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Die Erfindung bezieht sich auf eine Trägerstruktur für Aufbauten, insbesondere von Personenkraftwagen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es ist bekannt, Trägerstrukturen für Aufbauten, insbesondere Aufbauten für Personenkraftwagen unter Verwendung mehr oder minder dünnwandiger Hohlprofilformen herzustellen und im Winkel zueinander ausgerichtete Träger eines eine Trägerstruktur bildenden Verbandes miteinander über Knoten zu verbinden.
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Bei einer ersten Gestaltungsweise, beispielsweise aus der
DE 20 18 802 A1 , werden dabei die Knoten als gesonderte Teile hergestellt und dann die die Träger bildenden Hohlprofilformen an die Knotenteile angefügt und zwar unter Anwendung eines Fügeverfahrens mit diesen verbunden.
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Gemäß einer zweiten bekannten Gestaltungsweise aus der
DE 197 08 905 A1 , wird wenigstens einer von zwei miteinander einen Teil eines eine Trägerstruktur bildenden Trägerverbandes durch Umformen eines Ausgangsmaterials im Wege des Innenhochdruckverfahrens ausgebildet und im Zuge seiner Umformung zugleich mit quer zu seiner Achse gerichteten Ausformungen, beispielsweise zur Ausbildung einer Schloss- oder Scharnieraufnahme versehen.
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Im Weiteren ist es bei Anwendung des Innenhochdruck-Umformverfahrens zur Herstellung bzw. Ausformung eines Trägers einer Trägerstruktur auch bekannt z. B. aus der
EP 0 631 924 A1 einen ersten Träger mit einer quer zu seine Längsachse gerichteten Ausformung zu versehen, welche beim Zusammenfügen einer Trägerstruktur mit einem an den ersten Träger anschließenden zweiten, gleichfalls aus einer Hohlprofilform gebildeten zweiten Träger in Eingriff gelangt. Dabei wird der Knotenbereich verstärkt und der zweite Träger lagerartig ausgerichtet.
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Aus der
DE 196 18 626 A1 ist eine Trägerstruktur für Aufbauten eines Kraftfahrzeugs bekannt, die hohle Träger umfasst, der mit einem Halter verbunden ist, der zwischen Anformungen des Trägers gehalten wird. Ferner ist aus der
DE 694 07 977 T2 eine Trägerstruktur für Kraftfahrzeuge bekannt, die mehrere Träger umfasst, wobei ein Träger umlaufende Kragen aufweist, zwischen denen ein weiterer Träger gehalten ist.
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Zur Erzielung einer möglichsten Steifigkeit ist bei dieser Gestaltungsweise vorgesehen, die den jeweiligen Träger bildende Hohlprofilform auch im Bereich der Verbindung zweier aneinander stoßender Träger mit Hohlprofilform überragenden Profilstegen auszustatten, was allerdings eine verhältnismäßig komplizierte und im Innenhochdruck-Umformverfahren nur schwer erzielbare Formgebung der im Rahmen in der Trägerstruktur miteinander verbindenden Träger erfordert.
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Darüber hinaus ist es bei in der herkömmlichen Schalenbauweise aus zwei Halbschalen hergestellten Trägern für eine Trägerstruktur auch bekannt, den einen Träger im Bereich des Anschlusses eines im Winkel zu seiner Längserstreckung zugerichteten zweiten Trägers mit innen liegend angeordneten Aussteifungen, insbesondere Stegblechen oder dergleichen auszustatten, mit dem Ziel, im Bereich des Knotens Hohlkräfte übertragen zu können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Trägerstruktur der eingangs bezeichneten Bauart derart auszugestalten, dass unter Verzicht auf besondere Knotenteile und bei einfacher und kostengünstiger Herstellungsweise die Übertragung auch hoher Kräfte im Verbindungsbereich von zwei aneinander grenzenden bzw. aneinander stoßenden Trägern zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Besonders vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in Unteransprüchen 2 und 3 angegeben.
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Die Ausbildung von bezüglich dessen Längsachsen nach außen gerichteter Profilformen, beispielsweise Falten oder dergleichen Ausbeulungen verbindet dessen einfache Herstellungsweise im Wege der Innenhochdruck-Umformung mit der Möglichkeit den ersten Träger im Bereich des Anschlusses des zweiten im Winkel zu ihm ausgerichteten Trägers mit einer hinreichenden Aussteifung auszustatten, die dazu beiträgt, im Bereich des die beiden Träger verbindenden Knotens auch hohe Kräfte sicher zu übertragen. Im Unterschied zu allen bekannten Gestaltungsformen von Versteifungen für Anschlussverbindungen zwischen zwei im Winkel zueinander ausgerichteten und aus Hohlprofilen bestehenden Trägern eröffnet die vorliegende Gestaltungsform ein problemloses Ausbilden der den ersten Träger im Anschlussbereich des zweiten Trägers versteifenden Formgebungen und zwar unter Anwendung des Innenhochdruck-Umformverfahrens. Zugleich können die vorgeschlagenen faltenartigen Ausformungen, falls sie umlaufend ausgebildet sind, selbstverständlich auch Ausrichtmittel für den lagerichtigen Anschluss des zweiten Trägers einen ersten Träger bilden.
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Die Gestalt und die Erstreckung der faltenartigen Ausformungen wird zweckmäßigerweise den aus der Gesamtheit der Trägerstruktur bzw. des Trägerverbandes vorgezeichneten Steifigkeitsanforderungen entsprechend gewählt. Insbesondere kann es in manchen Fällen ausreichend sein, dass sich die faltenartigen Ausformungen des ersten Trägers lediglich über ein Teilbereich dessen Umfangs hin erstrecken. Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Ausbildung von faltenartigen Ausformungen als Versteifung des ersten Trägers bei Verwendung von gerundeten Hohlprofilformen, beispielsweise bei Verwendung einer ovalen Profilquerschnittsform, für den ersten Träger angewendet werden. Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit einer Trägerstruktur kann dann ferner vorgesehen sein, dass der erste Träger zusätzlich eine über seinen Umfang hin variierende Wandstärke aufweist, wobei in vorteilhafter Weise der Bereich seiner größten Wandungsstärke dem anschließenden zweiten Träger zugewandt ist und die geringere Wandungsstärke gegenüber liegend im ersten Träger vorgesehen ist und in diesem Bereich faltenartige Ausformungen nach der Erfindung vorgesehen sind. In Verbindung damit kann es weiterhin auch zweckmäßig sein, dass der Endbereich des an den ersten Träger anschließenden zweiten Trägers in an sich bekannter Weise bezüglich seines Querschnitts mit einer Aufweitung versehen ist, um eine vergrößerte Anschlussbasis im Knotenbereich zu erreichen.
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Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert.
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Es zeigen
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1 eine Draufsicht auf einen Knoten in einer Trägerstruktur;
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2 einen Schnitt durch den Knoten entsprechend 1;
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3 einen Teillängsschnitt durch eine erste abgewandelte Ausbildung eines ersten Trägers einer Trägerstruktur;
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4 einen Teillängsschnitt durch eine zweite abgewandelte Ausbildung eines ersten Trägers einer Trägerstruktur;
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5 eine ausschnittweise Draufsicht auf den ersten Träger gemäß 4;
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6 eine Draufsicht auf eine von derjenigen nach 1 abweichende Gestaltungsform eines Knotens in einer Trägerstruktur;
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7 eine schematische Darstellung einer Weiterbildung der Herstellungsweise für den ersten Träger einer Trägerstruktur.
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Innerhalb einer Trägerstruktur für Aufbauten, vor allem für Personenkraftwagen ist ein erster Träger 1 unter Bildung eines Knotens 3 mit einem zweiten Träger 2 verbunden. Der erste Träger 2 besteht in den dargestellten Ausführungsbeispielen aus einem einen ovalen Profilquerschnitt aufweisenden Hohlprofilmaterial und ist im Bereich des Knotens 3 mit bezüglich seiner Profillängsachse 5 radial nach außen gerichteten faltenartigen Ausformungen 4 versehen, welche durch Anwendung des Innenhochdruckumformverfahrens hergestellt sind. Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das den ersten Träger 1 bildende Hohlprofil eine ovale Profilquerschnittsform auf. Zudem besitzt das ovale Hohlprofil eine über seinen Umfang variierende Wandungsstärke, wobei sein die geringste Wandungsstärke S1 aufweisender Profilbereich 6 der Außenseite des Knotens 3 zugewandt und sein die größte Wandungsstärke S2 aufweisender Profilbereich 7 dem anzuschließenden zweiten Träger zugewandt ist. Die der Versteifung des ersten Trägers 1 zugeordneten faltenartigen Ausformungen 4 sind bei der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform dem Anschluß des zweiten Trägers 2 gegenüberliegend im Bereich dessen geringerer Wandungsstärke ausgebildet. Besagte Ausformungen erstrecken sich lediglich über etwa ¾ des Umfanges der Profilform des ersten Trägers 1. Der im Knoten 3 an den ersten Träger 1 angeschlossene zweite Träger 2 besteht gleichfalls aus einem Hohlprofil und ist an seinem dem ersten Träger 1 zugewandten Stirnende 8 mit einer Aufweitung 9 seiner Profilquerschnittsform versehen. Zugleich weist der zweite Träger 2 im Bereich seines Stirnendes 8 eine seiner allgemeinen Wandungsstärke S gegenüber um einen Betrag OS auf eine Gesamtstärke von S + OS vergrößerte Wandungsstärke auf. Wie die aus den Darstellungen der 1 und 2 ersichtlich ist, ist der zweite Träger 2 mittig zwischen dessen beiden faltenartigen Ausformungen 4 an den ersten Träger 1 angeschlossen und zwar derart, daß die gedachte Verlängerung der Längsachse 10 des zweiten Trägers 2 die Längsachse 5 des ersten Trägers 1 schneidet.
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Die in der 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen nach den 1 und 2 hinsichtlich der Ausbildung des ersten Trägers 1a in der Weise, daß der erste Träger 1a über seinen gesamten Umfang hin eine gleichmäßige Wandungsstärke S3 aufweist und daß ferner die faltenartigen Ausformungen 4a über den gesamten Profilumfang des ersten Trägers 1a hin umlaufend und gleichförmig ausgebildet sind.
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Die in den 4 und 5 dargestellte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß der erste Träger 1b über seinen gesamten Umfang hin eine gleichmäßige Wandungsstärke S4 aufweist. Der erste Träger 1b besitzt hier ein ovales Querschnittsprofil dessen größte Profilhöhe H1 fluchtend zur Längsachse 10 des anzuschließenden zweiten Trägers 2 ausgerichtet ist. Die der Versteifung des Knotens 3 zugeordneten faltenartigen Ausformungen 4b des ersten Trägers 1b sind hierbei einander gegenüberliegend und in Richtung der größten Profilhöhe H1 des ersten Trägers 1b ausgerichtet angeordnet.
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Die in den 6 und 7 dargestellte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß der erste Träger 1c, in seiner Längserstreckung gesehen, in zwei zueinander fluchten ausgerichtete Längenabschnitts 11a und 11b unterteilt ist, wobei die beiden Längenabschnitte 11a und 11b im Bereich der Mitte des Knotens 3 mittels Schweißung 12 miteinander verbunden sind. An ihren einander zugewandten Endbereichen 13a bzw. 13b sind die beiden Längenabschnitte 11a und 11b jeweils mit einer faltenartigen Ausformung 4c versehen, welche bezüglich der Profilquerschnittsform des ersten Trägers 1c umlaufend gestaltet ist. Bei dieser Ausführungsform weisen beide Längenabschnitte 11a und 11b des ersten Trägers 1 über ihren gesamten Profilumfang hin eine gleichbleibende Wandungsstärke S5 auf. Lediglich im Bereich der faltenartigen Ausformungen 4c umfassen die beiden Längenabschnitte 11a und 11b eine vergrößerte Wandungsstärke S6, welche gemäß der Darstellung in 7 durch Material-Nachschieben im Wege eines Stauchvorgangs erzeugt ist. Der im Knoten 3 mit dem ersten Träger 1 zu verbindende zweite Träger 2 ist mit einer Erweiterung 9 seines Stirnendes 8 versehen und zum ersten Träger 1c mittig zwischen die beiden umlaufenden faltenartigen Ausformungen 4c eingreifend ausgerichtet.
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Die 7 zeigt eine schematische Darstellung zur Erzeugung der vergrößerten Wandungsstärke S6 im Bereich der faltenartigen Ausformungen 4c, in der Weise, daß durch Material-Nachschieben mittels eines Stauchkolbens 15 in dem andererseits bei 14 eingespannten Längenabschnitt 11a und analog selbstverständlich auch in einem nicht nochmals dargestellten Längenabschnitt 11b im Bereich der faltenartigen Ausformungen 4c eine Vergrößerung der Wandungsstärke S6 erreicht wird.
