DE10225577C1

DE10225577C1 - Hollow profile node structure, for automobile chassis frame, has sides of branch hollow profile pressed together at its end for forming shell matched to outer contour of main hollow profile

Info

Publication number: DE10225577C1
Application number: DE2002125577
Authority: DE
Inventors: Henning Von Loehneysen; Lothar Patberg; Axel Franke
Original assignee: ThyssenKrupp Stahl AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: AU2003236711A1; WO2003104066A1

Abstract

The node structure has a curved or straight main hollow profile (1) and at least one branch hollow profile (2), having its sides pressed together at the end (3), for providing a shell contour with inner and outer layers, matched to the outer contour of the main hollow profile, to which it is secured along its longitudinal axis. Both hollow profiles may be formed of steel, each having a circular cross-section.

Description

Die Erfindung betrifft eine aus Hohlprofilen gebildete Knotenstruktur eines Tragrahmens für Fahrzeuge mit einem ersten insbesondere als Längsträger ausgebildeten, gebogen oder geradlinig verlaufenden Hohlprofil und wenigstens einem weiteren davon abzweigenden Hohlprofil.The invention relates to a formed from hollow profiles Node structure of a support frame for vehicles with a first designed in particular as a longitudinal beam, curved or rectilinear hollow profile and at least one further hollow profile branching from it.

Knotenstrukturen für Fahrzeugtragrahmen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. In der EP 0 780 285 B1 ist ein Längsträger als Teil eines Fahrzeugtragrahmens beschrieben, welcher aus einem Bündel aus mehreren stranggepreßten Aluminium-Hohlprofilen mit identischen Querschnitten zusammengesetzt ist. Die Hohlprofile sind entlang ihres gemeinsamen Verlaufes durch Schweißen oder auch durch mechanische Verbindungstechniken untereinander verbunden. Verzweigungen bzw. Anbindungen an andere Träger des Tragrahmens sind durch das Abzweigen eines oder mehrerer Einzelprofile aus dem Profilbündel realisiert. Diese vereinigen sich mit anderen Hohlprofilen zu weiteren, wiederum aus mehreren Hohlprofilen bestehenden Trägern. Durch diese Art der Verbindung, die sich durch großflächige Anbindungszonen auszeichnet, ist eine relativ homogene Verteilung der auf den Längsträger im Falle eines Crashs wirkenden Kräfte auf mehrere Elemente des Tragrahmens unter Vermeidung lokaler Belastungsspitzen möglich. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß der in diesem Stand der Technik beschriebene Längsträger hinter einer Verzweigung infolge des reduzierten Querschnitts eine notwendigerweise geringere Steifigkeit aufweist. Dies gilt ebenso für die abgezweigten Hohlprofile, welche zudem im Bereich ihrer Biegung eine starke Knickgefährdung zeigen. Weiterhin ist ein derart ausgebildeter Längsträger auf für die Stragpreßtechnologie geeignete Werkstoffe, wie Aluminium und seine Legierungen, beschränkt und somit beispielsweise für Stahlwerkstoffe nicht einsetzbar.Node structures for vehicle support frames are in various versions known. In EP 0 780 285 B1 is a side member as part of a vehicle support frame described, which consists of a bundle of several extruded aluminum hollow profiles with identical Cross sections is composed. The hollow profiles are along their common course by welding or also through mechanical connection techniques connected. Branches or connections to others Carrier of the support frame are by branching one or several individual profiles from the profile bundle realized. These unite with others Hollow profiles to others, again from several Existing beams. Through this type of Connection that is characterized by large connection zones is a relatively homogeneous distribution of the forces acting in the event of a crash avoiding on several elements of the support frame local load peaks possible. The disadvantage here is however, that the one described in this prior art Side member behind a branch as a result of reduced cross-section a necessarily smaller Has rigidity. This also applies to the branched hollow profiles, which also in the area of their Bending show a strong risk of kinking. Furthermore is such a trained longitudinal beam for Extrusion technology suitable materials such as aluminum and its alloys, limited and therefore cannot be used for steel materials, for example.

Aus der EP 0 683 741 B1 ist eine aus Hohlprofilen zusammengesetzte Baugruppe bekannt, die als Front- oder Heckabschluß eines Fahrzeugtragrahmens dient. Die Baugruppe besteht im wesentlichen aus zwei Längsträgern und einem mit diesen verbundenen Querträger.EP 0 683 741 B1 is made of hollow profiles composite assembly known as the front or Rear end of a vehicle support frame is used. The Assembly essentially consists of two side members and a cross member connected to them.

Kennzeichnend für diese Konstruktion ist, daß die einander zugekehrten Enden der Längsträger bzw. des Querträgers derart abgewinkelt sind, daß sie in ihren Endbereichen parallel zueinander verlaufen. In diesen Bereichen greifen sie aufgrund ihrer komplementär ausgebildeten Querschnitte ineinander und sind durch Schweißen miteinander und mit einem Seitenschweller des Tragrahmens verbunden. Die komplementäre Form ergibt sich entweder durch in Richtung des jeweils anderen Trägerendes abstehende Flansche und/oder durch einen Beschnitt eines der Trägerenden in Längsrichtung, wodurch diese ineinander greifen. Vorteilhaft an dieser Konstruktion ist wiederum, daß die im Falle eines Crashs auf die Träger wirkenden Kräfte relativ homogen auf längs und quer zur Fahrtrichtung verlaufende Träger verteilt werden. Nachteilig ist jedoch, daß es sich insbesondere bei dem Querträger wiederum um ein stranggepreßtes Bauteil handelt, weshalb Baugruppen mit Knotenstrukturen dieser Art bei Verwendung von Stahlwerkstoffen in der Praxis nicht realisiert werden können.It is characteristic of this construction that the mutually facing ends of the longitudinal beams or Cross member are angled so that they in their End areas run parallel to each other. In these Areas they attack because of their complementary trained cross sections into each other and are through Welding with each other and with a side skirts of the Support frame connected. The complementary form results either by towards each other Supporting projecting flanges and / or by a Trimming one of the beam ends in the longitudinal direction, whereby these interlock. Advantage of this Construction is again that in the event of a crash forces acting on the beams are relatively homogeneous along and distributed across the direction of the beam become. The disadvantage, however, is that it is particularly in the cross member in turn by an extruded Component acts, which is why assemblies with node structures of this type when using steel materials in the Practice cannot be realized.

In der EP 0 568 215 A1 ist ein Fahrzeugtragrahmen beschrieben, bestehend aus mehreren Baugruppen auf Basis von Hohlprofilen, nämlich einer die Fahrzeugfront sowie einer das Fahrzeugheck bildenden Baugruppe, einer zentralen Bodengruppe und einer darauf aufsetzenden Fahrgastzelle. Die in der Fahrzeugfront angeordneten Längsträger bestehen jeweils aus einem geradlinig verlaufenden Ein- oder Zweikammerprofil, welches sich auf Höhe des hinteren Endes der Baugruppe in zwei übereinander liegende gekrümmte Abschnitte verzweigt. Der obere Abschnitt ist in die Vertikale gebogen und liegt somit im montierten Zustand des Tragrahmens am Türrahmen der Fahrgastzelle an. Der untere Abschnitt verläuft schräg nach unten und ist mit seinem wieder in Fahrzeuglängsrichtung gebogenen Ende in eine kanalartige Ausnehmung des Seitenschwellers der zentralen Bodengruppe eingelegt und mit diesem verklebt. In gleicher Weise sind entsprechend ausgebildete Profilenden der das Fahrzeugheck bildenden Baugruppe in die Ausnehmungen der Seitenschweller eingelegt und mit diesen verklebt. Das vorgestellte Konzept eines Tragrahmens, welcher aus einzelnen, über die Seitenschweller verbundenen Baugruppen besteht, bietet Vorteile hinsichtlich einer flexiblen Fertigung. In der Druckschrift finden sich jedoch keine Angaben über die Lastverteilung auf die einzelnen Baugruppen des Tragrahmens im Falle eines Crashs. Aufgrund der starken Krümmung der sich in Richtung der Fahrgastzelle verzweigenden Abschnitte der vorderen Längsträger ist von einer erhöhten Knickgefährdung in diesen Bereichen auszugehen.EP 0 568 215 A1 describes a vehicle support frame described, consisting of several assemblies based of hollow profiles, namely one the vehicle front as well an assembly forming the rear of the vehicle, one central floor unit and one based on it Passenger compartment. The arranged in the vehicle front Side members each consist of a straight line running one or two chamber profile, which is based on Height of the rear end of the assembly in two curved sections lying one above the other branched. The upper section is bent and lies vertically thus in the assembled state of the support frame on the door frame the passenger compartment. The lower section runs diagonally down and is in with his again Vehicle longitudinal direction bent end into a channel-like Recess of the side sill of the central floor assembly inserted and glued to it. Are in the same way appropriately trained profile ends of the Vehicle rear forming assembly in the recesses of the Side skirts inserted and glued to them. The presented concept of a support frame, which is made of individual, connected via the side skirts Assemblies, offers advantages in terms of flexible manufacturing. You will find in the publication however no information about the load distribution on the individual assemblies of the support frame in the case of a Crash. Due to the strong curvature of the Direction of the passenger compartment branching sections of the front side member is elevated Risk of buckling in these areas.

Aus der WO 96/39322 A1 ist eine Verbindung von zwei Hohlträgern einer Tragstruktur eines Fahrzeuges bekannt, bei der die beiden Hohlprofile im miteinander zu verbindenden Bereich aufeinander flachgedrückt und mit einer Perforation versehen sind, wobei das Randmaterial im perforierten Bereich durch Umbördelung beide flachgedrückte Bereiche formschlüssig miteinander verbindet.WO 96/39322 A1 describes a combination of two Hollow beams of a support structure of a vehicle are known, in which the two hollow profiles in the together connecting area flattened together and with are provided with a perforation, the edge material both in the perforated area by flanging flattened areas form-fitting with each other combines.

Ferner ist es aus der US 6 234 568 B1 bekannt, eine winklige Verbindung zweier Hohlprofile einer Tragstruktur eines Fahrzeuges mittels einer sich an die Hohlprofile anschmiegenden Manschette zu versteifen.Furthermore, it is known from US Pat. No. 6,234,568 B1, a angled connection of two hollow profiles of a supporting structure of a vehicle by means of a to the hollow profiles to stiffen the cuff.

Aus der Praxis sind schließlich verzweigte, aus Schalenprofilen bestehende Knotenstrukturen bekannt. Diese sind paarweise über in Längsrichtung der Schalenprofile geführte Schweißflansche mittels Punktschweißung zu einem geschlossenen Profil verbunden. Im Bereich einer Verzweigung spaltet sich das geschlossene Profil unter einem bestimmten Verzweigungswinkel in einzeln geführte Schalenprofile auf, an die ein weiteres entsprechend dem Verzweigungswinkel gebogenes Schalenprofil angelegt und mit diesen in der genannten Weise verbunden ist. Somit sind die verzweigten Abschnitte ebenfalls als geschlossene Profile ausgebildet. Nachteilig an Knotenstrukturen dieser Art ist ihre mangelhafte Steifigkeit sowie ihr hohes Gewicht infolge der erforderlichen, über die gesamte Profillänge geführten Schweißflansche.Finally, from practice, branched out Knot structures existing shell profiles known. These are in pairs across the length of the Shell profiles guided welding flanges by means of Spot welding connected to a closed profile. This splits in the area of a branch closed profile under a certain Branch angle in individually guided shell profiles to which another according to the Branch angle bent shell profile created and is connected to these in the manner mentioned. Consequently the branched sections are also as closed profiles formed. Disadvantageous This type of node structure is defective Rigidity as well as their heavy weight due to the required over the entire length of the profile Welding flanges.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine verzweigte Knotenstruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, die aus Hohlprofilen, insbesondere aus Stahl, herstellbar ist und sich durch eine hohe Steifigkeit und günstige Lastverteilung bei gleichzeitig geringem Gewicht und geringer Teilezahl auszeichnet.The invention is therefore based on the object branched node structure of the type mentioned at the beginning create from hollow profiles, especially steel, is producible and is characterized by high rigidity and favorable load distribution with low weight and low number of parts.

Diese Aufgabe wird mit einer Knotenstruktur der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das abzweigende Hohlprofil einen schalenförmig zusammengepreßten Endbereich, welcher aus einer inneren und einer äußeren Lage besteht, aufweist und sich mit diesem Endbereich an die Außenkontur des ersten Hohlprofils entlang dessen Längsachse anschmiegt und mit diesem verbunden ist.This task is started with a node structure mentioned type solved in that the branching Hollow profile a shell-like pressed together End area, which consists of an inner and an outer Location exists, has and with this end area the outer contour of the first hollow profile along it The longitudinal axis nestles and is connected to it.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, daß das erste Hohlprofil durch die Anbindung des in seinem Endbereich schalenförmig zusammengepreßten abzweigenden Hohlprofils in einem besonders belasteten Bereich durch Materialdopplung verstärkt werden kann. Dadurch wird die Gefahr eines Einknickens in diesem Bereich entscheidend vermindert. Das abzweigende Profil leitet zudem einen Teil der im Falle eines Crashs wirkenden Längskräfte in andere Teile des Tragrahmens weiter, woraus sich eine Entlastung des hinter der Verzweigung fortgeführten Längsträgers ergibt. Das durch das Zusammenpressen verringerte Flächenträgheitsmoment des abzweigenden Hohlprofils im Bereich hinter der Anbindungszone wird durch eine mit dem Zusammenpressen einhergehende Erhöhung seiner Festigkeit kompensiert.The particular advantage of the solution according to the invention is that the first hollow profile by connecting the in its end region pressed together like a shell branching hollow profile in a particularly stressed Area can be reinforced by doubling the material. This increases the risk of it buckling Decreased area significantly. The branching profile also directs part of the in the event of a crash acting longitudinal forces in other parts of the support frame further, resulting in relief for the behind the Branch of continued longitudinal member results. That through the compression reduced the area moment of inertia of the branching hollow profile in the area behind the Connection zone is by pressing together accompanying increase in its strength compensated.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß sich gegenüber der im Stand der Technik verwirklichten Lösung unter Verwendung von Schalenprofilen eine Reduktion der benötigten Bauteile ergibt und auf bezüglich des Gewichts problematische Schweißflansche entlang des Längsträgers verzichtet werden kann.It is also advantageous that compared to the State of the art implemented solution using of shell profiles a reduction in the required Components results and on the weight problematic welding flanges along the side member can be dispensed with.

Da die Verwendung von Profilen mit kompliziert geformten Querschnitten, die eine Herstellung im Strangpreßverfahren bedingen, nicht erforderlich ist, können aus Stahlwerkstoffen hergestellte Hohlprofile uneingeschränkt zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhaft ist dabei die Verwendung eines Hohlprofils mit rundem, insbesondere ovalem oder kreisförmigem Querschnitt in der Funktion des abzweigenden Hohlprofils. Neben diesen für viele Anwendungen bevorzugten Hohlprofilen sind auch andere Hohlprofile z. B. mit polygonalem Querschnitt geeignet.Because the use of profiles with intricately shaped Cross sections, which a manufacture in Extrusion process, is not necessary, can hollow profiles made of steel materials can be used without restriction. Particularly advantageous is the use of a hollow profile with a round, in particular oval or circular cross section in the Function of the branching hollow profile. Besides these for Many applications are preferred hollow profiles too other hollow profiles z. B. with polygonal cross section suitable.

Ein Hohlprofil mit kreisförmigem Querschnitt ist für den Einsatz als Längsträger besonders geeignet. In diesem Falle ist insbesondere dann eine ausreichende Kraftübertragung von dem ersten Hohlprofil in das abzweigende Hohlprofil gewährleistet, wenn der sich an das erste Profil anschmiegende Endbereich den Umfang des ersten Hohlprofils mit einem Winkel von 90° überdeckt. Mit einer derartigen Überdeckung ist die Anbindung von bis zu vier abzweigenden Profilen möglich.A hollow profile with a circular cross section is for the Particularly suitable for use as a side member. In this The trap is particularly sufficient Power transmission from the first hollow profile in the branching hollow profile ensures when the the first profile clinging to the end of the scope first hollow profile covered with an angle of 90 °. With such an overlap, the connection of up to four branching profiles possible.

Die Verbindung der beiden Hohlprofile kann auf verschiedene Art realisiert sein. So ist eine mechanische Verbindung, z. B. durch Vernieten, ebenso möglich, wie eine stoffschlüssige Verbindung in Form einer Schweißverbindung, wobei letztere bevorzugt zum Einsatz kommt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Hohlprofile in Längsrichtung mittels Durchschweißens durch die äußere und innere Lage des zusammengepreßten Endbereichs verbunden sind. Im Falle einer mechanischen Verbindung kann diese zusätzlich durch eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere durch eine Schweiß-, Klebe- oder Lötverbindung verstärkt sein.The connection of the two hollow profiles can be realized in different ways. So is a mechanical Connection, e.g. B. by riveting, possible as well a cohesive connection in the form of a Welded connection, the latter preferably used comes. It is particularly advantageous if the Hollow profiles in the longitudinal direction by welding through through the outer and inner layer of the compressed End range are connected. In the case of a mechanical This can also be done by a connection integral connection, in particular by a Welded, adhesive or soldered connections must be reinforced.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß die innere Lage des Endbereichs des abzweigenden Hohlprofils im Bereich der Verbindungszone freigeschnitten ist. Somit läßt sich zwischen dem ersten Hohlprofil und dem abzweigenden Hohlprofil eine einfache Materialdopplung realisieren, was sich im Hinblick auf eine zuverlässige Schweißverbindung vorteilhaft auswirkt. In diesem Fall ist es besonders zweckmäßig, wenn die Hohlprofile in dem freigeschnittenen Bereich mittels Durchschweißens verbunden sind. Vorzugsweise ist die Schweißnaht als geschlossener Linienzug ausgebildet.According to an embodiment of the invention is still provided that the inner layer of the end portion of the branching hollow profile in the area of the connection zone is cut free. So you can choose between the first Hollow profile and the branching hollow profile a simple Realizing what is happening with regard to material duplication a reliable weld connection is beneficial. In this case, it is particularly useful if the Hollow profiles in the cut area by means of Welding are connected. Preferably the The weld seam is designed as a closed line.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in der äußeren Lage des Endbereichs zwei parallel zueinander in Längsrichtung verlaufende Langlöcher für die Schweißnähte ausgebildet. Dabei sind die beiden Hohlprofile entlang dieser Langlöcher durchgeschweißt. Diese Ausgestaltung verbindet den Vorteil einer einfachen Materialdopplung in bezug auf eine sicher realisierbare Schweißverbindung mit der besonders hohen lokalen Steifigkeit, die durch die aufeinander liegende innere und äußere Lage des sich an das erste Hohlprofil anschmiegenden Endbereichs gewährleistet wird. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die Längskanten der Langlöcher oberhalb der Schweißnaht durch Löten miteinander verbunden sind.According to a further embodiment of the invention, in the outer position of the end region two parallel to each other longitudinal slots for the Welds formed. The two are there Hollow sections welded through these elongated holes. This configuration combines the advantage of a simple one Material doubling in relation to a safely realizable Welded joint with the particularly high local Stiffness due to the superimposed inner and outer layer of the first hollow profile conforming end area is guaranteed. It can it should be useful if the longitudinal edges of the elongated holes above the weld by soldering together are connected.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigen:In the following the invention is based on a Exemplary embodiment illustrating the drawing. in the single show:

Fig. 1 zwei in den Frontbereich einer Fahrzeugkarosserie integrierte, als Längsträger ausgebildete Hohlprofile mit jeweils einem über eine verzweigte Knotenstruktur angebundenen Hohlprofil in perspektivischer, stark schematischer Ansicht, Fig. 1 shows two integrated in the front portion of a vehicle body, constructed as a hollow side member profiles, each one connected via a branched structure node hollow section, in perspective, a highly schematic view

Fig. 2 die Knotenstruktur der Fig. 1 mit einem als Längsträger ausgebildete Hohlprofil mit kreisförmigem Querschnitt in perspektivischer Ansicht, Fig. 2 shows the node structure of Fig. 1, with a designed as a hollow side member profile with a circular cross section in perspective view,

Fig. 3 die Knotenstruktur der Fig. 2 in vergrößerter perspektivischer Ansicht, Fig. 3 shows the node structure of Fig. 2 in an enlarged perspective view,

Fig. 4 die Knotenstruktur der Fig. 2 im Querschnitt nach Linie A-A der Fig. 3, Fig. 4 shows the node structure of Fig. 2 in cross section along line AA of Fig. 3,

Fig. 5 die Knotenstruktur der Fig. 1 mit einem als Längsträger ausgebildeten Hohlprofil mit quadratischem Querschnitt in perspektivischer Ansicht, Fig. 5, the node structure of Fig. 1, with a designed as a hollow side member profile with a square cross section in perspective view,

Fig. 6 die Knotenstruktur der Fig. 5 im Querschnitt nach Linie B-B der Fig. 5, Fig. 6 shows the node structure of Fig. 5 in cross section along line BB of Fig. 5,

Fig. 7 die Knotenstruktur der Fig. 1 mit einem im Querschnitt kreisförmigen Längsträger mit einem Umfangsüberdeckungswinkel von 180°, bei Anbindung eines abzweigenden Hohlprofils mit einem kreisförmigen Querschnitt, Fig. 7 shows the node structure of Fig. 1 with a circular cross-section side member with a circumferential overlap angle of 180 °, with connection of a branching hollow profile with a circular cross-section,

Fig. 8a-c die Knotenstruktur der Fig. 1 im Querschnitt mit einem Umfangsüberdeckungswinkel von 90° bei Anbindung eines oder mehrerer abzweigender Hohlprofile, FIG. 8a-c, the node structure of Fig. 1 in cross section with a circumferential overlap angle of 90 ° for connection of one or more branching hollow profiles,

Fig. 9 die Knotenstruktur der Fig. 1 mit freigeschnittener innerer Lage des Endbereichs eines abzweigenden Hohlprofils in perspektivischer Ansicht, Fig. 9, the node structure of Fig. 1 with cut free inner position of the end portion of a branching-off hollow profile in a perspective view;

Fig. 10 die Knotenstruktur der Fig. 9 im Querschnitt nach Linie C-C der Fig. 9, Fig. 10, the node structure of FIG. 9 in cross section along line CC of Fig. 9,

Fig. 11 die Knotenstruktur der Fig. 1 mit in der äußeren Lage des Endbereichs eines abzweigenden Hohlprofils ausgebildeten Langlöchern, Fig. 11, the node structure of Fig. 1 with a diverging hollow section formed in the outer layer of the end slots,

Fig. 12 die Knotenstruktur der Fig. 11 im Querschnitt nach Linie D-D der Fig. 11 und Fig. 12 shows the node structure of Fig. 11 in cross section along line DD of Fig. 11 and

Fig. 13 die Knotenstruktur im Querschnitt gem. Fig. 12 mit durch Löten verbundenen Längskanten der Langlöcher. Fig. 13 shows the node structure in cross-section acc. Fig. 12 with the longitudinal edges of the elongated holes connected by soldering.

In Fig. 1 sind in perspektivischer, stark schematisierter Darstellung zwei als Längsträger ausgebildete Hohlprofile 1 dargestellt, welche in den Frontbereich einer Fahrzeugkarosserie integriert sind. Allerdings kann die Erfindung auch an anderen Trägern einer Träger- und Rahmenstruktur eines Fahrzeuges mit technischen Vorteilen realisiert werden. Beim Ausführungsbeispiel mit als Hohlprofilen 1 ausgebildeten Längsträgern ist an deren Innenseiten jeweils ein weiteres Hohlprofil 2 angebunden. In FIG. 1, formed as a hollow side member profile 1 are shown in a perspective, very schematic view of two, which are integrated in the front portion of a vehicle body. However, the invention can also be implemented on other supports of a support and frame structure of a vehicle with technical advantages. In the exemplary embodiment with longitudinal beams designed as hollow profiles 1 , a further hollow profile 2 is connected to the inside of each.

Die Hohlprofile 1 verlaufen gegen die Fahrtrichtung gesehen zunächst geradlinig und sind hinter der Anbindungszone in einer leichten Krümmung jeweils nach außen gebogen. Die angebundenen Hohlprofile 2 sind hinter der Anbindungszone zunächst von den Hohlprofilen 1 weggebogen und verlaufen sodann nach einer weiteren, entgegengesetzten Krümmung wieder in Fahrzeuglängsrichtung.The hollow profiles 1 initially run in a straight line, as seen from the direction of travel, and are each bent outward in a slight curvature behind the connection zone. The connected hollow profiles 2 are first bent away from the hollow profiles 1 behind the connection zone and then run again in the longitudinal direction of the vehicle after a further, opposite curvature.

Wie in Fig. 2, 3 und 4 dargestellt ist, weisen sowohl das Hohlprofil 1 für den Längsträger als auch das abzweigende Hohlprofil 2 einen kreisförmigen Querschnitt auf. Das abzweigende Hohlprofil 2 weist einen schalenförmig zusammengepreßten Endbereich 3 auf, welcher aus einer inneren Lage 3a und einer äußeren Lage 3b besteht. Dieser schmiegt sich an die Außenkontur des Hohlprofils 1 entlang dessen Längsachse an. In seinem Endbereich 3 ist das Hohlprofil 2 mit dem Hohlprofil 1 über zwei parallel in Längsrichtung geführte Schweißnähte 4 stoffschlüssig verbunden. Die Schweißverbindung zwischen den Hohlprofilen 1, 2 ist mittels Durchschweißens durch die äußere Lage 3b und innere Lage 3a des Endbereichs 3 realisiert. Hinter der Anbindungszone geht der Querschnitt des Hohlprofils 2 von seiner schalenförmig zusammengepreßten Form kontinuierlich in den kreisförmigen Querschnitt über. Aufgrund dieser Art der Anbindung ergibt sich eine Verzweigung der im Falle eines Crashs auf das Hohlprofil 1 wirkenden Kräfte über die Knotenstruktur und damit eine Entlastung des Hohlprofils 1 im Bereich hinter der Knotenstruktur. As shown in Fig. 2, 3 and 4, both the hollow profile 1 for the side member and the branching hollow profile 2 have a circular cross section. The branching hollow profile 2 has a shell-like compressed end region 3 , which consists of an inner layer 3 a and an outer layer 3 b. This nestles against the outer contour of the hollow profile 1 along its longitudinal axis. In its end region 3 , the hollow profile 2 is integrally connected to the hollow profile 1 by means of two weld seams 4 which are guided in parallel in the longitudinal direction. The welded connection between the hollow profiles 1 , 2 is realized by welding through the outer layer 3 b and inner layer 3 a of the end region 3 . Behind the connection zone, the cross section of the hollow profile 2 continuously changes from its shell-like compressed shape into the circular cross section. This type of connection results in a branching of the forces acting on the hollow profile 1 in the event of a crash via the node structure and thus in relieving the pressure on the hollow profile 1 in the area behind the node structure.

Die Knotenstruktur ist nicht auf Hohlprofile mit kreisförmigem Querschnitt beschränkt. Fig. 5 zeigt das als Längsträger dienende Hohlprofil 1 mit quadratischem Querschnitt, an welches das mit kreisförmigem Querschnitt versehene Hohlprofil 2 in der beschriebenen Weise angebunden ist. Der Endbereich 3 des Hohlprofils 2 ist in diesem Falle als winkelförmige Rinne ausgebildet, da die Anbindung entlang einer Längskante des Hohlprofils 1 verwirklicht ist.The knot structure is not limited to hollow sections with a circular cross-section. Fig. 5 shows serving as a hollow side member profile 1 with square cross-section to which the provided with a circular cross section hollow profile 2 is connected in the manner described. In this case, the end region 3 of the hollow profile 2 is designed as an angular groove, since the connection is realized along a longitudinal edge of the hollow profile 1 .

Die Anbindung des schalenförmig zusammengepreßten Endbereichs 3 des Hohlprofils 2 an das mit kreisförmigem Querschnitt versehene Hohlprofil 1 kann mit unterschiedlichem Umfangsüberdeckungswinkel α realisiert sein. Aufgrund fertigungstechnischer Beschränkungen beträgt der Maximalwinkel α dabei 180°. Entsprechend überdeckt der Endbereich den halben Umfang des Hohlprofils 1. Dieser Fall ist in Fig. 7 dargestellt. Die Fig. 8a-c zeigen einen Umfangsüberdeckungswinkel α von 90°, welcher für eine notwendige Kraftübertragung in das Hohlprofil 2 ausreichend ist. In diesem Falle ist die Anbindung von bis zu vier Hohlprofilen 2 an das Hohlprofil 1 möglich. Eine vollständige Überdeckung des Umfangs des Hohlprofils 1 durch vier Hohlprofile 2 ist in Fig. 8c abgebildet.The connection of the shell-shaped compressed end region 3 of the hollow profile 2 to the hollow profile 1 provided with a circular cross section can be realized with different circumferential coverage angles α. Due to manufacturing restrictions, the maximum angle α is 180 °. The end region accordingly covers half the circumference of the hollow profile 1 . This case is shown in Fig. 7. Figs. 8a-c show a circumferential overlap angle α of 90 °, which is sufficient for the necessary power transmission in the hollow profile 2. In this case, up to four hollow profiles 2 can be connected to the hollow profile 1 . A complete coverage of the circumference of the hollow profile 1 by four hollow profiles 2 is shown in Fig. 8c.

Bei der in Fig. 9 in perspektivischer Ansicht und der in Fig. 10 im Querschnitt dargestellten Knotenstruktur ist die innere Lage 3a des Endbereichs 3 durch partielles Entfernen der äußeren Lage 3b freigeschnitten. Daraus ergeben sich besondere Vorteile hinsichtlich einer einfach realisierbaren und zuverlässigen Schweißverbindung, da lediglich die innere Lage 3a durchgeschweißt ist. Vorliegend ist die Schweißnaht als geschlossener Linienzug 4a ausgebildet. Ferner sind die Schnittkanten in der äußeren Lage 3b mit der Oberfläche der inneren Lage 3a durch eine weitere Schweißnaht 4b verbunden.In the perspective view in FIG. 9 and the knot structure shown in cross section in FIG. 10, the inner layer 3 a of the end region 3 is cut free by partially removing the outer layer 3 b. This results in special benefits in terms of easy to implement and reliable weld, since only the inner layer 3 is welded through a. In the present case, the weld seam is designed as a closed line 4 a. Furthermore, the cut edges in the outer layer 3 b are connected to the surface of the inner layer 3 a by a further weld 4 b.

Fig. 11 zeigt in perspektivischer Darstellung die Knotenstruktur in einer weiteren Ausführungsform. Hierbei sind in die äußere Lage 3b des Endbereichs 3 zwei parallel zueinander in Längsrichtung verlaufende Langlöcher 5 eingeformt. Die Schweißnähte 4 liegen innerhalb der Langlöcher 5. Wie der Querschnittsdarstellung aus Fig. 12 zu entnehmen ist, ist somit ebenfalls nur die innere Lage 3a des Endbereichs 3 durchgeschweißt. Gemäß dem in Fig. 13 dargestellten Querschnitt einer speziellen Ausführungsform der Knotenstruktur sind die Längskanten der beiden Langlöcher durch Lötlot 6 oberhalb der Schweißnähte 4 miteinander verbunden und damit auch die Schweißnähte 4 abgedeckt. Fig. 11 shows in perspective the node structure in a further embodiment. In this case, two elongated holes 5 running parallel to one another in the longitudinal direction are formed in the outer layer 3 b of the end region 3 . The weld seams 4 lie within the elongated holes 5 . As can be seen 12 the cross-sectional view of Fig., Therefore is also only the inner layer 3 a of the end portion 3 by welding. According to the cross section shown in FIG. 13 of a special embodiment of the node structure, the longitudinal edges of the two elongated holes are connected to one another by solder 6 above the weld seams 4 and thus also the weld seams 4 are covered.

Claims

1. Knot structure formed from hollow profiles of a support frame for vehicles with a first curved or rectilinear hollow profile ( 1 ) and at least one further branching hollow profile ( 2 ), characterized in that the branching hollow profile ( 2 ) has a shell-shaped compressed end region ( 3 ), which consists of an inner ( 3 a) and an outer layer ( 3 b), and with this end region conforms to the outer contour of the first hollow profile ( 1 ) along its longitudinal axis and is connected to it.

2. Node structure according to claim 1, characterized in that the hollow profiles ( 1 , 2 ) are made of a steel material.

3. node structure according to claim 1 or 2, characterized in that the branching hollow profile ( 2 ) has a round cross section.

4. node structure according to claim 3, characterized in that the branching hollow profile ( 2 ) has an oval cross-section.

5. node structure according to claim 3, characterized in that the branching hollow profile ( 2 ) has a circular cross section.

6. node structure according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first hollow profile ( 1 ) has a circular cross section.

7. node structure according to claim 6, characterized in that the end region ( 3 ) of the branching hollow profile ( 2 ) has a circumferential coverage angle (α) of up to 180 °.

8. node structure according to one of claims 5 to 7, characterized in that up to four hollow profiles ( 2 ) to the hollow profile ( 1 ) are connected.

9. node structure according to one of claims 1 to 8, characterized in that the hollow profiles ( 1 , 2 ) are mechanically connected to each other.

10. Node structure according to one of claims 1 to 8, characterized in that the hollow profiles ( 1 , 2 ) are integrally connected.

11. node structure according to claim 10, characterized in that the integral connection is a welded connection is.

12. node structure according to claim 11, characterized in that the hollow profiles ( 1 , 2 ) are connected by welding in the longitudinal direction.

13. Node structure according to one of claims 9 to 12, characterized in that an additional adhesive connection is realized.

14. Node structure according to one of claims 1 to 13, characterized in that the inner layer ( 3 a) of the end region ( 3 ) is cut free in the region of the connection zone.

15. node structure according to claim 11 and 14, characterized in that the hollow profiles ( 1 , 2 ) are connected in the cut-out area by means of welding.

16. node structure according to claim 15, characterized in that the weld seam is designed as a closed line ( 4 a).

17. Node structure according to one of claims 1 to 13, characterized in that in the outer layer ( 3 b) of the end region two parallel elongated holes ( 5 ) for the weld seams ( 4 ) are formed in the longitudinal direction.

18. Knot structure according to claim 17, characterized in that the longitudinal edges ( 5 a) of the elongated holes ( 5 ) above the weld seam ( 4 ) are connected to one another by soldering.