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Die Erfindung betrifft ein Profilbauteil für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen.
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Die
DE 10 2015 117 700 A1 offenbart einen Querträger, insbesondere für einen Stoßfänger, wobei der Querträger zumindest in zwei in seiner Längsrichtung zueinander beabstandeten Anbringungsbereichen an eine Kraftfahrzeugstruktur anbringbar ist und einen Strangpressprofilgrundkörper aufweist. Dabei ist es vorgesehen, dass der Querträger ein stranggepresstes Verstärkungselement aufweist, welches zwischen an dem Strangpressprofilgrundkörper vorgesehenen Anbindungsbereichen zur Anbindung an die Kraftfahrzeugstruktur vorgesehen ist.
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Der
EP 1 199 224 A1 ist eine Stoßfängeranordnung für ein Kraftfahrzeug als bekannt zu entnehmen. Außerdem ist aus der
DE 10 2011 052 153 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeug-Biegeträgers bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Profilbauteil für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit wenigstens einem solchen Profilbauteil zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhaftes Verhalten des Profilbauteils unter Lasteinwirkung geschaffen werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Profilbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein auch als Profilteil oder Profil bezeichnetes Profilbauteil für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug wie beispielsweise einen Kraftwagen und vorzugsweise einen Personenkraftwagen. Das Profilbauteil weist eine Längserstreckung und somit eine Längserstreckungsrichtung auf, entlang welcher sich das Profilbauteil länglich erstreckt. Das Profilbauteil kann sich entlang seiner Längserstreckungsrichtung zumindest im Wesentlichen gerade oder aber gekrümmt beziehungsweise bogen- oder kurvenförmig erstrecken. Das Profilbauteil weist wenigstens einen hohlen Profilquerschnittsbereich auf. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass der hohle Profilquerschnittsbereich ein hohler und beispielsweise geschlossener oder aber offener Querschnitt, das heißt ein geschlossener oder offener Hohlquerschnitt des Profilbauteils ist. Der Profilquerschnittsbereich wird auch als erster hohler Profilquerschnittsbereich bezeichnet, wobei der zuvor genannte Hohlquerschnitt auch als erster Hohlquerschnitt bezeichnet wird. Der Profilquerschnittsbereich beziehungsweise der Hohlquerschnitt ist in eine Richtung durch eine auch als Rücken oder Profilrücken bezeichnete Wandung des Profilbauteils, insbesondere vollständig begrenzt. Dabei ist es denkbar, dass in Einbaulage des Profilbauteils die zuvor genannte Richtung beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung, insbesondere nach innen, oder aber in Fahrzeughochrichtung oder aber in Fahrzeuglängsrichtung verläuft. Dabei nimmt das Profilbauteil seine Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des Fahrzeugs ein, welches in seinem in vollständig hergestellten Zustand das Profilbauteil aufweist.
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Um nun ein besonders vorteilhaftes Verhalten, insbesondere Unfallverhalten, des Profilbauteils unter Lasteinwirkung realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass - bezogen auf eine Belastung des Profilbauteils, wobei die Belastung aus einer, insbesondere unfallbedingten, Kraftbeaufschlagung des Profilbauteils resultiert, und wobei die Kraftbeaufschlagung entlang der beziehungsweise in die Richtung auf das Profilbauteil wirkt - die Wandung (Profilrücken) auf einer ersten Seite eines Wendepunkts der beispielsweise als Biegebelastung ausgebildeten oder eine Biegebelastung umfassenden Belastung auf einer ersten Seite einer in Längserstreckungsrichtung des Profilbauteils verlaufenden Mittellinie des Profilbauteils angeordnet ist. Die zuvor genannte Belastung ist beispielsweise eine in dem Profilbauteil wirkende Belastung, insbesondere Spannung, die aus der genannten, beispielsweise unfallbedingten Kraftbeaufschlagung resultiert. Unter der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung ist insbesondere eine solche Kraftbeaufschlagung zu verstehen, welche zum Beispiel aus einem Unfall des Fahrzeugs beziehungsweise daraus resultieren kann, dass ein Hindernis wie beispielsweise ein Unfallgegner oder ein Testelement zum Simulieren eines Unfalls gegen das Fahrzeug und dabei zumindest mittelbar oder direkt gegen das Profilbauteil prallt, insbesondere in die oder entlang der Richtung beziehungsweise derart, dass die Kraftbeaufschlagung entlang einer Hauptbelastungsrichtung auf das Profilbauteil wirkt. Die Hauptbelastungsrichtung verläuft dabei beispielsweise parallel zu der Richtung und insbesondere in die Richtung.
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An dem Wendepunkt der Belastung wirken keine aus der Kraftbeaufschlagung resultierende Biegemomente, sondern ausschließlich aus der Kraftbeaufschlagung resultierende Zug- und/oder Druckspannungen. Der Wendepunkt wird auch als Biegelinienwendepunkt bezeichnet und kann insbesondere anhand einer solchen Betrachtung erklärt werden, bei der das Profilbauteil als ein, insbesondere fest eingespannter, Biegebalken betrachtet wird. In insbesondere fest eingespannten Biegebalken gibt es je nach Einspannbedingungen und Lastangriff einen oder mehrere Wendepunkte. Bezogen auf das Profilbauteil ist unter den zuvor genannten Einspannbedingungen beispielsweise zu verstehen, dass das Profilbauteil, insbesondere in vollständig hergestelltem Zustand des Fahrzeugs, mit wenigstens einem oder mehreren weiteren, separat von dem Profilbauteil ausgebildeten Bauelementen des Fahrzeugs verbunden ist. Unter dem zuvor genannten Lastangriff ist insbesondere eine Stelle zu verstehen, an der die Kraftbeaufschlagung auf das Profilbauteil wirkt, und beispielsweise ist unter dem Lastangriff alternativ oder zusätzlich eine Wirkrichtung zu verstehen, entlang der oder in die die Kraftbeaufschlagung auf das Profilbauteil wirkt. Dabei ist die Wirkrichtung beispielsweise die zuvor genannte Hauptbelastungsrichtung beziehungsweise die Richtung. In dem zuvor genannten Wendepunkt sind die Biegemomente 0, und es wirken ausschließlich Zug- oder Druckspannung. An einem solchen Wendepunkt ist es somit nicht notwendigerweise erforderlich, gemäß dem Lösungsprinzip einer Versteifungssicke Flächenanteile zueinander in Abstand zu bringen. Es ist somit möglich, dort Zargen einzusparen. Hierdurch kann beispielsweise ein Umformgrad des Profilbauteils besonders gering gehalten werden, und das Profilbauteil kann mit einem nur geringen Materialbedarf und somit kosten- und gewichtsgünstig hergestellt werden. Außerdem kann eine belastungsoptimierte Gestaltung des Profilbauteils realisiert werden.
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Dadurch, dass die Wandung auf der ersten Seite des Wendepunkts auf der ersten Seite der Mittellinie angeordnet ist, ist beziehungsweise wird der Profilquerschnittsbereich auf der ersten Seite des Wendepunkts in die Richtung durch die Wandung begrenzt.
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Die Mittellinie verläuft beispielsweise in Längserstreckungsrichtung des Profilbauteils und kann somit gerade oder aber bogen- beziehungsweise kurvenförmig verlaufen. Im Hinblick auf die Mittellinie ist insbesondere denkbar, dass das Profilbauteil eine Erstreckung, also eine Höhe, Breite oder Tiefe aufweist, die entlang einer parallel zu der Richtung und insbesondere senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Profilbauteils verlaufenden Erstreckungsrichtung verläuft, wobei die Mittellinie vorzugsweise in der Mitte der genannten Erstreckung liegt beziehungsweise verläuft, insbesondere entlang der gesamten, in Längserstreckungsrichtung des Profils verlaufenden Längserstreckung des Profils. Dabei verläuft beispielsweise die Erstreckungsrichtung senkrecht zu der Mittellinie beziehungsweise die Erstreckungsrichtung und die Richtung verlaufen in einer gemeinsamen Ebene, wobei die Längserstreckungsrichtung und somit die Mittellinie senkrecht zu der Ebene verläuft. Die genannte Wandung (Profilrücken) kann beispielsweise zumindest im Wesentlichen eben ausgebildet sein oder aber der Profilrücken kann gekrümmt beziehungsweise bogen- oder kurvenförmig ausgebildet sein.
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Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass bezogen auf die beschriebene Belastung die Wandung auf einer der ersten Seite des Wendepunktes in Längserstreckungsrichtung des Profilbauteils gegenüberliegenden zweiten Seite des Wendepunktes auf einer der ersten Seite der Mittellinie gegenüberliegenden zweiten Seite der Mittellinie angeordnet ist. Dadurch, dass die Wandung auf der der ersten Seite des Wendepunkts in Längserstreckungsrichtung des Profilbauteils gegenüberliegenden zweiten Seite des Wendepunkts auf der der ersten Seite der Mittellinie gegenüberliegenden zweiten Seite der Mittellinie angeordnet ist, ist beziehungsweise wird ein auf der zweiten Seite des Wendepunkts angeordneter und sich beispielsweise, insbesondere in Längserstreckungsrichtung des Profilbauteils, an den ersten Profilquerschnittsbereich anschließender zweiter hohler Profilquerschnittsbereich des Profilbauteils in eine der Richtung entgegengesetzte und parallel zu der Richtung verlaufende zweite Richtung durch die Wandung (Profilrücken) begrenzt. Der zweite hohle Profilquerschnittsbereich ist beispielsweise ein zweiter Hohlquerschnitt des Profilbauteils, wobei der zweite Hohlquerschnitt offen oder aber geschlossen sein kann. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass bei alleiniger Betrachtung des vorzugsweise einstückig ausgebildeten Profilbauteils der jeweilige Hohlquerschnitt offen oder aber geschlossen ist.
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Ist das Profilbauteil an sich, das heißt für sich alleine betrachtet beispielsweise als ein Hutprofil ausgebildet, so ist der jeweilige Hohlquerschnitt beispielsweise ein offener Hohlquerschnitt. Dabei ist beispielsweise der erste Hohlquerschnitt in die erste Richtung durch den Profilrücken begrenzt und in die zweite Richtung offen, insbesondere bei alleiniger Betrachtung des Profilbauteils. Der zweite Hohlquerschnitt ist beispielsweise in die zweite Richtung durch den Profilrücken begrenzt und in die erste Richtung offen, insbesondere bei alleiniger Betrachtung des Profilbauteils. Dabei kann das Profilbauteil insbesondere als Blechbauteil ausgebildet sein, welches beispielsweise umgeformt, insbesondere tiefgezogen, ist. Ferner ist es denkbar, dass das vorzugsweise einstückig ausgebildete Profilbauteil als ein, insbesondere innenhochdruckumgeformtes, Rohr ausgebildet ist, wobei das innenhochdruckumgeformte Rohr auch als IHU-Rohr bezeichnet wird. Hierbei sind die Hohlquerschnitte beispielsweise geschlossen und somit beispielsweise in um die Mittellinie beziehungsweise die Längserstreckungsrichtung des Profilbauteils umlaufender Umfangsrichtung des Profilbauteils vollständig umlaufend geschlossen.
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Vereinfacht ausgedrückt ist die Wandung jenseits des Wendepunkts auf der ersten Seite der Mittellinie und diesseits des Wendepunkts auf der zweiten Seite der Mittellinie angeordnet, sodass sozusagen das Profilbauteil zumindest im Hinblick auf den Profilrücken und die Profilquerschnittsbereiche an dem Wendepunkt der Belastung invertiert ist oder um den Wendepunkt umgestülpt ist beziehungsweise wird. An dem Wendepunkt ist oder erfolgt sozusagen ein Nulldurchgang des Profilbauteils beziehungsweise der Wandung. Mit anderen Worten ausgedrückt vollführt das Profilbauteil beziehungsweise die Wandung an dem Wendepunkt einen Nulldurchgang. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte, lastabhängige Gestaltung oder Optimierung des einfach auch als Profil bezeichneten Profilbauteils realisiert werden. Die der Erfindung zugrunde liegende Idee ist es insbesondere, den Nulldurchgang oder mehrere oder alle Nulldurchgänge des Profilbauteils im Hinblick auf deren Lagen und dabei insbesondere entlang des Profils beziehungsweise entlang der Längserstreckungsrichtung beziehungsweise der Mittellinie in Abhängigkeit von der Belastung auszulegen und zu positionieren, insbesondere unter Berücksichtigung des Wendepunkts oder von Wendepunkten der Belastung. Dies erfolgt erfindungsgemäß derart, dass das Profilbauteil beziehungsweise die Wandung seinen beziehungsweise ihren Nulldurchgang an beziehungsweise in dem Wendepunkt vollführt. Dadurch können beispielsweise übermäßige, aus der Kraftbeaufschlagung wirkende und insbesondere in die Profilbauteile wirkende Belastungen vermieden werden, sodass sich durch die Erfindung eine belastungsgerechte Auslegung des Profilbauteils und insbesondere dessen Querschnitts realisieren lässt. In der Folge kann das Profilbauteil auch besonders hohe Kraftbeaufschlagungen ertragen, ohne dass es zu einer übermäßigen Beschädigung oder Verformung des Profilbauteils kommt. In der Folge kann das Profilbauteil zu einer besonders hohen Sicherheit für Insassen des Fahrzeugs beitragen.
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Um ein besonders vorteilhaftes Verhalten unter Lasteinwirkung zu realisieren, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass sich der Profilrücken kurvenförmig und/oder stetig, das heißt wie eine mathematische, stetige Funktion von der ersten Seite des Wendepunkts auf die zweite Seite des Wendepunkts und somit von der ersten Seite der Mittellinie auf die zweite Seite der Mittellinie erstreckt.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Wandung einstückig ausgebildet ist. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Wandung einen jenseits des Wendepunkts angeordneten ersten Wandungsbereich und einen diesseits des Wendepunkts angeordneten zweiten Wandungsbereich aufweist, sodass beispielsweise der erste Wandungsbereich den ersten Hohlquerschnitt in die erste Richtung begrenzt, und sodass beispielsweise der zweite Wandungsbereich den zweiten Hohlquerschnitt in die zweite Richtung begrenzt. Dabei sind die Wandungsbereiche vorzugsweise einstückig miteinander ausgebildet.
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Zur Realisierung eines besonders vorteilhaften Verformungsverhaltens, insbesondere Unfallverhaltens, hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn zumindest die Wandung und die Profilquerschnittsbereiche bezüglich des Wendepunkts punktsymmetrisch ausgebildet sind. Insbesondere ist es denkbar, dass das Profilbauteil, insbesondere insgesamt, bezüglich des Wendepunkts punktsymmetrisch ausgebildet ist. Dadurch kann beispielsweise die zuvor genannte Umstülpung oder Invertierung des Profilbauteils realisiert werden, sodass ein besonders vorteilhaftes Verformungsverhalten darstellbar ist.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Profilquerschnittsbereich entlang einer senkrecht zu der ersten Richtung und senkrecht zu der zweiten Richtung verlaufenden und sich beispielsweise in der zuvor genannten Ebene erstreckenden Begrenzungsrichtung beidseitig durch jeweilige Seitenwandungen des Profilbauteils begrenzt ist. Beispielsweise wird die Ebene durch die erste beziehungsweise zweite Richtung und die Begrenzungsrichtung aufgespannt. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der erste Profilquerschnittsbereich beziehungsweise der erste Hohlquerschnitt in eine dritte Richtung durch eine erste der Seitenwandungen und in eine vierte Richtung durch die zweite Seitenwandung, insbesondere jeweils vollständig, begrenzt ist, wobei die vierte Richtung parallel zur dritten Richtung verläuft und der dritten Richtung entgegengesetzt ist. Außerdem verlaufen die dritte Richtung und die vierte Richtung parallel zu der Begrenzungsrichtung. Die dritte Richtung und die vierte Richtung verlaufen beispielsweise in der zuvor genannten Ebene und beispielsweise senkrecht zur ersten Richtung und zur zweiten Richtung beziehungsweise zur Hauptbelastungsrichtung.
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Bezogen auf die zuvor beschriebene Belastung ist auf der ersten Seite des Wendepunktes die jeweilige Seitenwandung auf der ersten Seite der Mittellinie des Profilbauteils angeordnet. Bezogen auf die beschriebene Belastung ist ferner auf der zweiten Seite des Wendepunktes die jeweilige Seitenwandung auf der zweiten Seite der Mittellinie angeordnet, wodurch der zweite Profilquerschnittsbereich beziehungsweise der zweite Hohlquerschnitt entlang der Begrenzungsrichtung beidseitig durch die jeweiligen Seitenwandungen begrenzt ist. Der zweite Profilquerschnittsbereich beziehungsweise der zweite Hohlquerschnitt ist beispielsweise in die dritte Richtung durch die erste Seitenwandung und in die vierte Richtung durch die zweite Seitenwandung begrenzt. Somit sind beispielsweise auch die Seitenwandungen bezüglich des Wendepunkts invertiert beziehungsweise umgestülpt, sodass beispielsweise vorzugsweise auch die Seitenwandungen bezüglich des Wendepunkts punktsymmetrisch ausgebildet sind.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn sich die jeweilige Seitenwandung kurvenförmig und/oder stetig, das heißt wie eine stetige mathematische Funktion, von der ersten Seite des Wendepunkts auf die zweite Seite des Wendepunkts und somit von der ersten Seite der Mittellinie auf die zweite Seite der Mittellinie erstreckt. Dadurch kann ein besonders vorteilhaftes Verhalten dargestellt werden.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die jeweilige Seitenwandung einstückig ausgebildet ist. Dadurch können übermäßige Belastungen des Profilbauteils in Folge der Kraftbeaufschlagung besonders gut vermieden werden.
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Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die jeweilige Seitenwandung einstückig mit dem Profilrücken ausgebildet ist. Dadurch kann das Profilbauteil auch besonders große, beispielsweise unfallbedingte, Lasten aufnehmen, sodass eine besonders hohe Sicherheit darstellbar ist.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Profilbauteil als ein Seitenaufprallträger für eine Seitentür des Fahrzeugs oder als ein Bauteil einer selbsttragenden Karosserie des Fahrzeugs ausgebildet ist. Hierdurch können Insassen des Fahrzeugs besonders vorteilhaft geschützt werden. Dieser Ausführungsform liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei Seitentüren und zugehörigen Seitenaufprallträgern üblicherweise ein nur geringer Weg oder Raum zur Verfügung steht, entlang oder in welchem der Seitenaufprallträger unter Energieaufnahme verformt werden kann. Erfindungsgemäß kann nun eine besonders gute Stabilität des beispielsweise als Seitenaufprallträger ausgebildeten Profilbauteils dargestellt werden, sodass Insassen besonders gut geschützt werden können.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftfahrzeug, insbesondere als Kraftwagen und dabei vorzugsweise als Personenkraftwagen, ausgebildetes Fahrzeug, welches wenigstens ein erfindungsgemäßes Profilbauteil gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
- 1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Profilbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform für ein Fahrzeugs; und
- 2 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Profilbauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht ein Profilbauteil 1 für ein Fahrzeug. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand das Profilbauteil 1 aufweist. Das Fahrzeug ist vorzugsweise als Kraftfahrzeug und dabei insbesondere als Kraftwagen und besonders vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Profilbauteil 1 ist beispielsweise ein Seitenaufprallträger einer Seitentür des Fahrzeugs, dessen Seitentür beispielsweise bewegbar, insbesondere verschwenkbar, an einem insbesondere als selbsttragender Karosserie ausgebildeten Aufbau des Fahrzeugs gehalten ist. Die vorherigen und folgenden Ausführungen zum Profilbauteil 1 können jedoch ohne weiteres auch auf andere Bauteile des Fahrzeugs übertragen werden. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass das Profilbauteil 1 als ein Karosseriebauteil, das heißt als ein Bauteil der selbsttragenden Karosserie ausgebildet ist.
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Aus 1 ist erkennbar, dass das Profilbauteil 1 eine Längserstreckungsrichtung aufweist, welche in 1 durch einen Doppelpfeil 2 veranschaulicht ist. Entlang seiner Längserstreckungsrichtung erstreckt sich das Profilbauteil 1 zumindest im Wesentlichen gerade. Alternativ dazu ist es denkbar, dass sich das Profilbauteil 1 entlang seiner Längserstreckungsrichtung zumindest im Wesentlichen gekrümmt oder bogenförmig erstreckt. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des Profilbauteils 1.
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Das Profilbauteil 1 ist vorzugsweise einstückig und/oder durch Umformen, insbesondere Tiefziehen, hergestellt. Das Profilbauteil 1 weist einen ersten hohlen Profilquerschnittsbereich 3 auf, welcher beispielsweise einen ersten Hohlquerschnitt 4 des Profilbauteils 1 bildet oder umfasst. Mit anderen Worten kann beispielsweise in dem ersten, hohlen Profilquerschnittsbereich 3 ein erster Hohlquerschnitt 4 des Profilbauteils 1 angeordnet sein beziehungsweise der erste, hohle Profilquerschnittsbereich 3 ist beispielsweise ein erster Hohlquerschnitt 4 des Profilbauteils 1. Bei der ersten Ausführungsform ist das Profilbauteil 1, welches einfach auch als Profil bezeichnet wird, als ein insbesondere invertiertes oder umgestülptes Hutprofil ausgebildet, sodass der hohle Profilquerschnittsbereich 3 beziehungsweise der erste Hohlquerschnitt 4 bei alleiniger Betrachtung des Profilbauteils 1 offen und somit als offener Hohlquerschnitt ausgebildet ist.
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Dabei weist das Profilbauteil 1 eine als Profilrücken 5 bezeichnete Wandung auf, welche einfach auch als Rücken bezeichnet wird. Der Profilrücken 5 begrenzt den hohlen Profilquerschnittsbereich 3 beziehungsweise den ersten Hohlquerschnitt 4 in eine erste Richtung, welche in 1 durch einen Pfeil 6 veranschaulicht ist. aus 1 ist ferner erkennbar, dass das Profilbauteil 1 insgesamt und für sich alleine betrachtet eine entlang einer Erstreckungsrichtung verlaufende Erstreckung aufweist, welche beispielsweise auch als Höhe, Breite oder Tiefe bezeichnet wird. Die Erstreckungsrichtung ist in 1 durch einen Doppelpfeil 7 veranschaulicht und verläuft parallel zu der durch den Pfeil 6 veranschaulichten ersten Richtung. Außerdem ist in 1 eine Mittellinie 8 des Profilbauteils 1 veranschaulicht. Die Mittellinie 8 verläuft beispielsweise entlang der Längserstreckungsrichtung des Profilbauteils 1 und kann demzufolge insbesondere dann, wenn sich das Profilbauteil 1 entlang seiner Längserstreckungsrichtung gerade erstreckt, gerade verlaufen. Erstreckt sich das Profilbauteil 1 entlang seiner Längserstreckungsrichtung gekrümmt beziehungsweise bogenförmig, so verläuft die Mittellinie 8 ebenfalls gekrümmt beziehungsweise bogenförmig.
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Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Mittellinie 8 entlang der durch den Doppelpfeil 7 veranschaulichten Erstreckungsrichtung in der Mitte der entlang der Erstreckungsrichtung verlaufenden Erstreckung des Profilbauteils 1 liegt beziehungsweise verläuft.
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In 1 ist außerdem durch einen Pfeil F eine, beispielsweise unfallbedingte und somit aus einem Unfall oder aus einer Unfallsimulation resultierende Kraftbeaufschlagung des Profilbauteils 1 veranschaulicht. Die Kraftbeaufschlagung wirkt auf das Profilbauteil 1 entlang der und dabei insbesondere in die durch den Pfeil 6 veranschaulichten beziehungsweise veranschaulichte erste Richtung und veranschaulicht somit beispielsweise eine Hauptbelastungsrichtung, entlang der beziehungsweise in die die Kraftbeaufschlagung verläuft und auf das Profilbauteil 1 wirkt. Die unfallbedingte Kraftbeaufschlagung resultiert beispielsweise aus einem Unfall des Fahrzeugs, wobei im Rahmen des Unfalls beispielsweise ein Objekt, ein Hindernis oder ein Unfallgegner gegen das Fahrzeug prallt. Aus der Kraftbeaufschlagung resultiert eine Belastung des Profilbauteils 1. Diese Belastung wirkt dabei insbesondere als Spannung, Spannungszustand oder Spannungsfeld in dem Profilbauteil 1.
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Um nun ein besonders vorteilhaftes Verhalten, insbesondere Verformungs- oder Umformverhalten des Profilbauteils 1 unter Lasteinwirkung realisieren zu können, ist der Profilrücken 5 (Wandung) bezogen auf die genannte Belastung auf einer ersten Seite S1 eines Wendepunkts W der Belastung entlang der durch den Doppelpfeil 7 veranschaulichten Erstreckungsrichtung des Profilbauteils 1 auf einer ersten Seite S1' der Mittellinie 8 angeordnet, sodass der erste Profilquerschnittsbereich 3 beziehungsweise der erste Hohlquerschnitt 4 auf der ersten Seite S1 des Wendepunkts W in die erste Richtung (Pfeil 6) durch den Profilrücken 5 begrenzt ist. Dabei wirken an dem Wendepunkt W der Belastung keine aus der Kraftbeaufschlagung resultierende Biegemomente, sondern ausschließlich aus der Kraftbeaufschlagung resultierende Zug- oder Druckspannungen.
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Das Profilbauteil 1 ist nun bezüglich des Wendepunkts W so invertiert, umgestülpt oder punktsymmetrisch ausgebildet, dass der Profilrücken 5 auf einer der ersten Seite S1 des Wendepunkts W in Längserstreckungsrichtung des Profilbauteils 1 gegenüberliegenden zweiten Seite S2 des Wendepunkts W auf einer der ersten Seite S1' der Mittellinie 8 gegenüberliegenden zweiten Seite S2' der Mittellinie 8 angeordnet ist, wodurch beziehungsweise sodass ein auf der zweiten Seite S2 des Wendepunkts W angeordneter und sich in Längserstreckungsrichtung des Profilbauteils 1 an den ersten, hohlen Profilquerschnittsbereich 3 anschließender zweiter, hohler Profilquerschnittsbereich 9 des Profilbauteils 1 in eine der ersten Richtung (Pfeil 6) entgegengesetzte und parallel zu der ersten Richtung (Pfeil 6) verlaufende und in 1 durch einen Pfeil 10 veranschaulichte zweite Richtung durch den Profilrücken 5 begrenzt ist. Die durch den Pfeil 10 veranschaulicht zweite Richtung verläuft somit parallel zu der durch den Doppelpfeil 7 veranschaulichten Begrenzungsrichtung.
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Die Mittellinie 8 verläuft beispielsweise in einer ersten Ebene, wobei die erste Richtung, die zweite Richtung und die Erstreckungsrichtung sowie beispielsweise die Hauptbelastungsrichtung senkrecht zu der ersten Ebene und somit in einer gemeinsamen zweiten Ebene verlaufen, welche senkrecht zu der ersten Ebene ist. In der ersten Ebene verlaufen beispielsweise auch Abstellungen 11 und 12 des Profilbauteils 1. Die Abstellungen 11 und 12 können beispielsweise als Fügeflansche ausgebildet sein, über welche das Profilbauteil 1 mit wenigstens einem weiteren Bauteil des Fahrzeugs verbindbar oder verbunden sein kann.
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Aus 1 ist besonders gut erkennbar, dass sich der Profilrücken 5 kurvenförmig und stetig, das heißt nach Art einer stetigen, mathematischen Funktion von den ersten Seiten S1 und S1' auf die zweiten Seiten S2 und S2' erstreckt. Außerdem ist der Profilrücken 5 einstückig ausgebildet. Dies bedeutet, dass auf der Seite S1 ein erster Wandungsbereich 13 des Profilrückens 5 angeordnet ist und auf der zweiten Seite S2 ist ein zweiter Wandungsbereich 14 des Profilrückens 5 angeordnet. Der Wandungsbereich 13 begrenzt den Profilquerschnittsbereich 3 beziehungsweise den Hohlquerschnitt 4 in die erste Richtung, insbesondere vollständig. Der zweite, hohle Profilquerschnittsbereich 9 ist oder umfasst einen auf der Seite S2 angeordneten zweiten Hohlquerschnitt 15 des Profilbauteils 1, wobei beispielsweise die Hohlquerschnitte 4 und 15 entlang der Längserstreckungsrichtung des Profilbauteils 1 durch den Profilrücken 5 voneinander getrennt sind. Dabei ist beziehungsweise wird der zweite, hohle Profilquerschnittsbereich 9 beziehungsweise der zweite Hohlquerschnitt 15 in die durch den Pfeil 10 veranschaulichte zweite Richtung, insbesondere vollständig, durch den Wandungsbereich 14 begrenzt. Dabei sind die Wandungsbereiche 13 und 14 einstückig miteinander ausgebildet. Außerdem ist es vorgesehen, dass zumindest der Profilrücken 5 und die Profilquerschnittsbereiche 3 und 9 bezüglich des Wendepunkts W punktsymmetrisch ausgebildet sind.
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Darüber hinaus ist der erste Profilquerschnittsbereich 3 beziehungsweise der erste Hohlquerschnitt 4 entlang einer senkrecht zu der ersten Richtung und zu der zweiten Richtung verlaufenden und in 1 durch einen Doppelpfeil 16 veranschaulichten Begrenzungsrichtung beidseitig durch jeweilige Seitenwandungen 17 und 18 begrenzt. Die Begrenzungsrichtung verläuft somit beispielsweise in der zuvor genannten ersten Ebene, in der auch die Mittellinie 8 verläuft. Beispielsweise ist der Hohlquerschnitt 4 beziehungsweise der Profilquerschnittsbereich 3 in eine durch einen Pfeil 19 veranschaulichte dritte Richtung durch die Seitenwandung 17, insbesondere vollständig, begrenzt, und der Profilquerschnittsbereich 3 beziehungsweise der Hohlquerschnitt 4 ist in einer durch einen in 1 durch einen Pfeil 20 veranschaulichte vierte Richtung, insbesondere vollständig, durch die Seitenwandung 18 begrenzt. Die dritte Richtung und die vierte Richtung verlaufen dabei parallel zu der durch den Doppelpfeil 16 veranschaulichten Begrenzungsrichtung und somit senkrecht zu der ersten Richtung und senkrecht zu der zweiten Richtung und beispielsweise zu der Hauptbelastungsrichtung. Außerdem ist die vierte Richtung der dritten Richtung entgegengesetzt, wobei die vierte Richtung parallel zu der dritten Richtung verläuft. Dabei ist es vorgesehen, dass - bezogen auf die zuvor beschriebene Belastung - die jeweilige Seitenwandung 17 beziehungsweise 18 auf der ersten Seite S1 des Wendepunkts W auf der ersten Seite S1' der Mittellinie 8 angeordnet ist. Auf der zweiten Seite S2 des Wendepunkts W ist die jeweilige Seitenwandung 17 beziehungsweise 18 auf der zweiten Seite S2' der Mittellinie 8 angeordnet. Dadurch ist beziehungsweise wird der zweite Profilquerschnittsbereich 9 beziehungsweise der zweite Hohlquerschnitt 15 entlang der durch den Doppfelpfeil 16 veranschaulichten Begrenzungsrichtung beidseitig durch die jeweiligen Seitenwandungen 17 und 18 begrenzt. Mit anderen Worten ist beziehungsweise wird der Profilquerschnittsbereich 9 beziehungsweise der Hohlquerschnitt 15 in die dritte Richtung, insbesondere vollständig, durch die Seitenwandung 17 und in die vierte Richtung, insbesondere vollständig, durch die Seitenwandung 18 begrenzt. Die Abstellungen 11 und 12 stehen von den auch als Seitenwände bezeichneten Seitenwandungen 17 und 18 winklig, insbesondere rechtwinklig, ab.
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Der jeweilige Hohlquerschnitt 4 beziehungsweise 15 ist vorliegend ein offener Hohlquerschnitt. Da das Profilbauteil 1 zumindest im Hinblick auf den Profilrücken 5, die Hohlquerschnitte 4 und 15 und die Seitenwandungen 17 und 18 bezüglich des Wendepunkts W invertiert beziehungsweise umgestülpt ist, ist der Hohlquerschnitt 4 in die zweite Richtung offen, während der Hohlquerschnitt 15 in die erste Richtung offen ist, insbesondere bei alleiniger Betrachtung des vorzugsweise einstückig ausgebildeten Profilbauteils 1. Grundsätzlich ist es denkbar, dass wenigstens ein separat von dem Profilbauteil 1 ausgebildetes, zusätzliches Bauteil, insbesondere Schalenelement, vorgesehen ist, mittels welchem beispielsweise der an sich offene Hohlquerschnitt 4 beziehungsweise 15 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig verschlossen und somit zu einem geschlossenen Hohlquerschnitt ergänzt ist.
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Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass sich die jeweilige Seitenwandung 17 beziehungsweise 18 kurvenförmig und/oder stetig von der ersten Seite S1 auf die zweite Seite S2 und somit von der ersten Seite S1' auf die zweite Seite S2' erstreckt. Außerdem ist die jeweilige Seitenwandung 17 beziehungsweise 18 einstückig ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich sind die Seitenwandungen 17 und 18 einstückig miteinander ausgebildet. Ferner kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Seitenwandung 17 beziehungsweise 18 einstückig mit dem Profilrücken 5 ausgebildet ist.
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Das Profilbauteil 1 beziehungsweise der jeweilige Profilquerschnittsbereich 3 beziehungsweise 9 ist vorliegend beispielsweise als ein Hutprofil ausgebildet, wobei der Profilrücken 5 sozusagen eine Berg- und Talfahrt vollführt. Dabei kann das Profilbauteil 1 als Mehrfachhutprofil ausgebildet sein, sodass der Profilrücken 5 mehr als eine Berg- und Talfahrt und dabei beispielsweise wenigstens oder genau zwei Berg- und Talfahrten vollführen kann. Mit anderen Worten kann das in 1 gezeigte Profilbauteil 1 nur ein Teil eines gesamten Profilbauteils sein, welches beispielsweise das Profilbauteil 1 doppelt oder dreifach und dabei aneinander gereiht aufweist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann das Profilbauteil 1 an dem in 1 erkennbaren Ende des Profilquerschnittsbereiche 9 gespiegelt werden, um dadurch das gesamte Profilbauteil zu bilden. Somit kann beispielsweise in 1 nur ein Übergang zwischen den Profilquerschnittsbereichen 3 und 9 gezeigt sein.
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2 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Perspektivansicht eine zweite Ausführungsform des Profilbauteils 1. Bei der zweiten Ausführungsform ist das Profilbauteil 1 nicht notwendigerweise bezüglich der Seitenwandungen 17 und 18 und der Profilquerschnittsbereiche 3 und 9 in Relation zu dem Wendepunkt W punktsymmetrisch ausgebildet, jedoch ist es auch bei der zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass der Profilrücken 5 auf der Seite S1, auf der Seite S1', auf der Seite S2 und auf der Seite S2' angeordnet ist. Somit ist auch bei der zweiten Ausführungsform eine Umstülpung oder Invertierung des Profilbauteils 1 bezüglich des Wendepunkts W vorgesehen. In 2 ist beispielsweise nur eine Hälfte des gesamten Profilbauteils 1 dargestellt, während die andere Hälfte in 2 nicht gezeigt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Profilbauteil
- 2
- Doppelpfeil
- 3
- Profilquerschnittsbereich
- 4
- Hohlquerschnittt
- 5
- Profilrücken
- 6
- Pfeil
- 7
- Doppelpfeil
- 8
- Mittellinie
- 9
- Profilquerschnittsbereich
- 10
- Pfeil
- 11
- Abstellung
- 12
- Abstellung
- 13
- Wandungsbereich
- 14
- Wandungsbereich
- 15
- Hohlquerschnittt
- 16
- Doppelpfeil
- 17
- Seitenwandung
- 18
- Seitenwandung
- 19
- Pfeil
- 20
- Pfeil
- F
- Pfeil
- S1
- erste Seite
- S1'
- erste Seite
- S2
- zweite Seite
- S2'
- zweite Seite
- W
- Wendepunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015117700 A1 [0002]
- EP 1199224 A1 [0003]
- DE 102011052153 A1 [0003]
