DE102013114114B4

DE102013114114B4 - Schweller

Info

Publication number: DE102013114114B4
Application number: DE102013114114.5A
Authority: DE
Inventors: Philipp Kellner; Stanislaw Klimek; Marc-Hayung Pieper
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2022-10-13
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: DE102013114114A1

Abstract

Schweller (1) für ein Kraftfahrzeug, welcher als Mehrkammer-Strangpressprofil ausgebildet ist, wobei ein trapezförmiges Profilelement (7) als Fanghakenaufnahme vorgesehen ist, welches in eine Aufnahme (6) des Profils (8) eingesetzt und mit dem Profil (8) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schweller, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
Schweller für Kraftfahrzeuge sind Strukturbauelemente der Fahrzeugkarosserie im Bereich des Fahrzeugbodens auf Höhe der Fahrzeugtüren. Diese dienen der Versteifung der Karosserie, insbesondere auch für den Fall eines Seitenaufpralls. Auch wird die Fahrzeugtür im Falle des Seitenaufpralls zum Schutz der Insassen benutzt. Dazu stützt sich die Fahrzeugtür am Schweller ab. In manchen Anwendungen verhakt sich die Tür mittels eines Hakens formschlüssig mit dem Schweller, um eine erhöhte Sicherheit zu erreichen. Dazu greift ein türseitiger Fanghaken in eine karosserieseitige Fanghakenaufnahme ein und verkrallt sich im Seitenaufprallfalle dort.
Aus der US 4 462 633 sind Fanghaken für Fahrzeugtüren bekannt, die die Crashsicherheit bei geschlossenen Türen erhöhen.
Aus der DE 23 19 124 ist ein Seitenschutz für Kraftwagen bekannt, bei dem innerhalb der Türen eine in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Versteifung angeordnet ist.
Aus der DE 20 2008 008 321 ist ein Seitenschweller als Strangpressprofil bekannt.
Bei einem Schweller aus Stahl kann dabei das äußere Schwellerblech zur Aufnahme der hohen lokalen Kräfte durch eine innenliegende Verstärkung aus Stahlblech vorgesehen werden. Durch den Formschluss des Fanghakens mit der diesbezüglichen Aufnahme wird die Fügestelle auf Druck beansprucht, was hinsichtlich Robustheit des Schwellers und im Versagensfalle eher positiv ist.
Wird der Schweller aus einem geschlossenen Profil gefertigt, so kann in eine der Kammern jedoch keine innenliegende Verstärkung eingebracht werden. Bei einer Verstärkung von außen würde die Kraft auf Zug wirken, was eher ungünstig ist.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schweller zu schaffen, der vereinfacht aufgebaut sowie besonders leicht ist und dennoch hinsichtlich der Seitenaufprallsicherheit gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Schweller, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem einteilig ausgebildeten Profil mit einer Mehrzahl von Kammern, wobei eine Fanghakenaufnahme vorgesehen ist, welche in eine Aufnahme des Profils eingesetzt und mit dem Profil verbunden ist. Dadurch wird ein einfach aufgebauter Schweller erzeugt, welcher dennoch die nötige Stabilität aufweist. Die Fanghakenaufnahme ist dabei als Profilelement in die Aufnahme eingesetzt. So wird erreicht, dass auch die Fanghakenaufnahme einfach aufgebaut ist und dennoch stabil genug ist. Dabei ist das Profil des Schwellers und/oder das Profilelement der Fanghakenaufnahme als Strangpressprofil ausgebildet ist bzw. sind. Dadurch wird eine einfache Herstellung mit gleichbleibend guter struktureller Festigkeit erreicht. Dabei ist das Profilelement der Fanghakenaufnahme formschlüssig in die Aufnahme des Profils des Schwellers eingesetzt. Dadurch wird neben der gegebenenfalls vorgesehenen Schweißverbindung auch eine formschlüssige Verbindung erreicht, die eine verbesserte Kraftübertragung bewirkt. Dabei sind das Profilelement der Fanghakenaufnahme und die Aufnahme des Profils des Schwellers im Schnitt trapezförmig ausgebildet. Dadurch kann das Profilelement in die Aufnahme lateral eingeschoben werden und es ist dennoch in Einschubrichtung und senkrecht dazu, also insbesondere in einer Richtung senkrecht zu den parallelen Flächen des Trapezes formschlüssig festgelegt. Aufgrund der schrägen Flächen des Trapezes lässt sich das Profilelement in dieser Richtung nicht aus der Aufnahme herausnehmen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Profil des Schwellers und/oder das Profilelement aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Dadurch wird eine leichte und dennoch stabile Struktur geschaffen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Profil des Schwellers mit dem Profilelement verschweißt ist. So wird eine besonders hohe Festigkeit bei der Verbindung erreicht und gleichzeitig ist die Verbindung einfach herzustellen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Profilelement der Fanghakenaufnahme eine höhere Wandstärke und/oder eine höhere Festigkeit oder Festigkeitsklasse aufweist als das Profil des Schwellers. Dadurch kann im Bereich des Fanghakens eine verbesserte Steifigkeit erzielt werden, wobei ansonsten die Wandstärke zur Gewichtsreduzierung auf ein der Steifigkeit gerecht werdendes Maß reduziert wird.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Profil des Schwellers einen abragenden Flansch aufweist, wobei das Profilelement der Fanghakenaufnahme im Wesentlichen bis zum Flansch in die Aufnahme eingesetzt ist. Durch den Flansch kann eine gute Anbindung des Schwellers erreicht werden und gleichzeitig kann der Flansch als Anschlag für das Profilelement vorgesehen sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Profilelement der Fanghakenaufnahme sich an dem Flansch abstützt, wobei das Profilelement insbesondere mit dem Flansch verschweißt ist.
Vorzugsweise kann das Profilelement der Fanghakenaufnahme als Einkammer- oder Mehrkammer-Hohlprofil ausgebildet sein.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schwellers,
2 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Schwellers vor dem Einsetzen des Profilelements in die Aufnahme,
3 eine Schnittansicht des Schwellers im Bereich des eingesetzten Profilelements, und
4 eine Schnittansicht des Schwellers im Bereich neben dem eingesetzten Profilelement.

Die 1 zeigt einen Schweller 1 in einer perspektivischen Darstellung. Der Schweller 1 ist als Profil mit einer Mehrzahl von Kammern 2 ausgebildet, die durch Trennwände 3 voneinander getrennt sind und die von einer umlaufenden Außenwand 4 begrenzt sind. Der Schweller 1 weist nach außen abstehende Flansche 5 auf, die beispielsweise als Türanschlag oder zur Befestigung dienen. In den Schweller 1 sind optional Öffnungen eingebracht, die der Befestigung dienen, beispielsweise für Dichtelemente oder Abdeckungen etc.
Das Profil des Schwellers 1 ist dabei bevorzugt als Strangpressprofil ausgebildet. Es besteht zur Gewichtsreduzierung vorteilhaft aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung.
In das Profil des Schwellers 1 ist eine Aufnahme 6 eingebracht, die beispielsweise durch Aussparen von Material des Profils, wie der Außenwand 4 und /oder von zumindest einer Trennwand erfolgt, siehe 2. In diese Aufnahme 6 ist ein Profilelement 7 eingesetzt, welches als Fanghakenaufnahme dient.
Das Profilelement 7 weist eine Kontur auf, die der Kontur der Aufnahme 6 im Wesentlichen entspricht. In 2 ist zu erkennen, dass das Profilelement 7 im Schnitt trapezförmig ausgebildet ist mit einer breiteren Unterseite als die Oberseite. Alternativ kann auch eine andere Kontur gewählt werden. Die trapezförmige Kontur bewirkt hingegen, dass das Profilelement 7 nicht nach oben in z-Richtung aus der Aufnahme gleiten kann. Auch stößt das Profilelement zur Sicherung in y-Richtung bevorzugt an einen Flansch 5 und/oder an eine Trennwand 3 an, um sich dort abzustützen.
Dabei ist es vorteilhaft, dass das Profilelement 7 als Strangpressprofil ausgebildet ist. Es besteht dabei vorteilhaft aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung.
Die Wandstärke des Profilelements 7 ist bevorzugt größer als die Wandstärke des Profils 8 des Schwellers 1. Sie beträgt etwa das Doppelte oder mehr. Das Profilelement 7 kann beispielsweise als Einkammer- oder auch als Mehrkammer-Hohlprofil ausgebildet sein.
Zur Befestigung des Profilelements 7 in der Aufnahme 6 des Profils 8 dient eine Schweißung 9. Dadurch wird bevorzugt eine umlaufende Verbindung mit dem Profil des Schwellers 1 erreicht.
Die 3 und 4 zeigen den erfindungsgemäßen Schweller 1 in einer Darstellung im Schnitt mit in 3 erkennbarem, eingesetztem Profilelement 7. In 4 ist der Schnitt benachbart des Profilelements 7, so dass dieses in 4 nicht zu erkennen ist.
Alternativ zu der höheren Wandstärke oder zusätzlich kann das Material des Profilelements 7 eine höhere Festigkeit aufweisen als das Material des sonstigen Schwellers 1.
Bezugszeichenliste

1: Schweller
2: Kammer
3: Trennwand
4: Außenwand
5: Flansch
6: Aufnahme
7: Profilelement
8: Profil
9: Schweißung

Claims

Schweller (1) für ein Kraftfahrzeug, welcher als Mehrkammer-Strangpressprofil ausgebildet ist, wobei ein trapezförmiges Profilelement (7) als Fanghakenaufnahme vorgesehen ist, welches in eine Aufnahme (6) des Profils (8) eingesetzt und mit dem Profil (8) verbunden ist.
Schweller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Profil (8) des Schwellers (1) und/oder das Profilelement (7) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.
Schweller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Profil (8) des Schwellers (1) mit dem Profilelement (7) verschweißt ist.
Schweller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilelement (7) der Fanghakenaufnahme eine höhere Wandstärke und/oder eine höhere Festigkeit oder Festigkeitsklasse aufweist als das Profil (8) des Schwellers (1).
Schweller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (8) des Schwellers (1) einen abragenden Flansch (5) aufweist, wobei das Profilelement (7) der Fanghakenaufnahme im Wesentlichen bis zum Flansch (5) in die Aufnahme (6) eingesetzt ist.
Schweller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilelement (7) der Fanghakenaufnahme sich an dem Flansch (5) abstützt, wobei das Profilelement (7) mit dem Flansch (5) verschweißt ist.
Schweller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilelement (7) der Fanghakenaufnahme als Einkammer- oder Mehrkammer-Hohlprofil ausgebildet ist.