Verstärkungselementes dessen Anlageflächen mit den Längsflächen eine Schweißverbindung. Vorzugsweise weisen hierzu die Längsflächen im Bereich der Anlageflächen Ausschnitte für eine Lochschweißung auf.In an advantageous development of this hollow profile according to the invention form in the mounting position of the reinforcing element whose contact surfaces with the longitudinal surfaces of a welded joint. For this purpose, the longitudinal surfaces in the region of the contact surfaces preferably have cutouts for a hole weld.
Schließlich ist es weiterbildungsgemäß vorgesehen, dass zur Bildung eines Mehrkammerhohlprofils das Hohlprofil mit einer Zwischenfläche ausgebildet ist, wobei die Zwischenfläche eine weitere Einführöffnung zum Einführen der endseitigen Armabschnitte des Bolzenabschnittes des Verstärkungselementes aufweist.Finally, it is provided according to further development that the hollow profile is formed with an intermediate surface to form a multi-chamber hollow profile, wherein the intermediate surface has a further insertion opening for introducing the end-side arm portions of the bolt portion of the reinforcing element.
Schließlich können bei einem solchen erfindungsgemäßen Hohlprofil die Längsflächen des Hohlprofils im Bereich der Anlageflächen des Verstärkungselementes zur Anbindung von Bauteilen ausgebildet werden. Entsprechend können auch die Seitenfläche des Hohlprofils im Bereich des Kopfabschnittes und/oder im Bereich des Bolzenabschnittsendes des Verstärkungselementes zur Anbindung von Bauteilen ausgebildet werden.Finally, in such a hollow profile according to the invention, the longitudinal surfaces of the hollow profile can be formed in the region of the contact surfaces of the reinforcing element for the connection of components. Accordingly, the side surface of the hollow profile in the region of the head portion and / or in the region of the bolt portion end of the reinforcing element can be formed for the connection of components.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described in detail by means of an embodiment with reference to the accompanying figures. Show it:
Die
Das in dieses Hohlprofil
Im eingebauten Zustand liegt die Kopfunterseite des Kopfabschnittes
Die Kontur des als plattenförmiger Flachkopf ausgeführten Kopfabschnittes
Wie insbesondere aus
Die Verbindung des Verstärkungselementes
Mit einem solchen Verstärkungselement
Die Montage des Verstärkungselementes
Die Einführöffnung
Die Kontur des als plattenförmiger Flachkopf ausgeführten Kopfabschnittes
Aus dieser Einführposition gemäß den
Im Vergleich zu dem eher schematisch dargestellten Verstärkungselement
Dieses Verstärkungselement
An den Bolzenabschnitt
Jeder dieser Armabschnitte
Ferner sind die Armplatten in
Ein solches Mehrkammerhohlprofil
Zur Montage des Verstärkungselementes
Die Kontur der beiden Einführöffnungen
Nachdem das Verstärkungselement
Ferner ist im Unterschied zum Verstärkungselement
Die beiden Längsflächen
Zur Verbindung des Verstärkungselementes
Eine Verbindung der Anlageflächen
An diesem Verstärkungselement
Die Verstärkungselemente
Anstelle des in den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
-
Verstärkungselement
1 reinforcingelement 1 - 1a1a
-
Bolzenabschnitt des Verstärkungselementes
1 Bolt portion of the reinforcingelement 1 - 1b1b
-
Kopfabschnitt des Verstärkungselementes
1 Head section of the reinforcingelement 1 - 1c1c
-
Stirnfläche des Bolzenabschnittes
1a End face of thebolt section 1a - 1d1d
-
Konusabschnitt des Bolzenabschnittes
1a Cone section of thebolt section 1a - 2a2a
- Verbindungsabschnittconnecting portion
- 2b2 B
- Verbindungsabschnittconnecting portion
- 33
- Armabschnittarm
- 3a3a
-
Anlagefläche des Armabschnittes
3 Contact surface of thearm section 3 - 3b3b
- Armplattearm plate
- 3c3c
- Versteifungsrippestiffening rib
- 44
- Armabschnittarm
- 4a4a
-
Anlagefläche des Armabschnittes
4 Contact surface of thearm section 4 - 4b4b
- Armplattearm plate
- 4c4c
- Versteifungsrippestiffening rib
- 55
- Armabschnittarm
- 5a5a
-
Anlagefläche des Armabschnittes
5 Contact surface of thearm section 5 - 5b5b
- Armplattearm plate
- 5c5c
- Versteifungsrippestiffening rib
- 66
- Armabschnittenarm sections
- 6a6a
-
Anlagefläche des Armabschnittes
6 Contact surface of thearm section 6 - 6b6b
- Armplattearm plate
- 6c6c
- Versteifungsrippestiffening rib
- 77
- Schraubverbindungsmittelscrew fastening
- 88th
- Schweißverbindungwelded joint
- 1010
- Hohlprofil, Mehrkammerhohlprofil, Längsträger,Hollow profile, multi-chamber hollow profile, side members,
- 10a10a
-
Längsflächen des Hohlprofils
10 Longitudinal surfaces of thehollow profile 10 - 10b10b
-
Seitenflächen des Hohlprofils
10 Side surfaces of thehollow profile 10 - 10c10c
-
Zwischenfläche des Hohlprofils
10 Intermediate surface of thehollow profile 10 - 1111
-
Einführöffnung der Seitenfläche
10b Insertion opening of theside surface 10b - 11a11a
-
Einführöffnung der Zwischenfläche
10c Insertion opening of theinterface 10c - 1212
-
Ausschnitte in den Längsflächen
10a Cutouts in thelongitudinal surfaces 10a - 2020
- Hülseshell
- 20a20a
-
Hülsenschaft der Hülse
20 Sleeve shank of thesleeve 20 - 20b20b
-
Hülsenkopf der Hülse
20 Sleeve head of thesleeve 20
Claims (21)
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