DE10201911A1 - Connection node between two hollow profiles of a frame structure, especially for vehicles - Google Patents
Connection node between two hollow profiles of a frame structure, especially for vehiclesInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Knotenverbindung zwischen zwei Hohlprofilen insbesondere aus Stahlblech einer Tragstruktur insbesondere für Fahrzeuge. Der Verbindungsknoten wird gebildet von einem Ende (E) eines ersten Hohlprofils (2) und einer Ausnehmung (A) in der Wandung des zweiten Hohlprofils (1), durch die das erste Hohlprofil (2) mit seinem Ende (E) gesteckt ist, sowie einer der Ausnehmung (A) gegenüberliegenden Ausbeulung (D) der Wandung des zweiten Hohlprofils (1), mit der das Ende (E) des zweiten Hohlprofils (1) eine Steckverbindung bildet.The invention relates to a node connection between two hollow profiles, in particular made of sheet steel, of a supporting structure, in particular for vehicles. The connecting node is formed by an end (E) of a first hollow profile (2) and a recess (A) in the wall of the second hollow profile (1) through which the first hollow profile (2) is inserted with its end (E), and one of the recess (A) opposite bulge (D) of the wall of the second hollow profile (1), with which the end (E) of the second hollow profile (1) forms a plug connection.
Description
Die Erfindung betrifft einen Verbindungsknoten zwischen zwei Hohlprofilen einer Rahmenstruktur, insbesondere für Fahrzeuge, bei dem ein erstes Hohlprofil dieser beiden Hohlprofile mit einem Ende durch mindestens eine an die Außenkontur dieses ersten Hohlprofils zumindest teilweise angepaßte Ausnehmung in zumindest einer Seite der Wandung des zweiten Hohlprofils gesteckt und an der der mindestens einen Ausnehmung gegenüberliegenden Seite der Wandung des zweiten Hohlprofils fixiert ist. The invention relates to a connection node between two hollow profiles of a frame structure, especially for Vehicles in which a first hollow profile of these two Hollow profiles with one end through at least one to the The outer contour of this first hollow profile is at least partially adapted recess in at least one side of the wall of the second hollow profile and on which the at least one recess opposite side of the Wall of the second hollow profile is fixed.
Verbindungsknoten zwischen zwei Hohlprofilen einer Rahmenstruktur (space frame) eines Fahrzeuges sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sofern als Werkstoff für den Verbindungsknoten Aluminium verwendet wird, kann ein gegossenes Profilteil Verwendung finden, auf das die Hohlprofile aufgesteckt und ggf. mit weiteren Elementen fixiert werden können. Solche Knotenstrukturen sind für Stahl als Werkstoff ungeeignet. Deshalb finden bei Stahl andersartige Verbindungsknoten Anwendung. Connection node between two hollow profiles one Frame structure (space frame) of a vehicle are in various versions known. If as a material aluminum can be used for the connection node use a cast profile part on which the Hollow profiles attached and possibly with other elements can be fixed. Such node structures are for Steel unsuitable as a material. That is why at Stahl different connection node application.
Bei einem bekannten Verbindungsknoten (WO 95/04616) ist ein erstes Hohlprofil aus Stahlblech mit einem Ende durch Ausnehmungen in gegenüberliegenden Seiten der Wandung eines zweiten im Querschnitt größeren Hohlprofils aus Stahlblech durchgesteckt. An den Ausnehmungen sind die beiden Hohlprofile miteinander verschweißt. Ein solcher Verbindungsknoten hat eine Reihe von Nachteilen: In zwei gegenüberliegenden Seiten des größeren Hohlprofils müssen Ausnehmungen gestanzt werden. Damit verbunden ist eine Beschädigung der in der Regel vorgesehenen, dem Korrosionsschutz dienenden Verzinkung. Auch müssen an zwei Stellen Schweißverbindungen hergestellt werden. Auch dadurch wird der Korrosionsschutz beeinträchtigt. Schließlich verbleibt ein nach außen offenes Rohr, dessen Inneres in der Regel nicht korrosionsgeschützt ist. Deshalb wird man zusätzliche Maßnahmen für den Korrosionsschutz ergreifen müssen. In a known connection node (WO 95/04616) a first hollow section made of sheet steel with one end through Recesses in opposite sides of the wall a second hollow section with a larger cross section Sheet steel pushed through. On the recesses are the two hollow sections welded together. Such a Connection nodes have a number of disadvantages: In two opposite sides of the larger hollow section Recesses are punched. Associated with it Damage to the usually provided Anti-corrosion galvanizing. Also need to two places weld connections are made. Also this affects the corrosion protection. Finally, there remains a tube that is open to the outside The interior is usually not protected against corrosion. Therefore one will take additional measures for the Have to take corrosion protection.
Bei einem anderen Verbindungsknoten für zwei Hohlprofile aus Stahlblech (DE 40 40 946 C1) ist nur in einer Seite der Wandung des größeren Hohlprofils eine Ausnehmung vorgesehen, durch die das im Querschnitt kleinere andere Hohlprofil gesteckt ist. Das Ende dieses kleineren Hohlprofils ist innenseitig an der der Ausnehmung gegenüberliegenden Seite der Wandung angeschweißt. Bei diesem Verbindungsknoten gibt es zwar nicht die beim anderen Verbindungsknoten geschilderten Korrosionsprobleme, doch hat dieser Verbindungsknoten dafür andere Nachteile. Da das eingesteckte Hohlprofil mit seinem Rand an der Wandung des anderen Hohlprofils angeschweißt werden muß und deshalb daran anliegen muß, sind die Toleranzanforderungen für die Anpassung des Endes des eingesteckten Hohlprofils an die innere Kontur des Hohlprofils sehr hoch. Außerdem besteht keine Möglichkeit des Toleranzausgleichs in Längsrichtung des anzuschweißenden kleineren Hohlprofils. Weiterhin ist die Zugänglichkeit der Schweißstelle schlecht. Wenn durch die Wandung hindurch geschweißt werden muß, bleibt eine deutlich sichtbare Schweißnaht. Beim Schweißen kann eine eventuell vorgesehene, vor Korrosion schützende Zinkschicht beschädigt werden. Another connection node for two hollow profiles made of sheet steel (DE 40 40 946 C1) is only on one side a recess in the wall of the larger hollow profile provided by which the smaller in cross section other Hollow profile is inserted. The end of this smaller one The hollow profile is on the inside of the recess opposite side of the wall welded. at this connection node does not exist for the other connection nodes described Corrosion problems, but this connection node has but other disadvantages. Because the inserted hollow profile with its edge on the wall of the other hollow profile must be welded on and must therefore be in contact with it, are the tolerance requirements for the adjustment of the End of the inserted hollow profile on the inner contour of the hollow profile very high. Besides, there is none Possibility of tolerance compensation in the longitudinal direction of the welded smaller hollow profile. Furthermore, the Bad access to the weld. If through that Wall must be welded through remains one clearly visible weld seam. When welding, one possibly provided, protecting against corrosion Zinc coating can be damaged.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen auch in Stahl zu verwirklichenden Verbindungsknoten zwischen zwei Hohlprofilen einer Rahmenstruktur insbesondere für Fahrzeuge zu schaffen, der einen Toleranzausgleich ermöglicht, ohne großen Aufwand und mit geringen Toleranzanforderungen herzustellen ist, wobei im Falle einer gegen Korrosion schützenden Zinkschicht diese möglichst wenig beschädigt wird, und der eine optimale Momentenaufnahme der im Betrieb auf ihn einwirkenden Kräfte gewährleistet. The invention is based, one in Steel connecting knot between two Hollow profiles of a frame structure especially for To create vehicles that have tolerance compensation enables, with little effort and with little Tolerance requirements is to be established, in the case a zinc layer protecting against corrosion is damaged as little as possible, and the optimal one Snapshot of those acting on it during operation Powers guaranteed.
Diese Aufgabe wird mit einem Verbindungsknoten der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Wandung des zweiten Hohlprofils an der der Fixierung dienenden Stelle eine Ausbeulung aufweist, die mit dem Ende des ersten Hohlprofils eine Steckverbindung bildet. Die Ausbeulung kann sich räumlich innen- oder außenseitig befinden, also vom Inneren des Hohlprofils gesehen, einen Dom oder eine Vertiefung bilden. This task is done with a connection node type mentioned solved in that the wall of the second hollow profile on the one serving for fixation Spot has a bulge that coincides with the end of the first hollow profile forms a connector. The Bulge can be spatially inside or outside are, i.e. seen from the inside of the hollow profile, one Form the cathedral or a depression.
Die besonderen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß das eingesteckte Hohlprofil an mindestens zwei, bei Mehrkammerprofilen an mehreren beabstandeten Stellen an dem größeren Hohlprofil gehalten ist, wobei es an mindestens einer Stelle, und zwar der Steckverbindungsstelle formschlüssig, und an der bzw. den Durchsteckstellen form- und/oder stoffschlüssig, je nachdem, ob mit oder ohne seitliches Spiel und mit oder ohne Schweiß-, Löt- oder Klebeverbindung Verbindung ist. In jedem Fall ergibt sich eine sehr steife Knotenverbindung. Die stoffschlüssige ggf. zusätzliche Verbindung, insbesondere Lötverbindung, ist vorzugsweise nur an der Ausnehmung vorgesehen, um das eingesteckte Hohlprofil axial zu sichern. Allerdings kann eine gewisse axiale Fixierung des eingesteckten Hohlprofils auch oder auch nur dadurch erhalten, daß es ein- oder aufgeklemmt ist. Die Steckverbindung kann aber auch, ggf. zusätzlich, durch Klebstoff fixiert sein. Durch mehr oder weniger tiefes Ein- oder Aufstecken ist ein gewisser Toleranzausgleich in axialer Richtung des eingesteckten Hohlprofils möglich. Da keine zweite Ausnehmung erforderlich ist, entfallen auch die sonst üblichen weiteren Korrosionsschutzmaßnahmen zur Abdeckung des sonst offenen Hohlprofils. Im Rahmen der Steckverbindung kann der Anwender von den beiden alternativen Möglichkeiten, eine Ausbeulung nach innen oder nach außen, die ihm am besten geeignete wählen. Eine Ausbeulung nach innen hat den Vorteil, daß sie außen glatt abgedeckt werden kann, so daß die Optik eines insgesamt glatten Hohlprofils gewahrt bleibt. Von den beiden alternativen Möglichkeiten, die Ausbeulung nach innen oder außen zu legen, ist aus Gründen eines optimalen Kraftflusses die Ausbeulung nach innen die bevorzugte. The particular advantages of the invention are that the inserted hollow profile on at least two, Multi-chamber profiles at several spaced locations the larger hollow profile is held, with it at least one place, namely the Plug connection form-fitting, and at the or the Push-through points form and / or cohesive, each after, with or without lateral play and with or without a weld, solder or adhesive connection. In any case, the result is a very stiff one Node connection. The cohesive if necessary additional Connection, especially solder connection, is preferred only provided on the recess to the inserted Secure the hollow profile axially. However, some axial fixation of the inserted hollow profile also or just get it by pinching or pinching it is. The plug connection can also, if necessary additionally, be fixed by glue. By more or less deep insertion or insertion is a certain Tolerance compensation in the axial direction of the inserted Hollow profile possible. Because there is no second recess is necessary, the usual ones are omitted further corrosion protection measures to cover the otherwise open hollow profile. As part of the connector the user can choose from the two alternatives Possibilities of a bulge inwards or outwards outside, choose the one that suits him best. A Bulge inside has the advantage of being outside can be covered smoothly, so that the appearance of a overall smooth hollow profile is preserved. Of the two alternative ways of denting after Laying inside or outside is for one reason optimal power flow the bulge inwards preferred.
Vorzugsweise ist die Steckverbindung als Paßsitz ausgebildet. Wie schon ausgeführt, sollte das erste Hohlprofil in der Steckverbindung durch Klemmsitz gehalten werden. Es kann aber auch durch Klebung gehalten werden. Um das Ende des einzusteckenden Hohlprofils besser ein- oder aufstecken zu können, sollte das Ende einen angefasten Rand haben bzw am Rand radial gestaucht oder aufgeweitet sein. Preferably, the connector is a snug fit educated. As already stated, the first should Hollow profile in the plug connection by means of a clamp fit being held. But it can also be held by gluing become. To the end of the hollow profile to be inserted The end should be better to plug in or plug on have a chamfered edge or are radially compressed at the edge or be widened.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen: In the following the invention is based on a Drawing illustrating embodiments explained. In detail show:
Fig. 1 eine von Hohlprofilen aus Stahl gebildete Rahmenstruktur im Ausschnitt im Bereich eines Verbindungsknotens in Seitenansicht. Fig. 1 is a frame structure formed by hollow sections made of steel in the cutout in the region of a connection node in a side view.
Fig. 2 den Verbindungsknoten der Fig. 1 im Schnitt nach Linie I-I der Fig. 1 und Fig. 2 shows the connection node of Fig. 1 in section along line II of Fig. 1 and
Fig. 3 den Verbindungsknoten gemäß Fig. 1 im Schnitt nach Linie I-I der Fig. 1 in einer zu Fig. 2 abgewandelten Ausführung. Fig. 3 shows the connection node of FIG. 1 taken along line II of Fig 1 in a modified to Fig. 2 embodiment..
Bei der in Fig. 1 dargestellten Rahmenstruktur eines Fahrzeuges ist ein Verbindungsknoten zwischen zwei Hohlprofilen 1, 2 aus Stahlblech, und zwar einem im Querschnitt größeren Hohlprofil 1 und einem im Querschnitt kleineren Hohlprofil 2 ausgebildet. In diesem Fall haben die Hohlprofile 1, 2 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken. Aber auch aus anderen Querschnitten kann ein erfindungsgemäßer Verbindungsknoten für Hohlprofile gebildet sein. Ach kann das Hohlprofil als Mehrkammerprofil ausgebildet sein. In the frame structure of a vehicle shown in FIG. 1, a connecting node is formed between two hollow sections 1 , 2 made of sheet steel, namely a hollow section 1 with a larger cross section and a hollow section 2 with a smaller cross section. In this case, the hollow profiles 1 , 2 have an essentially rectangular cross section with rounded corners. However, a connection node according to the invention for hollow profiles can also be formed from other cross sections. The hollow profile can also be designed as a multi-chamber profile.
Wie am besten die Fig. 2 und 3 zeigen, ist in einer Seite W1 der Wandung W des Hohlprofils 1 größeren Querschnittes eine Ausnehmung A und in der gegenüberliegenden Seite W2 der Wandung eine Auswölbung in Form einer vom Inneren des Hohlprofils 1 gesehenen Vertiefung V oder eines vom Inneren des Hohlprofils 1gesehenen Doms D vorgesehen. Die Auswölbung V, D des größeren Hohlprofils 1 und das Ende E des kleineren Hohlprofils 2 bilden eine Steckverbindung. Die Auswölbung V, D und die Ausnehmung A sind z. B. in einem IHU- Umformprozeß gleichzeitig hergestellt werden. Die Querschnittsform der Auswölbung V, D ist dem Querschnitt des kleineren Hohlprofils 2 im wesentlichen angepaßt. Der Rand R des Endes E des kleineren Hohlprofils 2 kann eine Fase P1, P2 aufweisen, die das Ein- oder Aufstecken in die Vertiefung V oder auf den Dom D erleichtert. As best shown in FIGS. 2 and 3, there is a recess A in one side W 1 of the wall W of the hollow profile 1 with a larger cross section and a bulge in the form of a recess V seen from the inside of the hollow profile 1 in the opposite side W 2 of the wall or a dome D seen from the inside of the hollow profile 1 . The bulge V, D of the larger hollow section 1 and the end E of the smaller hollow section 2 form a plug connection. The bulge V, D and the recess A are z. B. can be produced simultaneously in an hydroforming process. The cross-sectional shape of the bulge V, D is essentially adapted to the cross-section of the smaller hollow profile 2 . The edge R of the end E of the smaller hollow profile 2 can have a chamfer P 1 , P 2 which facilitates insertion or insertion into the recess V or onto the dome D.
Im zusammengesteckten Zustand ergibt sich eine doppelte Abstützung des kleineren Hohlprofils 2 im größeren Hohlprofil 1, und zwar zum einen an der Auswölbung V, D, eine formschlüssige Abstützung und zum anderen an der Ausnehmung A, die formschlüssig sein kann aber nicht sein muß, je nach dem, ob hier zusätzliche Haltemittel vorgesehen sind. Durch mehr oder weniger weites Ein- bzw. Aufstecken in die Vertiefung V oder auf den Dom D ist ein axialer Toleranzausgleich für das kleinere Hohlprofil 2 möglich. Die axiale Festlegung des kleineren Hohlprofils 2 in dem größeren Hohlprofil 1 erfolgt vorzugsweise durch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen diesen beiden Hohlprofilen 1, 2, vorzugsweise über eine MIG- Lötverbindung S an der Ausnehmung, die dann auch als die erwähnten zusätzlichen Haltemittel für die seitliche Abstützung des eingesteckten Hohlprofils 2 dienen. Allerdings kommt für die Fixierung des eingesteckten Hohlprofils 2 auch eine Schweißverbindung in Frage. Bei insbesondere verschiedenartigen Werkstoffen der beiden Hohlprofile 1, 2 kann ach eine Klebeverbindung vorteilhaft sein. Eine weitere axiale Sicherung ergibt sich auch dadurch, daß das Ende des Hohlprofils 2 mit Klemmsitz in der Vertiefung V bzw. auf dem Dom D sitzt. Zusätzlich kann diese Steckverbindung auch noch durch Klebstoff gesichert sein. In the assembled state, there is a double support of the smaller hollow profile 2 in the larger hollow profile 1 , on the one hand at the bulge V, D, a positive support and on the other hand at the recess A, which can be positive but does not have to be, depending on whether additional holding means are provided here. An axial tolerance compensation for the smaller hollow profile 2 is possible by inserting or plugging it into the recess V or the dome D to a greater or lesser extent. The axial fixation of the smaller hollow profile 2 in the larger hollow profile 1 is preferably carried out by a material connection between these two hollow profiles 1 , 2 , preferably via a MIG solder connection S at the recess, which then also serves as the mentioned additional holding means for the lateral support of the inserted hollow profile 2 serve. However, a welded connection can also be used to fix the inserted hollow profile 2 . In the case of different materials of the two hollow profiles 1 , 2 , in particular, an adhesive connection can also be advantageous. A further axial securing also results from the fact that the end of the hollow profile 2 sits with a clamp fit in the recess V or on the dome D. In addition, this connector can also be secured by adhesive.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |