DE10303175A1 - Connection knot between hollow sections of frame structure for vehicles, has cathedral-like bulge having hat-shaped portion which has ring flange and hole, such that ring flange and boundary region of hole deform when fastened together - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Verbindungsknoten zwischen zwei aus tiefziehfähigem Metall, insbesondere Stahl bestehenden Hohlprofilen einer Rahmenstruktur insbesondere für Fahrzeuge, bei dem ein erstes Hohlprofil dieser beiden Hohlprofile mit einem Ende an der Wandung des zweiten Hohlprofils form- und stoffschlüssig angebunden ist, indem die Wandung an der Anbindungsstelle eine domartige Ausbeulung aufweist, auf die das erste Hohlprofil mit einem seiner beiden Enden gesteckt ist.The invention relates to a connection node between two of deep-drawable Metal, especially steel existing hollow profiles of a frame structure especially for Vehicles in which a first hollow profile of these two hollow profiles with one end on the wall of the second hollow profile cohesively is connected by the wall at the connection point a dome-like bulge on which the first hollow profile with one of its two ends is stuck.
Bei einer Rahmenstruktur aus Hohlprofilen insbesondere
für Fahrzeuge
bildet sowohl bei der Herstellung als auch im späteren betrieblichen Einsatz
die Anbindungsstelle von zwei Hohlprofilen einen kritischen Punkt.
Es gibt verschiedene Lösungsvorschläge für die Gestaltung
dieser Anbindungsstelle: Nach einem ersten bekannten Vorschlag wird
am Knotenpunkt von mehreren zusammenlaufenden Hohlprofilen ein z.B.
aus Aluminium gegossenes oder aus Stahlblech durch Hochdruckumformen
hergestelltes Formteil eingesetzt, das mit den anzuschließenden Hohlprofilen
Steckverbindungen bildet (
Bei einem anderen bekannten Verbindungsknoten (WO 95/04616) ist ein erstes Hohlprofil aus Stahlblech mit einem Ende durch Ausnehmungen in den 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 nicht nur eine Schwächung des gelochten Hohlprofils sondern auch eine Beschädigung der in der Regel vorgesehenen, dem Korrosionsschutz dienenden Verzinkung. Auch müssen an zwei Stellen Schweißverbindungen hergestellt werden, wodurch der Korrosionsschutz beeinträchtigt wird. Schließlich verbleibt ein nach außen offenes Rohr, das in der Regel innen nicht korrosionsgeschützt ist. Deshalb kommt man um zusätzliche Korrosionsschutzmaßnahmen nicht herum.Another known connection node (WO 95/04616) is a first hollow section made of sheet steel with a End through recesses in the opposite sides of the wall a second hollow section with a larger cross section made of sheet steel. The two are on the recesses Hollow profiles welded together. Such a connection node has a number of disadvantages: in two opposite sides of the larger hollow section have to Recesses are punched. This is not only a weakening of the perforated hollow profile but also damage to the usually provided, the Anti-corrosion galvanizing. Also have welded joints in two places be produced, which affects the corrosion protection. Finally there remains an open one Pipe that is usually not protected against corrosion on the inside. That's why you get additional Corrosion protection measures not around.
Bei einem anderen Verbindungsknoten
für zwei
Hohlprofile aus Stahlblech (
In Anbetracht dieser Probleme wird in einer älteren, noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung (102 01 911.8-12) vorgeschlagen, in einer Seite der Wandung eines größeren Hohlprofils eine Ausnehmung zum Durchstecken eines zweiten kleineren Hohlprofils und in der gegenüberliegenden Seite der Wandung eine Ausbeulung vorzusehen, auf die oder in die das Ende des kleineren Hohlprofils auf- oder eingesteckt wird. Bei diesem Verbindungsknoten besteht die Möglichkeit eines gewissen Toleranzausgleichs, da das kleinere Hohlprofil mehr oder weniger weit auf oder in die Ausbeulung eingesteckt werden kann.Given these problems in an older one, not yet published German patent application (102 01 911.8-12) proposed in a Side of the wall of a larger hollow section Recess for inserting a second, smaller hollow profile and in the opposite side to provide a bulge on the wall, on or in which End of the smaller hollow profile is inserted or inserted. With this Connection nodes are possible a certain tolerance compensation, since the smaller hollow profile more or less far into or into the bulge can.
Ausgehend von diesem nicht vorveröffentlichten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verbindungsknoten aus mindestens zwei aus tiefziehfähigem Metall, insbesondere Stahl bestehenden Hohlprofilen einer Rahmenstruktur insbesondere für Fahrzeuge zu schaffen, der der Anbindungsstelle der Hohlprofile eine hohe Festigkeit gibt und sich leicht an verschiedenformatigen Hohlprofilen verwirklichen läßt.Based on this unpublished Prior art, the invention is based on the object Connection nodes made of at least two made of deep-drawn metal, especially steel existing hollow profiles of a frame structure especially for To create vehicles, the connection point of the hollow profiles gives high strength and easily adapts to different formats Realizes hollow profiles.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verbindungsknoten der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die domartige Ausbeulung als ein hutförmiges Formteil aus tiefziehfähigem Metall mit einem an seinem umlaufenden Rand vorgesehenen Ringflansch ausgebildet ist, mit dem das Formteil an der mit einem Loch versehenen Wandung unter Verschließen dieses Loches abgedichtet befestigt ist, und daß das Formteil mit seinem Ringflansch und der daran befestigte Randbereich des Loches gemeinsam verformt sind.This object is achieved with one Connection nodes of the type mentioned solved in that the dome-like Bulge as a hat-shaped Molded part made from thermoformable Metal with an annular flange provided on its peripheral edge is formed with which the molded part is provided with a hole Closing wall this hole is attached sealed, and that the molded part with its ring flange and the attached edge region of the hole deformed together are.
Obgleich es grundsätzlich auch möglich ist, das Formteil mit seinem Ringflansch von innen an der Wandung zu befestigen, ist es aus herstellungstechnischen Gründen vorteilhafter, es außen anzubringen. In jedem Fall ergibt sich durch das an der Wandung des einen Hohlprofils angebrachte Formteil an der Anbindungsstelle genügend Material für eine ausreichend große Überlappung zwischen der domartigen Ausbeulung und dem aufgesteckten Hohlprofil mit der Möglichkeit eines Toleranzausgleichs. Eine solche starke Ausbeulung wäre aus dem Wandmaterial des einen Hohlprofils nicht zu formen, ohne daß die Wandung reißen würde. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Hohlprofil aus einem sehr hochfesten Stahl besteht, der kein großes Umformvermögen besitzt. Bei der gemeinsamen Verformung des Randbereichs der Wandung und des Formteils mit seinem Ringflansch erhält die domartige Ausbeulung ihre Endform. Deshalb können auch nur grob angepasste Formteile verwendet werden. Auch kann bei dieser Formgebung der Randbereich des Loches gemeinsam mit dem Ringflansch des Formteils nach außen tüllenartig verformt werden, so dass sich zwischen dem Randbereich und dem daran anliegenden Formteil ein großflächiger Formschluß ergibt, der für die Festigkeit des Verbindungsknotens vorteilhaft ist. Auch bietet sich die Möglichkeit, für das Formteil ein den betrieblichen Belastungen des Verbindungsknotens in der Werkstoffgüte und/oder Dicke angepastes anderes Material als das des Hohlprofils auszuwählen.Although it is in principle also possible to fasten the molded part with its ring flange from the inside to the wall, it is more advantageous for manufacturing reasons to attach it to the outside. In any case, the molded part attached to the wall of the one hollow profile results in sufficient material at the connection point for a sufficiently large overlap between the dome-like bulge and the attached hollow profile with the possibility of tolerance compensation. Such a strong bulge would be from the wall mat rial of a hollow profile not to form without the wall would tear. This is especially true when the hollow profile is made of a very high-strength steel that does not have a large formability. The joint-like deformation of the edge area of the wall and the molded part with its ring flange gives the dome-like bulge its final shape. Therefore only roughly adapted molded parts can be used. With this shape, the edge region of the hole can be deformed together with the ring flange of the molded part in a grommet-like manner, so that a large-area positive connection results between the edge region and the molded part lying thereon, which is advantageous for the strength of the connecting knot. It is also possible to select a material other than that of the hollow profile, which material material and / or thickness has been adapted to the operational stresses of the connection node for the molded part.
Vorzugsweise ist das Formteil ein Tiefziehteil. Ein solches Formteil ist auch unter Berücksichtigung seines an das Hohlprofil mindestens grob anzupassenden Ringflansches einfach herzustellen.The molded part is preferably a Deep-drawn part. Such a molded part is also under consideration of its ring flange to be roughly adapted to the hollow profile easy to manufacture.
Die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Ringflansch und dem Randbereich des Loches kann eine Löt- oder Schweißverbindung sein.The integral connection between the Ring flange and the edge area of the hole can be soldered or welded joint his.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der Anbindungsbereich mit dem Randbereich des Loches, dem Ringflansch des Formteils und das domartige Formteil selbst durch Innenhochdruckumformen gemeinsam geformt.According to a further embodiment of the invention are the connection area with the edge area of the Hole, the ring flange of the molded part and the dome-like molded part even formed together by hydroforming.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Verbindungsknotens zwischen zwei aus Metall, insbesondere Stahl, bestehenden Hohlprofilen einer Rahmenstruktur mit folgenden Verfahrensschritten:
- – In der Wandung eines der beiden Hohlprofile wird ein Loch eingebracht;
- – dieses Loch wird mit einem aus tief ziehfähigem Metall bestehenden hutförmigen Formteil mit einem von seinem Rand gebildeten Ringflansch abgedeckt;
- – der Ringflansch wird am Randbereich des Loches wirkmediendicht angeschlossen;
- – das hutförmige Formteil mit am Randbereich des Loches angebundenem Ringflansch wird gemeinsam mit einem unmittelbar angrenzenden Abschnitt des Hohlprofils einem Innenhochdruckumformprozeß unterworfen, derart, daß das Formteil mit seinem Ringflansch und der Randbereich des Loches ihre Endkontur erhalten.
- - A hole is made in the wall of one of the two hollow profiles;
- - This hole is covered with a hat-shaped molded part consisting of deep-drawn metal with an annular flange formed by its edge;
- - The ring flange is connected to the edge area of the hole so that it is media-tight;
- - The hat-shaped molded part with an attached to the edge region of the hole ring flange is subjected to an internal high pressure forming process together with an immediately adjacent section of the hollow profile, such that the molded part with its ring flange and the edge region of the hole receive their final contour.
Vorzugsweise wird beim Innenhochdruckumformprozeß der Ringflansch mit dem Randbereich und das Formteil tüllenartig nach außen gebogen.The ring flange is preferably used in the internal high-pressure forming process with the edge area and the molded part bent outwards like a spout.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:The invention is explained below one an embodiment illustrative drawing closer explained. In detail show:
Der in den Figuren dargestellte Verbindungsknoten
zwischen zwei Hohlprofilen
Für
die Herstellung eines solchen Verbindungsknotens wird das Loch
Im Ergebnis erhält man auf diese Art und Weise
einen Verbindungsknoten, der eine form- und stoffschlüssige Verbindung
zwischen den beiden Hohlprofilen
Es versteht sich, daß an das
Formteil
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2003
- 2003-01-27 DE DE2003103175 patent/DE10303175B4/en not_active Expired - Fee Related
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