DE202010008098U1

DE202010008098U1 - Verbindungsanordnung zweier Bauteile

Info

Publication number: DE202010008098U1
Application number: DE201020008098
Authority: DE
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2020-07-17

Abstract

Verbindungsanordnung (1) zweier Bauteile (2, 3), von denen zumindest ein Bauteil (2) zwei an einem Flansch (4) miteinander gefügte Schalen (5, 6) aufweist, wobei ein den Flansch (4) überdeckendes, sich zu beiden Bauteilen (2, 3) erstreckendes und duktiles drittes Bauteil (7) vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, dass es sich bei einer Belastung der Verbindungsanordnung (1) über einen vordefinierten kritischen Wert hinaus plastisch verformt und um den Flansch (4) legt und dadurch die Fügeverbindung der beiden Schalen (5, 6) des ersten Bauteils (2) entlastet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zweier Bauteile gemäß dem Anspruch 1.
Bei modernen Kraftfahrzeugkarosserien werden einzelne Bauteile beispielsweise in Schalenbauweise gefertigt und an Flanschen der einzelnen Schalen miteinander gefügt. Gerade diese Fügestellen sind beispielsweise bei einem Aufprall erheblichen Belastungen ausgesetzt, was zu einer hohen Belastung dieser Fügestellen führt.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Verbindungsanordnung zweier Bauteile eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere ein verbessertes Deformationsverhalten aufweist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einem Verbindungsbereich zweier miteinander zu verbindender Bauteile ein drittes Bauteil vorzusehen, welches sich zu beiden anderen Bauteilen erstreckt, den Verbindungsbereich überdeckt und zugleich duktil ausgebildet ist, so dass es sich bei einer Belastung der Verbindungsanordnung über einen vordefinierten Wert hinaus plastisch verformt und um einen Flansch eines der beiden Bauteile legt. An diesem Flansch ist das Bauteil aus zwei Schalen zusammengefügt, wobei dieser Fügebereich üblicherweise eine höher beanspruchte Stelle darstellt und durch das erfindungsgemäß angeordnete und sich erfindungsgemäß deformierende dritte Bauteil bei einer Deformation geschützt wird.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist zumindest eine der Schalen wenigstens bereichsweise aus einem hoch-/höchstfesten und/oder pressgehärteten Werkstoff ausgebildet. Hierdurch kann eine besonders hohe Festigkeit des ersten Bauteils erreicht werden, wobei der Bereich, der aus dem pressgehärteten bzw. hoch-/höchstfesten Werkstoff ausgebildet ist, sich in den Bereich des Flansches des ersten Bauteils hineinerstrecken kann und dadurch einen hochfesten Flansch zur Anbindung an das zweite Bauteil zur Verfügung stellt. Durch die Überdeckung dieses Flanschbereichs durch das dritte Bauteil, welches sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Bauteil verbunden ist, kann eine im Deformationsfall nachgiebige und insbesondere sich deformierende Verbindung geschaffen werden, die derart ausgelegt ist, dass sich das dritte Bauteil im Deformationsfall um den Flansch herumlegt und dadurch deformiert wird und gleichzeitig den an sich einen Schwachpunkt darstellenden Flanschbereich vor extremen Belastungen schützt. Hierdurch lassen sich insbesondere im Deformationsfall Vorteile erzielen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch
1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung in einem unbelasteten Zustand,
2 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei deformierter Verbindungsanordnung,
3 eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung,
4 eine weitere mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung.
Entsprechend den 1 bis 4 weist eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung 1 zum Verbinden zweier Bauteile 2 und 3 ein erstes Bauteil 2 aus, das aus zwei an einem Flansch 4 miteinander gefügten Schalen 5 und 6 zusammengesetzt ist. Neben dem ersten Bauteil 2 und dem zweiten Bauteil 3 ist erfindungsgemäß zusätzlich ein den Flansch 4 überdeckendes, sich zu beiden Bauteilen 2 und 3 erstreckendes und zugleich duktil ausgebildetes drittes Bauteil 7 vorgesehen. Dieses dritte Bauteil 7 kann beispielsweise zusammen mit dem zweiten Bauteil 3 ein geschlossenes Profil bilden. Um die Fügeverbindung zwischen den beiden Schalen 5 und 6 des ersten Bauteils 2 im Bereich des Flansches 4 bei einer auftretenden Belastung, beispielsweise bei einem auftretenden Deformationsfall wirkungsvoll schützen zu können, ist das dritte Bauteil 7 derart ausgebildet, dass es sich bei einer Belastung der Verbindungsanordnung 1 über einen vordefinierten kritischen Wert hinaus elastisch verformt, wie dies beispielsweise gemäß der 2 gezeigt ist, um den Flansch 4 legt und dadurch die Fügeverbindung der beiden Schalen 5 und 6 des ersten Bauteils 2 entlastet.
In 2 ist dabei der in vorigem Absatz beschriebene Deformationsfall zeichnerisch dargestellt, wobei die auftretende Kraft von rechts auf die Verbindungsanordnung 1 einwirkt und zu einem Verdrehen des zweiten Bauteils 3 zusammen mit dem dritten Bauteil 7 führt, bei welchem sich das dritte Bauteil 7 um den Flansch 4 des ersten Bauteils 2 herumlegt, bzw. herumverformt.
Zumindest eine der beiden Schalen 5, 6 des ersten Bauteils 2 kann wenigstens bereichweise aus einem hochfesten, einem höchstfesten und/oder einem pressgehärtetem Werkstoff ausgebildet sein. Hoch- und höchstfeste Werkstoffe, insbesondere aus Stahl tragen einen erheblichen Beitrag zur Verwirklichung von Leichtbaukonzepten bei, da bei höherer Festigkeit eines Werkstoffes die Dicke der eingesetzten Bauteile reduziert werden kann. Derartige hoch- bzw. höchstfeste Stähle können darüber hinaus korrosionsbeständig sein und unterschiedliche Legierungselemente wie beispielsweise Chrom, Nickel oder Molybdän beinhalten.
Betrachtet man insbesondere die 3 und 4, so kann man erkennen, dass sich das dritte Bauteil 7 entlang des Flansches 4 erstreckt, wobei generell sämtliche Bauteile 2, 3 und 7 Bestandteil einer Fahrzeugkarosserie 8 sein können.
Gemäß der 4 kann das dritte Bauteil 7 als Verlängerung einer A-, B- oder C-Säule 9 der Fahrzeugkaroserie 8 ausgebildet sein. Dabei erstreckt sich das dritte Bauteil 7 üblicherweise in Fahrzeugquerrichtung. Um insbesondere die Steifigkeit der Verbindungsanordnung 1 erhöhen zu können und andererseits ein definiertes Knickverhalten erzwingen zu können, kann zumindest das dritte Bauteil 7 Sicken, Kanten und/oder Falze aufweisen. Derartige Verformungen dienen dabei – wie erwähnt – einerseits der Erhöhung der Steifigkeit und andererseits dem Erzwingen eines vordefinierten und insbesondere kontrollierten Deformationsverhaltens im Deformationsfall.
Die Verbindungsanordnung der beiden Bauteilen 2 und 3 kann auch in Längsrichtung einer Fahrzeugkaroserie angeordnet sein. Dabei erstreckt sich das Bauteil 7 in Fahrzeuglängsrichtung.
Mit der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 1 ist es somit möglich, Verbindungsanordnungen 1, wie beispielsweise an einem Flansch 4, an welchem zwei Schalen 5 und 6 eines Bauteils 2 miteinander gefügt sind, zu entlasten und dadurch ein Deformationsverhalten einer derart ausgebildeten Fahrzeugkarosserie 8 generell zu verbessern.

Claims

Verbindungsanordnung (1) zweier Bauteile (2, 3), von denen zumindest ein Bauteil (2) zwei an einem Flansch (4) miteinander gefügte Schalen (5, 6) aufweist, wobei ein den Flansch (4) überdeckendes, sich zu beiden Bauteilen (2, 3) erstreckendes und duktiles drittes Bauteil (7) vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, dass es sich bei einer Belastung der Verbindungsanordnung (1) über einen vordefinierten kritischen Wert hinaus plastisch verformt und um den Flansch (4) legt und dadurch die Fügeverbindung der beiden Schalen (5, 6) des ersten Bauteils (2) entlastet.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Schalen (5, 6) wenigstens bereichsweise aus einem hochfesten oder pressgehärteten Werkstoff ausgebildet ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das dritte Bauteil (7) entlang des Flansches (4) erstreckt.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (2), das zweite Bauteil (3) und/oder das dritte Bauteil (7) aus Metall, insbesondere aus einem Stahlblech, ausgebildet sind.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (2, 3, 7) Bestandteil einer Fahrzeugkarosserie (8) sind.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Bauteil (7) als Verlängerung einer A-, B- oder C-Säule (9) der Fahrzeugkarosserie (8) ausgebildet ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Bauteil (7) in Fahrzeugquerrichtung erstreckt.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das dritte Bauteil (7) Sicken, Kanten und/oder Falze aufweist, die einerseits die Steifigkeit erhöhen und andererseits Knicklinien darstellen.
Fahrzeugkarosserie mit einer Verbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.