DE102018128321A1

DE102018128321A1 - Profilstrebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102018128321A1
Application number: DE102018128321.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Hainzinger; Daniel Tauchnitz
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2020-05-14
Also published as: US20220048573A1; US11952043B2; WO2020099186A1; CN112996698A; CN112996698B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Profilstrebe (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Obergurt (2); mit einem Untergurt (3); mit zwei beabstandeten Seitenwänden (4, 5), die mit dem Obergurt (2) und dem Untergurt (3) einen Innenraum (6) begrenzen; mit zumindest einem Profilende (7); und mit zumindest einem im Profilende (7) angeordneten Endstück (8), wobei das Endstück (8) mit seinen Stirnflächen (9, 10) an benachbarten Innenwandbereichen (11 bzw. 12) des Obergurts (2) bzw. Untergurts (3) unter Aufbau eines Reibschlusses oder Stoffschlusses zwischen den Stirnflächen (9, 10) und den Innenwandbereichen (11 bzw. 12) anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Profilstrebe, die insbesondere für ein Kraftfahrzeug vorgesehen ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Profilstreben können Bestandteil der Karosserie eines Kraftfahrzeuges sein und beispielsweise als Zug-Druck-Strebe verwendet werden.
Bekannte Profilstreben weisen Profilenden auf, die verquetscht sind, oder mit Einlegern (Rohr in Rohr) verquetscht sind, oder ein verquetschtes Profilende mit aufgeschweißter Distanzhülse aufweisen, ausgebildet ist.
Alternative Ausführungsformen weisen unverquetschte Enden mit einem verschweißten Gegenstück auf. Alternativen weisen Profilenden mit geschweißten mehrteiligen Endstücken auf oder umfassen eine durchgesteckte Buchse, die an einem Gurt verschweißt ist.
Ferner sind Vollmaterialstreben und Strebenanbindungen an einen Gurt, z.B. mit Hilfe einer Einpressmutter, bekannt.
Bei stark verquetschten Profilenden ergibt sich der Nachteil einer geringen Klemmlänge, was die Schraubenauslegung bei Dehnschrauben problematisch macht.
Ferner können Steifigkeitsverluste am Strebenende und Mehrgewicht durch einen Funktionsverlust beim Quetschen auftreten.
Bei geschweißten Endstücken ergibt sich eine erhöhte Korrosionsbelastung durch den Schweißvorgang aufgrund einer Silikatbindung und einer KTL-Enthaftung. Darüber hinaus sind die Kosten für Schweißprozesse hoch.
Eine einseitige Gurtanbindung ergibt den Nachteil, dass aufgebrachte Lasten nicht über den zweiten Gurt übertragen werden können, was einen Steifigkeitsverlust und eine Erhöhung des Gewichts bedeutet.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Profilstrebe der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, die es möglich macht, einen Steifigkeitsverlust bis zum Profilende zumindest zu minimieren, vorzugsweise gänzlich zu eliminieren.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
Erfindungsgemäß wird eine Profilstrebe geschaffen, die insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignet ist. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Profilstrebe als Komponente für eine Fahrzeugkarosserie ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Profilstrebe weist einen Obergurt und einen Untergurt auf, die zusammen mit zwei entsprechend der Breite des Obergurts und Untergurts beabstandeten Seitenwänden einen Innenraum der Profilstrebe begrenzen. In zumindest einem Profilende ist ein Endstück angeordnet, das mit seinen Stirnflächen an einem benachbarten Innenwandbereich des Obergurts und einem benachbarten Innenwandbereich des Untergurts anliegt und hierbei durch einen Reibschluss oder Stoffschluss fixiert werden kann. Dies bedeutet, dass das Endstück den Abstand zwischen diesen Innenwandbereichen überbrückt, so dass es möglich wird, dass das Endstück eine aufgebrachte Kraft vom Obergurt des Profils zum Untergurt des Profils übertragen kann, so dass keine erhebliche Verquetschung der Profilstrebe in diesem Bereich auftritt, was zu einem Steifigkeitsverlust führen würde. Ferner wird durch diese Konstruktion eine vielteilige Schweißlösung umgangen.
Dadurch, dass kein Steifigkeitsverlust bei der erfindungsgemäßen Profilstrebe auftritt, da ihr Querschnitt bis in den bzw. die Endbereiche erhalten bleibt, ergibt sich ein weiterer Vorteil in Form einer Gewichtsoptimierung.
Ferner ist es möglich, eine maximale Klemmlänge zu erreichen, was insbesondere beim Vorsehen einer überelastischen Verschraubung bzw. beim Vorsehen von Dehnschrauben vorteilhaft ist.
Darüber hinaus wird die Korrosionsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Profilstrebe verbessert, da eine Schweißverbindung vermieden werden kann.
Überdies ist die erfindungsgemäße Profilstrebe kostengünstiger herzustellen, da ein Schweißprozess vermieden werden kann und da die Konstruktion der erfindungsgemäßen Profilstrebe eine gut automatisierbare Fertigung ermöglicht.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Zur Fixierung des Endstücks im Profilende kann dieses zumindest leicht verklemmt werden. Hierzu ist es möglich, eine, vorzugsweise ohnehin vorgesehene, Verschraubung zu verwenden, falls eine derartige Verschraubung zur Verbindung der Profilstrebe über ihr Profilende mit einem anderen Bauteil vorgesehen ist. Alternativ ist es möglich, ein Endstück mit Übermaß in das Profilende einzupressen und dadurch den Reibschluss zu erzeugen.
Alternativ ist es möglich, das Profilende lokal in geringem Maße umzuformen, um das Endstück reibschlüssig zu fixieren.
Bei einer weiteren alternativen Verbindungsart ist es möglich, das Endstück durch eine entsprechende Kühlung in seinen Dimensionierungen zu schrumpfen und/oder das Profilende durch eine entsprechende Erwärmung auszudehnen, um die gewünschte reibschlüssige Fixierung durch eine Verklemmung erreichen zu können.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Endstück ohne Übermaß in das Profilende eingeschoben werden und seitlich über einen oder mehrere Schweißpunkte oder eine Schweißnaht fixiert werden, um einen Stoffschluss aufzubauen. Hierzu kann in einer oder beiden Seitenwänden eine Bohrung angebracht werden, durch die der Schweißpunkt bzw. die Schweißpunkte angebracht werden kann bzw. können.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass das Material der Profilstrebe sich vom Material des Endstücks unterscheidet. Beispielsweise können die Profilstrebe aus Metall und das Endstück aus Kunststoff oder einem anderen Metall hergestellt sein.
Bevorzugterweise weist das Endstück eine Durchgangsausnehmung/Bohrung oder eine Mehrzahl derartiger Durchgangsausnehmungen bzw. Bohrungen auf, um eine oder mehrere Schrauben anbringen zu können.
Zur Positionierung des Endstücks im Profilende ist es möglich, dieses aus verschiedenen Richtungen in das Profil der Profilstrebe einzustecken.
Das Endstück kann vorzugsweise als kreiszylindrische Hülse (Rohr) ausgebildet sein. Alternativ ist es möglich, das Endstück dem Querschnitt des Innenraums der erfindungsgemäßen Profilstrebe anzupassen, also beispielsweise quaderförmig auszubilden, falls der Querschnitt der Profilstrebe quadratisch ist.
Sind zwei Profilenden vorgesehen, ist es natürlich möglich, entweder in eines der Profilenden oder in beide Profilenden Endstücke einzusetzen.
Ferner kann die erfindungsgemäße Profilstrebe z.B. aus Bauraumgründen weiter umgeformt werden, vorzugsweise zwischen zwei Endstücken, falls zwei Profilenden vorgesehen sind.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren. Es zeigen:

1 eine schematisch leicht vereinfachte perspektivische Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Profilstrebe im Bereich ihres Profilendes zusammen mit einem einzusetzenden Endstück, und
2 eine schematisch vereinfachte Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Profilstrebe 1 in einem umgeformten Bereich.

In 1 ist in einer schematisch vereinfachten perspektivischen Teildarstellung eine erfindungsgemäße Profilstrebe 1 dargestellt, die beispielsweise eine Komponente einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs sein kann.
Die Profilstrebe 1 weist einen Obergurt 2 und einen Untergurt 3 auf, die beabstandet und parallel zueinander über die gesamte Länge der Profilstrebe 1 verlaufen. Es sind jedoch auch Profilstreben denkbar, die keinen konstanten Querschnitt haben. Der Obergurt 2 und der Untergurt 3 sind mit entsprechend ihrer Breite beabstandeten Seitenwänden 4 und 5 verbunden, die zusammen mit dem Obergurt 2 und dem Untergurt 3 einen Innenraum 6 der Profilstrebe 1 begrenzen.
1 zeigt ferner ein Profilende 7 der Profilstrebe 1, in das ein Endstück 8 eingesetzt werden kann, was durch den Pfeil P symbolisiert wird.
Das Endstück 8 ist hierbei so dimensioniert, dass es im eingesetzten Zustand mit seinen beiden endseitig angeordneten Stirnflächen 9 bzw. 10 an im eingesetzten Zustand benachbarten Innenwandbereichen 11 bzw. 12 anliegt, wobei aufgrund der in 1 gewählten Darstellung die Stirnfläche 9 des Endstücks 8 am Innenwandbereich 12 und die Stirnfläche 10 des Endstücks 8 am Innenwandbereich 11 des Profilendes 7 anliegt, wenn das Endstück 8 in das Profilende 7 eingesetzt ist. Hierdurch ist es, wie eingangs erläutert, möglich, dass aufgebrachte Kräfte vom Obergurt 2 der Profilstrebe 1 zum Untergurt 3 über das Endstück 8 übertragen werden können. Eine Kraftübertragung in der umgekehrten Richtung, also vom Untergurt 3 zum Obergurt 2 ist natürlich vom Prinzip her auch möglich.
Das Einsetzen des Endstücks 8 in Richtung des Pfeils P in das Profilende 7 bedeutet mithin, dass im eingesetzten Zustand die Längsachse L1 der Profilstrebe 1 im rechten Winkel zur Längsachse L8 des Endstücks 8 ausgerichtet ist.
Wie 1 ferner verdeutlicht, weist das Endstück 8 im Beispielsfalle eine Durchgangsausnehmung 13 auf, die entlang der Längsrichtung L8 verläuft und die gesamte Längserstreckung des Endstücks 8 durchgreift.
Das Profilende 7 ist mit zwei Ausnehmungen bzw. Bohrungen 14, 15 versehen, wobei die Ausnehmung 14 im Obergurt 2 und die Ausnehmung 18 im Untergurt 3 angeordnet ist.
Ist das Endstück 8 in das Profilende 7 der Profilstrebe 1 eingesetzt, fluchten die Ausnehmungen 14, 13 und 15, so dass beispielsweise eine Schraube durch diese Ausnehmungen 14, 13, 15 hindurchgesteckt werden kann, um das Endstück 8 im Profilende 7 zu verklemmen, wobei diese Art der Fixierung des Endstücks 8 insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn eine derartige Schraubverbindung ohnehin erforderlich ist, um das Profilende 7 mit einem anderen Bauteil zu verbinden.
2 verdeutlicht eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Profilstrebe 1, die in ihrem Profilende 7 zwei Endstücke 8A und 8B aufweist, die beabstandet zueinander angeordnet sind und über einen Verbindungssteg 18 miteinander verbunden sind. Die Endstücke 8A und 8B sind hierbei im Bereich von Bohrungen 14, 14' im Obergurt 2 angeordnet. Gegenüberliegende Bohrungen, die aufgrund der gewählten Darstellung in 2 nicht sichtbar sind, können im Untergurt 3 vorgesehen sein.
Das Profilende 7 der Profilstrebe 1 ist mit einem Zwischenbereich 17 versehen, der als ein in den Untergurt 3 eingebrachter Tunnel ausgebildet ist, der beispielsweise aus Bauraumgründen und/oder Funktionsgründen nötig sein kann.
Das so ausgebildete Einlegeteil, das von den Endstücken 8A und 8B sowie dem Verbindungssteg 18 gebildet wird, kann in seiner Lage wiederum durch einen Reibschluss oder Stoffschluss zwischen den Stirnflächen und den Innenwandbereichen lagegesichert sein, wobei zumindest eines der beiden Endstücke 8A und 8B auf diese Art und Weise fixiert werden kann. Sollte dies aus Festigkeitsgründen nötig sein, ist es natürlich ebenfalls möglich, beide Endstücke 8A und 8B durch einen Stoffschluss oder einen Reibschluss festzulegen. Das Einlegeteil kann hierbei als einstückiges Bauteil ausgebildet sein oder es ist möglich, die Endstücke 8A und 8B sowie den Verbindungssteg 18 als separate Bauteile auszubilden, die miteinander verbunden werden können, beispielsweise mittels einer Verschweißung.
Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit zur Ergänzung der Offenbarung explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 und 2 Bezug genommen.
Bezugszeichenliste

1: Profilstrebe
2: Obergurt
3: Untergurt
4, 5: Seitenwände
6: Innenraum
7: Profilende
8: Endstück
9, 10: Stellflächen
11, 12: Innenwandbereiche
13: Durchgangsausnehmung/Durchgangsbohrung
14, 15: Ausnehmungen/Bohrungen
16: Profilende
17: Zwischenbereich
18: Verbindungssteg

Claims

Profilstrebe (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, - mit einem Obergurt (2); - mit einem Untergurt (3); - mit zwei beabstandeten Seitenwänden (4, 5), die mit dem Obergurt (2) und dem Untergurt (3) einen Innenraum (6) begrenzen; - mit zumindest einem Profilende (7); und - mit zumindest einem im Profilende (7) angeordneten Endstück (8), dadurch gekennzeichnet, - dass das Endstück (8) mit seinen Stirnflächen (9, 10) an benachbarten Innenwandbereichen (11 bzw. 12) des Obergurts (2) bzw. Untergurts (3) unter Aufbau eines Reibschlusses oder Stoffschlusses zwischen den Stirnflächen (9, 10) und den Innenwandbereichen (11 bzw. 12) anliegt.
Profilstrebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (8) im Profilende (7) verklemmt ist.
Profilstrebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien der Profilstrebe (1) und des Endstücks (8) gleich oder unterschiedlich sind.
Profilstrebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (8) zumindest eine Durchgangsausnehmung (13) aufweist.
Profilstrebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Obergurt (2) eine Ausnehmung (14) und/oder im Untergurt eine Ausnehmung (15) angeordnet ist, die mit der zumindest einen Durchgangsausnehmung (13) im eingesetzten Zustand des Endstücks (8) fluchten.
Profilstrebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (8) als kreiszylindrische oder ovale Hülse ausgebildet ist.
Profilstrebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (8) an die Querschnittsform des Innenraums (6) angepasst ist.
Profilstrebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Profilenden (7, 16) vorgesehen sind.
Profilstrebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Profilende (7, 16) ein Endstück (8) eingesetzt ist.
Profilstrebe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenbereich (17) zwischen den Profilenden (7,16) umgeformt ist.
Profilstrebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Endstücke (8A, 8B) vorgesehen sind, die mittels eines Verbindungssteges (18) miteinander verbunden sind.