DE19603956C2

DE19603956C2 - Profilknoten und deren Verwendung zur Verbindung von Längs- und/oder Querträgern einer Kraftfahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE19603956C2
Application number: DE1996103956
Authority: DE
Inventors: Gunther Heim; Thomas Grahl; Stefan Schmidt; Stephan Schuett; Holger Bischoff; Juergen Hock
Original assignee: Wagon Automotive GmbH
Current assignee: WAGON AUTOMOTIVE GMBH, 63857 WALDASCHAFF, DE
Priority date: 1996-02-05
Filing date: 1996-02-05
Publication date: 2003-04-24
Anticipated expiration: 2016-02-06
Also published as: DE19603956A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Profilknoten zur Verbindung von mindestens zwei Hohlprofilen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Verwendung derartiger Profilknoten zur Verbindung von Längs- und/oder Querträgern einer Kraftfahrzeugkarosserie.

Es ist an sich bekannt, beispielsweise zur Herstellung von Metall- Fensterrahmen, verschiedene Hohlprofile mit Hilfe sogenannter Eckverbinder (im folgenden allgemein als Profilknoten bezeichnet) zu verbinden. Bei den bekannten Profilknoten handelt es sich üblicherweise um Eckwinkel, auf de ren Schenkel die entsprechenden Hohlprofile formschlüssig aufgeschoben und anschließend, z. B. durch Eindrücken von Kerben, fixiert werden. Nachteilig ist bei einer solchen Verbindung vor allem, daß sie bei starker Belastung nicht sicher ist. Selbst wenn die Hohlprofile zusätzlich, etwa über eine Schraubver bindung, an den Eckwinkeln befestigt werden, kann aufgrund der ungenügen den Flächenpressung zwischen den Seitenwänden der Hohlprofile und den Seitenwänden des Profilknotens ein Lösen der Teile bei hoher Belastung nicht sicher verhindert werden.

Zur Herstellung von Fahrzeugkarosserien erfolgt das Verbinden von Quer- und/oder Längsträgern meist nicht mit Hilfe von Profilknoten, sondern die Träger werden üblicherweise miteinander verschweißt. Nachteilig ist beim Verschweißen von Hohlprofilen allerdings, daß die Profile sich im Bereich der Schweißnaht aufgrund der hohen Schweißtemperaturen verziehen. Dies führt einerseits zu Toleranzproblemen im Zusammenbau. Andererseits treten Spannungen auf, die bei Belastung zu Spannungsrissen führen können.

Die DE 42 04 825 A1, von der die Erfindung ausgeht, offenbart bereits unter schiedlich ausgestaltete Profilknoten zur Verbindung von Fahrzeugkompo nenten, wobei die Profilknoten zapfenförmige Ansätze aufweisen, auf welche zu verbindende Komponenten in Form von Hohlprofilen aufschiebbar sind. Bei den Profilknoten sind kurze außenliegende Stege vorgesehen, die den je weiligen mit dem Profilknoten zu verbindenden Träger außenseitig umgeben. Die als Positionierhilfen dienenden Stege verbessern allerdings aufgrund ihrer geringen Länge die Flächenpressung zwischen den Seitenwänden der Hohl profile und den Seitenwänden des Profilknotens nicht nennenswert. Insbeson dere bei hoher Belastung kann es auf Dauer zu einem Aufbiegen der Stege kommen, was letztlich zu einem Lösen der Hohlprofile führen kann.

Die JP S-238418 A offenbart eine Verbindung von Fahrzeugkomponenten, bei der ein als Gußteil ausgebildetes Hauptteil mit axial angeordneten Flanschen versehen ist, die ihrerseits als Klemmverbindung für die an dem Hauptteil zu befestigenden Komponenten ausgebildet sind. Allerdings soll diese Klemm verbindung keine nennenswerte Flächenpressung erzeugen, sondern dient le diglich als Zentner- bzw. Positionierhilfe. Die eigentliche Verbindung zwi schen dem Hauptteil und den zu befestigenden Komponenten erfolgt durch Verschweißen der Teile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Profilknoten zur Verbindung von Hohlprofilen anzugeben, mit denen eine dauerhaft sichere Verbindung zwi schen den Hohlprofilen möglich ist, so daß hierdurch insbesondere auch Längs- und/oder Querträger einer Kraftfahrzeugkarosserie so miteinander ver bindbar sind, daß sie den bei ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung auftre tenden hohen Belastungen standhalten.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteil hafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche. An spruch 8 offenbart eine besondere Verwendung der erfindungsgemäßen Pro filknoten.

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, zur Verbindung der Hohlprofile einen Profilknoten zu verwenden, bei dem auf besonders hoch belastbare Weise nicht nur ein Verklemmen zwischen dem jeweiligen zapfen förmigen Ansatz und dem entsprechenden Hohlprofil erfolgt, sondern zusätz lich auch zwischen der entsprechenden Klemmleiste und dem Hohlprofil. Ein Versteifungsteil sorgt dafür, daß die beiden Klemmleisten gegeneinander ab gestützt werden, wodurch die Flächenpressung dauerhaft erhalten bleibt. Durch eine entsprechende Schraubverbindung und/oder eine Klebeverbindung kann die Flächenpressung zwischen Klemmleiste und dem entsprechenden Hohlprofil noch weiter erhöht werden.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Profilknoten um ein Strangpreßprofil, denn derartige Teile lassen sich trotz der teilweise kom plizierten Ausgestaltung des Profilknotens durch einfaches Ablangen eines entsprechend geformten Stranges herstellen.

Besonders kostengünstig lassen sich Profilknoten aus einem Leichtmetall, wie einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung, herstellen. Da diese Teile ein geringes Gewicht besitzen, wird bei ihrer Verwendung vorteilhafterweise auch das Gewicht der jeweiligen Fahrzeugkarosserie entsprechend vermindert.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgen den anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Profilknotens mit zwei Hohlprofilen vor dem Zusammen stecken,

Fig. 2 die Fig. 1 entsprechende Anordnung nach dem Zusammenstec ken der Hohlprofile mit dem Profilknoten,

Fig. 3 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Profilknotens, an dem die entsprechenden Hohlprofile zusätzlich über eine Schraubverbindung befestigt sind und

Fig. 4 bis Fig. 8 mehrere weitere perspektivisch dargestellte Ausführungsbei spiele erfindungsgemäßer Profilknoten.

In Fig. 1 sind ein Profilknoten 1 und zwei an dem Profilknoten 1 zu befesti gende Hohlprofile 2, 3 bezeichnet. Bei dem Profilknoten 1 handelt es sich vorzugsweise um ein Strangpreßteil; z. B. aus einer Aluminiumlegierung. Der Profilknoten 1 weist zwei zapfenförmige Ansätze 4, 5 auf, die hohl ausgebil det sind und hier einen Winkel von 90° miteinander bilden. Zusätzlich zu den beiden Ansätzen 4, 5 besitzt der Profilknoten 1 zwei Klemmleisten 6, 7, wobei jeweils eine Klemmleiste 6; 7 einem zapfenförmigen Ansatz 4; 5 zugeordnet ist. Die beiden Klemmleisten 6, 7 sind über ein diagonales Versteifungsteil 8 miteinander verbunden und gegeneinander abgestützt.

Der Abstand 9 der entsprechenden Klemmleiste 6, 7 von dem jeweils gegen überliegenden zapfenförmigen Ansatz 4, 5 ist derart gewählt, daß die Hohl profile 2, 3 auf die zapfenförmigen Ansätze 4, 5 mit einer vorgebbaren Kraft aufgedrückt werden müssen, so daß nach dem Aufbringen der Hohlprofile 2, 3 die Klemmleisten 6, 7 auch mit entsprechendem Druck gegen die gegenüber liegenden Wände 10, 11 der Hohlprofile 2, 3 drücken und dadurch eine kraft schlüssige (reibschlüssige) Verbindung entsteht.

Fig. 2 zeigt den Profilknoten 1 mit aufgesteckten Hohlprofilen 2, 3.

Um zu erreichen, daß die dem Profilknoten 1 zugewandten Enden der Hohl profile 2, 3 nach dem Aufdrücken der Hohlprofile 2, 3 auf die zapfenförmige Ansätze 4, 5 exakt in der gleichen Ebene liegen, sind Anschlagkanten 12, 13 vorgesehen.

Zur Erhöhung der Kraftschlußverbindung können die Klemmleisten 6, 7 vor teilhafterweise mit Hilfe zusätzlicher Schrauben gegen die Wände 10, 11 der Hohlprofile 2, 3 gepreßt werden. Hierzu sind sowohl in den Klemmleisten 6, 7 und den gegenüberliegenden Wänden 14, 15 der zapfenförmigen Ansätze 4, 5 als auch in den Wänden 10, 11 der Hohlprofile 2, 3 entsprechende Bohrungen 16-19 vorgesehen. Ein Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3, wobei der Profil knoten mit 1', die Hohlprofile mit 2' sowie 3' und die Schrauben mit 20 und 21 bezeichnet sind.

Die Fig. 4 bis 8 zeigen einige weitere Ausführungsbeispiele von Profilknoten 22-26, bei denen - anders als im Falle der Fig. 1 bis 3 die zapfenförmigen An sätze jeweils etwa die gleiche Länge besitzen und der jeweils erste zapfenför mige Ansatz nicht an der dem jeweils zweiten Zapfen zugeordneten Klemm leiste befestigt ist (vgl. Fig. 1 und 3). Die Klemmleisten können auf der Innen seite der Profilknoten angeordnet sein (Fig. 4 bis 6) oder sich, wie aus den Fig. 7 und 8 entnehmbar, an der Außenseite der Profilknoten befinden.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbei spiele beschränkt. So kann, je nach Anzahl der zu verbindenden Hohlprofile, der Profilknoten auch mehr als zwei zapfenförmige Ansätze mit zugeordneten Klemmleisten aufweisen. Die Klemmleisten können, je nach den an sie ge stellten Anforderungen, mit den Hohlprofilen auch verklebt sowie verklebt und verschraubt werden. Außerdem müssen die zapfenförmigen Ansätze der Profilknoten nicht zwangsweise rechtwinklig ausgebildet sein, sondern kön nen, je nach Verwendung, auch ein anderes Winkelmaß besitzen.

Schließlich müssen die Klemmleisten nicht zwangsläufig immer nur auf einer Seite der zapfenförmigen Ansätze angeordnet sein, sondern können sich zur weiteren Erhöhung der Flächenpressung auch auf gegenüberliegenden Seiten der Ansätze befinden.

Bezugszeichenliste

1

,

1

' Profilknoten

2

,

2

' Hohlprofil, Längs- oder Querträger

3

,

3

' Hohlprofil, Längs- oder Querträger

4

,

5

zapfenförmige Ansätze

6

,

7

Klemmleisten

8

Versteifungsteil

9

Abstand

10

,

11

Hohlprofilwände

12

,

13

Anschlagskanten

14

,

15

Wände

16-19

Bohrungen

20

,

21

Schrauben, Schraubverbindung

22-26

Profilknoten

Claims

1. Profilknoten zur Verbindung von mindestens zwei Hohlprofilen (2, 3; 2', 3'), wobei der Profilknoten (1; 1'; 22-26) entsprechend der Anzahl der miteinander zu verbindenden Hohlprofile (2, 3; 2', 3') zapfenförmige Ansätze (4, 5) aufweist, auf welche die zu verbindenden Hohlprofile (2, 3; 2', 3') mit ihrem jeweiligen, dem Profilknoten (1; 1'; 22-26) zugewandten Endbereich aufschiebbar und kraftschlüssig verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Profilknoten (1; 1'; 22-26) um einen Eckverbinder handelt,
daß mindestens zwei der zapfenförmigen Ansätze (4, 5) des Profilknotens (1; 1'; 22-26) jeweils mindestens eine an dem Profilknoten (1; 1'; 22-26) befe stigte Klemmleiste (6, 7) zugeordnet ist, derart, daß die jeweilige Klemmleiste (6, 7) im aufgeschobenen Zustand des entsprechenden Hohlprofiles (2, 3; 2', 3') dieses mindestens auf der dem jeweils anderen Hohlprofil (3, 2; 3', 2') zuge wandten Seite (10, 11) außenseitig kraftschlüssig umgreift und
daß die beiden im Winkel zueinander stehenden Klemmleisten (6, 7) durch ein Versteifungsteil (8) gegeneinander abgestützt sind.

2. Profilknoten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gebildete Eckverbinder einen Winkel von ≦ 90° aufweist.

3. Profilknoten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmleiste (6, 7) zusätzlich Mittels einer Schraubverbindung (20, 21) kraft schlüssig mit dem entsprechenden Hohlprofil (2, 3; 2', 3') verbindbar ist.

4. Profilknoten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmleiste (6, 7) zusätzlich mittels einer Klebeverbindung mit dem entsprechenden Hohlprofil (2, 3; 2', 3') verbindbar ist.

5. Profilknoten nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmleisten (6, 7) nur auf einer Seite des jeweiligen zapfenförmigen Ansatzes (4, 5) angeordnet sind.

6. Profilknoten nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Profilknoten (1; 1'; 22-26) um ein Strangpreßprofil handelt, bei dem die zapfenförmigen Ansätze (4, 5) als Hohlkammern ausgebildet sind.

7. Profilknoten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilknoten (1; 1 '; 22-26) aus einem Leichtmetall- oder Kunststoff material besteht.

8. Verwendung von Profilknoten (1; 1'; 22-26) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Verbindung von Längs- und/oder Querträgern (2, 3; 2'; 3') einer Kraftfahr zeugkarosserie.