DE202021101624U1

DE202021101624U1 - Profilverbund

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Publication number: DE202021101624U1
Application number: DE202021101624.8U
Authority: DE
Original assignee: Otto Fuchs KG
Current assignee: Otto Fuchs KG
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2021-04-16
Anticipated expiration: 2031-03-27

Abstract

Profilverbund hergestellt aus einem ersten Profil (2, 1; 26, 25; 36, 35, 35.1; 42, 43) aus einem kalt umformbaren Metall und einem zweiten Profil (1, 2; 25, 26; 35, 35.1, 36; 42, 43), welche beiden Profile (1, 2; 35, 35.1, 36; 42, 43) an ihren zueinander weisenden Längsseiten jeweils komplementäre Verklammerungsstrukturen (4, 5; 4.1, 5.1; 27, 28; 38, 38.1) zum formschlüssigen Verbinden der beiden Profile (1, 2; 35, 35.1, 36; 42, 43) in Profilquerrichtung miteinander mittels eines Kaltfügeprozesses tragen, wobei die Verklammerungsstruktur (4, 4.1; 27) des einen Profils einen in Profilquerrichtung (y-Richtung) zumindest einseitig hinterschnittenen Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1, 47) und diejenige des anderen Profils (1, 2; 25, 26; 35, 35.1, 36; 42, 43) einen Verklammerungsschenkel (13, 34, 39, 39.1, 49) aufweisen, und wobei durch das Kaltfügen der Verklammerungsschenkel (13, 34, 39, 39.1, 49), den Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1, 49) einfassend, umgeformt worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1, 47) des einen Profils (2, 1; 26, 25; 36, 35, 35.1; 42, 43) gegenüber der Oberfläche des angrenzenden Profilabschnittes dieses Profils (2, 1; 26, 25; 36, 35, 35.1; 43, 42,) versetzt ist und dieser Profilabschnitt, von dem Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1, 47) beabstandet, endseitig einen Stoß (S₁) bildet und dass der Verklammerungsschenkel (13, 34, 39, 39.1, 49) des anderen Profils (1, 2; 25, 26; 35, 35.1, 36; 42, 43) an einem zu dem Stoß (S₁) des einen Profils (2, 1; 26, 25; 36, 35, 35.1; 42, 43) bereitstellenden Profilabschnitt mit einem Gegenstoß (S₂) angeformt ist und durch den Verklammerungsschenkel (13, 34, 39, 39.1, 49) eine vor dem Kaltfügen offene Verklammerungskopfaufnahme (14) bereitgestellt ist, wobei ein Außenseitenabschnitt des die Verklammerungskopfaufnahme (14) einfassenden Profilabschnittes eine erste Fügekraftangriffsfläche (F₁) und die Außenseite des Verklammerungsschenkels (13, 34, 39, 39.1, 49) an seiner der Verklammerungskopfaufnahme (14) gegenüberliegenden Seite eine zweite, der ersten Fügekraftangriffsfläche (F₁) bezüglich des in die Verklammerungskopfaufnahme (14) befindlichen Verklammerungskopfes (6, 19, 37, 37.1, 47) gegenüberliegende Fügekraftangriffsfläche (F₂) zum Angriff eines Kaltfügewerkzeuges bilden, durch welches Kaltfügen unter Einwirkung einer auf die beiden Fügekraftangriffsflächen (F₁, F₂) wirkenden Fügekraft die Verklammerungskopfaufnahme (14) zum dauerhaften Verbinden der beiden Profile (2, 1; 26, 25; 36, 35, 35.1; 43, 42, 43) nach einer Vormontage der beiden Profile (1, 2; 35, 35.1, 36; 42, 43) ein Verklammerungsschenkel (13, 34, 39, 39.1, 49) um den Verklammerungskopf (6, 9, 37, 37.1, 47) herum umgeformt worden ist.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Profilverbund hergestellt aus einem ersten Profil aus einem kalt umformbaren Metall und einem zweiten Profil, welche beiden Profile an ihren zueinander weisenden Längsseiten jeweils komplementäre Verklammerungsstrukturen zum formschlüssigen Verbinden der beiden Profile in Profilquerrichtung miteinander mittels eines Kaltfügeprozesses tragen, wobei die Verklammerungsstruktur des einen Profils einen in Profilquerrichtung zumindest einseitig hinterschnittenen Verklammerungskopf und diejenige des anderen Profils einen Verklammerungsschenkel aufweisen, und wobei durch das Kaltfügen der Verklammerungsschenkel, den Verklammerungskopf einfassend, umgeformt worden ist.
Ein aus einem ersten Metallprofil und einem längsseitig mit diesem durch Kaltfügen verbundenen zweiten Metallprofil hergestellter Profilverbund ist aus DE 20 2005 008 016 U1 bekannt. Bei diesem vorbekannten Profilverbund sind zwei Profile längsseitig in Richtung der Längserstreckung des Profils (x-Richtung) formschlüssig in der Ebene des Profilverbundes miteinander verbunden. Zu diesem Zweck ist an einen Gurt eines solchen Profils längsseitig jeweils eine Hakenleiste angeformt. Die durch die Hakenvorsprünge bewirkte Hakenausbildung der beiden miteinander in Eingriff zu stellenden Hakenleisten ist jeweils in die entgegengesetzte Richtung weisend, so dass die beiden Hakenleisten klauenartig mit ihren Hakenvorsprüngen miteinander in Eingriff gestellt werden können und in dem erstellten Profilverbund in dieser Art und Weise miteinander in Eingriff gestellt sind. Auf diese Weise sind die beiden Profile in der Profilebene quer zu ihrer Längserstreckung und damit in y-Richtung formschlüssig miteinander verbunden. Der Hakenvorsprung der Hakenleiste des ersten Profils ist durch einen Verankerungskanal bereitgestellt, in den durch einen Kaltfügeprozess der Hakenvorsprung der Hakenleiste des zweiten Profils in den durch den Verankerungskanal bereitgestellten Hinterschnitt eingreifend eingebogen wird. Bei diesem vorbekannten Profilverbund ist an die Hakenleiste zweiten Profils eine Stellleiste angeformt. Die Stellleiste ist rückseitig an die Hakenleiste bezüglich des Hakenvorsprunges angeformt.
Vor Erstellen des Profilverbundes befindet sich diese in einer Stellung, damit durch eine Kraftbeaufschlagung quer zur Höhe (z-Richtung) der Profile diese zusammen mit dem Hakenvorsprung in den Hinterschnitt des Verankerungskanals des ersten Profils eingepresst werden kann. Die Verklammerungsstrukturen sind bezüglich des zu erstellenden Profilverbundes profilinnenseitig angeordnet. Im Falle eines Hohlkammerprofils wird zum Umformen ein Ziehdorn verwendet, der durch die Kammer des Hohlkammerprofils, in der die Verklammerungsstrukturen, das heißt: die umzuformende Stellleiste angeordnet ist, gezogen wird. Der Ziehdorn stützt sich an der gegenüberliegenden Wand oder an einer an dieser Stelle befindlichen weiteren Stellleiste dieser Hohlkammer ab.
Bei diesem vorbekannten Profilverbund greift der Hakenvorsprung der Hakenleiste, an den die Stellleiste angeformt ist, in den Hinterschnitt des Verankerungskanals des ersten Profils ein. Der Hakenvorsprung ist innerhalb des Verankerungskanals an diesem nicht abgestützt. Das Widerlager zu der Abstützung der Stellleiste an der Seitenwand des Verankerungskanals befindet sich an der Außenseite des Hakenvorsprungs des ersten Profils. Zwischen der Außenfläche der Stellleiste und dem Boden des Verankerungskanals verbleibt ein Spalt. Dieser kann, wenn eine Wasserdichtigkeit oder eine dämpfende Wirkung in dem Profilverbund erzielt werden soll, zum Einbringen einer Füllmasse genutzt werden.
Ein weiterer Profilverbund ist aus DE 38 06 091 A1 bekannt. Bei diesem Profilverbund verfügt das erste Profil als Verklammerungsstruktur über einen Verklammerungskopf, angeformt an einen Steg, der von der Profilaußenseite in Richtung zum Profilinneren hin versetzt ist. Das zweite Profil trägt als komplementäre Verklammerungsstruktur eine Verklammerungskopfaufnahme, in die zur Verklammerung der beiden Profile miteinander ein Abschnitt des Verklammerungskopfes eingreift. In Verlängerung des profilinnenseitigen Schenkels der Verklammerungskopfaufnahme ist ein Umklammerungsschenkel angeformt, der vor dem Kaltfügen aus der Profilebene nach innen abragt. Die Verklammerungskopfaufnahme ist dann in Querrichtung der Profillängserstreckung offen, so dass der Verklammerungskopf des anderen Profils darin eingeschoben werden kann. Verriegelt wird der mit einem Abschnitt in die Verklammerungskopfaufnahme eingreifende Verklammerungskopf durch Umlegen des Umklammerungsschenkels, dessen freies Ende in eine durch den Verklammerungskopf und den Steg gebildete Tasche eingreift, infolge einer in Richtung der Höhe des Profilverbundes (z-Richtung) wirkenden Fügekraft. Durch Umformen des Umklammerungsschenkels wird eine unlösbare Verbindung der beiden Profile und damit der gewünschte Profilverbund hergestellt.
Auf die vorbeschriebene Art und Weise können ein- oder auch mehrkammerige Hohlprofile erstellt werden. Genutzt werden diese mitunter auch zur Ausbildung von Batteriegehäusen zur Aufnahme von Traktionsbatterien, wie diese zum Antreiben von elektromotorischen Kraftfahrzeugen verwendet werden. Bei einer solchen Anwendung ist es erforderlich, dass der Profilverbund und damit auch die Kaltfügenaht gasdicht ist. Bevorzugt wird eine Ausgestaltung, bei der zum Erreichen der Gasdichtigkeit zwischen den Kaltfügepartnern eine metallische Dichtung ausgebildet wird und man aus diesem Grunde nicht darauf angewiesen ist, zusätzliche Dichtmassen in den Kaltfügeverbund einzubringen.
Bei derartigen Profilverbünden wird die Fügekraft in vielen Fällen in Hochrichtung (z-Richtung) der zu verbindenden Profile aufgebracht. Um dieses vorzunehmen, werden die voneinander wegweisenden Außenseiten eines solchen Profils in einer entsprechenden Anlage an Druckrollen vorbeigezogen, mit denen aufgrund ihrer in Hochrichtung auf den vormontierten Profilverbund wirkenden Presskräfte die Umformarbeit vorgenommen wird. Die Fügekraft wirkt bei der Erstellung von derartigen Profilverbünden zangenartig und wirkt gegen die einander gegenüberliegenden Außenseiten der miteinander zu verbindenden Profile. In einer anderen Ausgestaltung werden Ziehdorne als Umformkörper genutzt, die gegen ein außenseitig bezüglich der zu verbindenden Profile befindliches Widerlager wirken. Die Erstellung eines Profilverbundes gemäß DE 20 2005 008 016 U1 erfordert in jedem Fall eine profilinnenseitige Abstützung an in Profilhochrichtung (z-Richtung) verlaufenden Stegen oder benachbarten Stellleisten. Die aufzubringende Fügekraft wirkt damit als Spreizkraft. Um die notwendige Umformkraft ohne eine zusätzliche innenseitige Abstützung vornehmen zu müssen, befinden sich die Verklammerungsstrukturen im Bereich eines sich in Profilhochrichtung (z-Richtung) erstreckenden Steges. Dieser ist hinsichtlich seiner Wandstärke und seiner Geometrie ausgelegt, den beim Kaltfügen aufgebrachten Kräften standzuhalten.
Damit zwischen den komplementären Verklammerungsstrukturen über die Erstreckung der Verklammerungsstruktur in Profilquerrichtung zumindest bereichsweise eine metallische Dichtung ausgebildet werden kann, sind hohe Fügekräfte erforderlich. Entsprechend stabil muss ein die Verklammerungsstrukturen in z-Richtung verbindender Steg zum Standhalten der Fügekräfte ausgelegt sein. Soll der Profilverbund erstellt werden, wenn in die miteinander vormontierten Profile bereits ein darin aufzunehmender Gegenstand, beispielsweise ein oder mehrere Traktionsbatteriemodule, eingesetzt ist, ist eine Innenabstützung mittels eines Ziehdorns nicht möglich. Überdies sind in einem solchen Fall die anlegbaren Fügekräfte beschränkt, da sichergestellt sein muss, dass jede Gefahr einer Beschädigung des in einer solchen Hohlkammer befindlichen Gegenstandes, wie etwa einer Traktionsbatterie, vermieden ist.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen Profilverbund vorzuschlagen, dessen Profile durch Kaltfügen mit hohen Kräften zur Ausbildung einer Kaltfügenaht umgeformt werden können, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung von unter Umständen in einem solchen, als Hohlkammerprofil ausgelegten Profilverbund befindliche Gegenstände zerstört oder eine den Fügekräften standhaltende Auslegung der Profile erforderlich ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der Verklammerungskopf des einen Profils gegenüber der Oberfläche des angrenzenden Profilabschnittes dieses Profils versetzt ist und dieser Profilabschnitt, von dem Verklammerungskopf beabstandet, endseitig einen Stoß bildet und dass der Verklammerungsschenkel des anderen Profils an einem zu dem Stoß des einen Profils bereitstellenden Profilabschnitt mit einem Gegenstoß angeformt ist und durch den Verklammerungsschenkel eine vor dem Kaltfügen offene Verklammerungskopfaufnahme bereitgestellt ist, wobei ein Außenseitenabschnitt des die Verklammerungskopfaufnahme einfassenden Profilabschnittes eine erste Fügekraftangriffsfläche und die Außenseite des Verklammerungsschenkels an seiner der Verklammerungskopfaufnahme gegenüberliegenden Seite eine zweite, der ersten Fügekraftangriffsfläche bezüglich des in die Verklammerungskopfaufnahme befindlichen Verklammerungskopfes gegenüberliegende Fügekraftangriffsfläche zum Angriff eines Kaltfügewerkzeuges bilden, durch welches Kaltfügen unter Einwirkung einer auf die beiden Fügekraftangriffsflächen wirkenden Fügekraft die Verklammerungskopfaufnahme zum dauerhaften Verbinden der beiden Profile nach einer Vormontage der beiden Profile ein Verklammerungsschenkel um den Verklammerungskopf herum umgeformt worden ist.
Bei diesem Profilverbund ist der Verklammerungskopf gegenüber der angrenzenden Oberfläche, typischerweise der Außenseite, des diesen als Verklammerungsstruktur tragenden Profils versetzt. Damit ragt der Verklammerungskopf von der benachbarten Profilseite ab, sodass in dem Profilverbund die Verklammerungsstruktur des anderen Profils diesen umfassen kann. Sein zumindest einer Hinterschnitt weist typischerweise in Profilquerrichtung (y-Richtung) oder ist hierzu etwas abgestellt. Die Profilquerrichtung (y-Richtung) ist diejenige Richtung, die sich quer zum Verlauf der Profilierung - der Profillängserstreckung (x-Richtung) - erstreckt. Auch die Profilhöhe erstreckt sich in Profilquerrichtung und wird im Rahmen dieser Ausführungen als z-Richtung angesprochen, um diese Profilquerrichtung von der anderen Profilquerrichtung - der y-Richtung - zu unterscheiden. Aufgrund des Versatzes des Verklammerungskopfes von den benachbarten Profilabschnitten dieses Profils ist durch dieses an seiner zu der Verklammerungsstruktur des benachbarten Profils weisenden Seite ein Stoß ausgebildet. An diesem liegt ein Gegenstoß des anderen, mit diesem zu verbindenden Profils an. Das mit dem den Verklammerungskopf als Verklammerungsstruktur tragenden Profil zu verbindende Profil trägt längsseitig einen Verklammerungsschenkel, durch den vor dem Kaltfügen eine Verklammerungskopfaufnahme bereitgestellt ist. Der Verklammerungsschenkel ist an denjenigen Profilabschnitt dieses Profils angeformt, der den Gegenstoß ausbildet. Der Verklammerungsschenkel weist typischerweise einen endseitig in Richtung zu dem Verklammerungskopf des anderen Profils abgewickelten Abschnitt auf, so dass der Verklammerungsschenkel in einer Seitenansicht eine U-förmige Form aufweist. Bei der Erstellung des Profilverbundes sind die Stöße der beiden Profile gegeneinander abgestützt. Dadurch ist eine Relativbewegung der beiden Profile in Fügerichtung (y- oder z-Richtung) begrenzt. Dieses gilt selbstverständlich auch für den Profilverbund. Die Ebene der Raumlage der beiden Stöße kann mit der Fügerichtung, das heißt: mit derjenigen Richtung, mit der die Fügekraft auf die miteinander in Eingriff gestellten Verklammerungsstrukturen wirkt, einen Winkel von mehr als 60° ein, vorzugsweise von mehr als 70° aufweisen.
Somit kann der Verklammerungskopf des einen Profils in die Verklammerungskopfaufnahme des anderen Profils eingesetzt und die beiden zu verbindenden Profile miteinander vormontiert werden. Die Verklammerungskopfaufnahme bildet in einem Abschnitt vorzugsweise eine Widerlagerfläche. Gegen diese Widerlagerfläche wird ein Abschnitt der komplementären Verklammerungsstruktur bei dem Vorgang des Kaltfügens gepresst, sodass in dem Profilverbund zumindest der an der Widerlagerfläche anliegende Bereich bzw. Abschnitt des komplementären Verklammerungskopfes unter Vorspannung an dieser anliegt. Bei dem Vorgang des Kaltfügens wird der Verklammerungsschenkel umgeformt und dadurch die Verklammerungskopfaufnahme geschlossen, sodass der Endabschnitt des umgeformten Verklammerungsschenkels gegen den Verklammerungskopf wirkt, und zwar in einem der Widerlagerfläche gegenüberliegenden Flächenbereich. Durch diesen Kaltfügeprozess ist eine Kaltfügenaht gebildet, die der Längserstreckung (x-Richtung) des Profilverbundes folgt.
Die Fügekräfte wirken auf die beiden einander bezüglich des Verklammerungskopfes gegenüberliegenden Fügekraftangriffsflächen. Ist in der Verklammerungskopfaufnahme eine Widerlagerfläche vorgesehen, empfiehlt es sich, dass auf den Verklammerungskopf über den Verklammerungsschenkel ein Kraftmoment auch in Querrichtung zu der eigentlichen Fügekraftrichtung wirkt, und zwar in Richtung zu einem Anbindungsabschnitt, mit dem der Verklammerungskopf an den Schenkel seines Profils angeformt ist. Typischerweise ist der Verklammerungskopf mit seiner nach außen weisenden Seite gewölbt ausgeführt. Dann wirkt die Fügekraft auf einen gekrümmten Abschnitt, benachbart zu der eigentlichen Fläche des Verklammerungskopfes, auf den die durch die Fügekraftangriffsfläche über den Verklammerungsschenkel einwirkende Fügekraft wirkt. Erreichen lässt sich dies beispielsweise durch Verwendung einer Rollenzange, deren Rollen, die an der der Verklammerungskopfaufnahme gegenüberliegenden nach außen weisenden Seite des Verklammerungsschenkels anliegt, konkav gekrümmt ist.
Zur Verstärkung des vorbeschriebenen Effektes kann an dem Verklammerungsschenkel innenseitig, und zwar in die Verklammerungskopfaufnahme hineinragend, eine Rippe oder ein Wulst angeformt sein. Bei dem Vorgang des Kaltfügens wird diese bzw. dieser gegen die Außenseite des Verklammerungskopfes gepresst und bewirkt die vorbeschriebene Krafteinleitung.
Die Raumlage der Stöße der beiden Profile schließt mit der Widerlagerfläche der Verklammerungsstruktur des einen Profils bzw. mit der Hinterschneidung des Verklammerungskopfes des anderen Profils vorzugsweise einen Winkel von weniger als 90° ein, beispielsweise 75° - 80°. Bewirkt ist hierdurch, dass die durch den Kaltfügeprozess auf die miteinander in Eingriff gestellten Verklammerungsstrukturen aufgebrachten Kräfte aufgrund der Neigung der aneinander anliegenden Stöße gegenüber der aufgebrachten Kraftrichtung den Pressdruck der Hinterschneidung des Verklammerungskopfes auf der Widerlagerfläche verstärken. Aufgrund der beschriebenen Raumlage der Stöße in Bezug auf die Raumlage der Widerlagerfläche wird in die den Verklammerungskopf tragende Verklammerungsstruktur ein Kraftmoment eingeleitet, durch das diese Verklammerungsstruktur bestrebt ist, mit seiner Hinterschneidung auf die Widerlagerfläche gepresst zu werden. Die aneinander anliegenden Stöße wirken insofern als Stellschräge. Dieses gewährleistet eine besondere Dichtigkeit des erstellten Profilverbundes.
Derartige Kaltfügenähte können, wenn es sich bei dem Profilverbund etwa um ein Hohlkammerprofil zur Aufnahme von Gegenständen handelt, beispielsweise als Schienen genutzt werden, wenn ein solches mit bestimmten Gegenständen, beispielsweise Traktionsbatterien, bestücktes Gehäuse fahrzeugseitig zu montieren ist. Derartige Kaltfügenähte können auch eine Stapelung derartiger Profilverbünde oder Profilverbundabschnitte begünstigen.
Von besonderem Vorteil ist bei diesem Profilverbund, dass zum Aufbringen der Fügekraft ein Fügewerkzeug nur an einer Profilaußenseite angelegt werden muss. Es können daher hohe Fügekräfte aufgebracht werden, ohne dass das Profil bzw. der vormontierte Profilverbund diesen aufgrund eines an der gegenüberliegenden Seite befindlichen Widerlagers standhalten muss. Wird ein Hohlkammerprofil durch Verbinden einzelner Profile auf diese Weise hergestellt, befinden sich die Kaltfügenähte außenseitig, sodass der Innenraum in Bezug auf den Kaltfügeprozess völlig unbeeinflusst bleibt. Daher können in der Hohlkammer eines solchen Profilverbundes auch druckempfindliche Gegenstände aufgenommen sein, bevor die vormontierten Einzelprofile durch den Kaltfügeprozess dauerhaft miteinander verbunden werden, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung in Kauf genommen werden müsste.
Die Möglichkeit, hohe Fügekräfte auf die zu verbindenden Verklammerungsstrukturen aufbringen zu können, ermöglicht, wenn gewünscht, dass zwischen den Fügepartnern eine metallische Dichtung ausgebildet werden kann. Dieses erfolgt im Zusammenspiel mit der besonderen Auslegung der Verklammerungsstrukturen.
Vorteilhaft ist bei der Erstellung eines solchen Profilverbundes auch, dass dieser aufgrund der erforderlichen Zugänglichkeit lediglich von außen an ein und derselben Seite der kaltzufügenden, miteinander in Eingriff gestellten Verklammerungsstrukturen sich anlagentechnisch auf einfache Weise realisieren lässt, und zwar wiederum begründet damit, dass die Fügekräfte nicht in z-Richtung auf die Verklammerungsstrukturen wirken und eine innenseitige Abstützung bzw. innenseitig geführte Umformwerkzeuge nicht benötigt werden.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Verklammerungskopf auch an seiner von der Verklammerungskopfaufnahme vor dem Kaltfügen wegweisenden Seite eine Hinterschneidung aufweist. Im Profilverbund greift das Ende des durch das Kaltfügen umgeformten Verklammerungsschenkels in diesen Hinterschnitt ein.
Das den Verklammerungskopf tragende Profil kann Verriegelungsmittel aufweisen, mit denen der umgeformte Endabschnitt des Verklammerungsschenkels in seiner umgeformten Stellung fixiert ist. Ein solches Mittel kann beispielsweise eine Verklammerungstasche sein, in die der Endabschnitt des Verklammerungsschenkels hinein umgeformt wird. Bereitgestellt sein kann eine solche Verklammerungstasche beispielsweise durch einen benachbart zu dem Verklammerungskopf an das Profil angeformten Verriegelungswulst, der im Zuge des Kaltfügevorgangs gegen die Außenseite des Verklammerungsschenkels mit Abstand zu seinem endseitigen Scheitel wirkt.
Von Besonderheit ist bei diesem Profilverbund und der typischerweise in Profilquerrichtung (y-Richtung) aufgebrachten Fügekraft, dass der Verklammerungsschenkel nur an zwei einander in Fügerichtung gegenüberliegenden Abschnitten gegen den Verklammerungskopf wirkt. Eine dieser Bereiche ist die Widerlagerfläche sowie der Stoß. Der andere Bereich ist der der Widerlagerfläche bezüglich der Profillängserstreckung des Verklammerungskopfes gegenüberliegende Bereich. Die dazwischen liegenden Verklammerungskopfbereiche brauchen nicht notwendigerweise außenseitig durch den Verklammerungsschenkel infolge des Kaltfügeprozesses kontaktiert zu sein. Durch diese Maßnahme wird die Fügekraft auf die Kontaktflächen zwischen dem Verklammerungsschenkel und dem Verklammerungskopf konzentriert, sodass durch die damit bewirkte hohe Flächenpressung sich die gewünschte metallische Dichtung an zumindest einer dieser Kontaktflächen ausbilden kann. Diese Kraftkonzentration hat auch zum Vorteil, dass für die Erstellung des Profilverbundes das Kaltfügen auch mit geringeren Kräften durchgeführt werden kann und dennoch das gewünschte Kaltfügeergebnis erzielt werden kann. Ferner besteht durch diese Maßnahme die Möglichkeit, den Scheitelbereich des Verklammerungskopfes, da dieser Bereich für die Dichtigkeit und die Dauerhaftigkeit des Profilverbundes grundsätzlich nicht benötigt wird, anderweitig zu nutzen. Beispielsweise kann der Verklammerungskopf im Bereich seines Scheitels eine Nut, beispielsweise halbkreisförmige Nut aufweisen.
Diese kann als Schraubkanal verwendet werden, etwa zum Anschließen eines Deckels zum stirnseitigen Verschließen des Profilverbundes.
Ein solcher Profilverbund kann aus Profilen, die lediglich einen Gurt aufweisen bzw. einschalig konzipiert sind, erstellt werden. Ebenfalls besteht die Möglichkeit, dass ein solcher Profilverbund ein Hohlkammerprofil ist. Um ein solches zu erstellen, können beispielsweise zwei Winkelprofile verwendet werden. Mit zwei Winkelprofilen lässt sich ein einkammeriges Hohlprofil ausbilden. Auch besteht die Möglichkeit, unter Verwendung beispielsweise von T-Profilen mit diesen durch entsprechende Aneinanderreihung auch mehrkammerige Hohlprofile auszubilden. Die vorbeschriebenen Möglichkeiten sind nur beispielhaft angegeben. Eine Vielzahl weiterer Möglichkeiten, unterschiedliche Profilgeometrien miteinander zum Ausbilden eines Verbundprofiles zu verbinden, sind möglich.
Vor dem Hintergrund, dass zum Fügen nur eine Außenseite der miteinander zu verbindenden Profile zugänglich sein muss, können derartige Profile auch vor Ort, beispielsweise als Teil einer Fassade, durch Kaltfügen miteinander verbunden werden.
Für das Kaltfügen kann beispielsweise eine hydraulische Rollenzange verwendet werden. Eine solche Rollenzange weist einen sukzessive geringer werdenden Zangenspalt auf, durch den die miteinander zu verbindenden, vormontierten Profile mit ihren Verklammerungsstrukturen hindurchgezogen werden, wobei sukzessive die Umformarbeit geleistet wird. Sind für den Profilverbund mehrere Kaltfügenähte zu erstellen, kann dieses gleichzeitig erfolgen.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

1: Zwei miteinander durch Kaltfügen zu verbindende Profile zur Ausbildung eines Hohlkammerprofils mit einem vor dem Fügen der beiden Profile darin eingesetzten Batteriemodul vor einer Vormontage der beiden Profile miteinander,
2: die Anordnung der 1 mit den miteinander vormontierten Profilen am Eingang einer Umformanlage zum Kaltfügen der miteinander in Eingriff gestellten Verklammerungsstrukturen der Profile,
3: die Anordnung der 2 am Ausgang der Kaltfügeanlage,
4: der durch die beiden Profile bereitgestellte Profilverbund als Hohlprofil mit dem darin aufgenommenen Batteriemodul,
5a, 5b: eine Darstellung entsprechend derjenigen der Detailvergrößerung der 1 mit einem Verklammerungsschenkel mit einer Weiterbildung (5a) und eine Darstellung entsprechend 3 mit den Profilen der 5a (5b),
6: die längsseitigen Endabschnitte zweier weiterer Profile mit ihren in Eingriff gestellten Verklammerungselementen vor dem Kaltfügen,
7: die beiden Profile der 6 nach dem Kaltfügen der Verklammerungselemente zum Herstellen des Profilverbundes,
8a-8d: zwei weitere Profile, dargestellt in jeweils einem endseitigen Profilabschnitt, die mittels eines Verbinderprofiles zu einem Profilverbund verbunden werden (8a), die Anordnung am Eingang einer Kaltfügeanlage (8b), der Profilverbund am Ausgang der Umformanlage (8c) und der erstellte Profilverbund (8d),
9: eine Stirnseitenansicht eines zweikammerigen Hohlprofils, hergestellt aus zwei einzelnen, mit ihren Verklammerungsstrukturen miteinander in Eingriff gestellten und kaltgefügten Profilen und
10: eine Stirnansicht eines weiteren zweikammerigen Hohlprofils, hergestellt aus zwei einzelnen, mit ihren Verklammerungsstrukturen miteinander in Eingriff gestellten und kaltgefügten Profilen.

1 zeigt zwei Profile 1, 2 in einer Stirnseitenansicht. Beide Profile 1, 2 sind gleichartig aufgebaut. Beide Profile 1,2 sind Winkelprofile und vorgesehen, miteinander zur Ausbildung eines Hohlkammerprofils dauerhaft und gasdicht miteinander verbunden zu werden. Das aus den Profilen 1, 2 gebildete Hohlkammerprofil dient zur Aufnahme eines Traktionsbatteriemodules 3. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Profile 1, 2 stranggepresste Aluminiumprofile aus einer für die Zwecke eines Batteriegehäuses geeigneten Aluminiumlegierung.
Beide Profile 1, 2 tragen an ihren längsseitigen Enden jeweils eine Verklammerungsstruktur 4, 4.1 bzw. 5, 5.1. Die längsseitig benachbarten Verklammerungsstrukturen 4, 5; 4.1, 5.1, die miteinander in Eingriff gestellt werden sollen, sind komplementär zueinander ausgeführt. In der Ausschnittsvergrößerung der 1 sind die Verklammerungsstrukturen 4, 5 gezeigt. Bei der Verklammerungsstruktur 4 handelt es sich um einen Verklammerungskopf 6, der in Profilquerrichtung (y-Richtung) bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beidseitig hinterschnitten ist. Der Verklammerungskopf ist an den Schenkel 7 des Profils 1 angeformt, wobei der Verklammerungskopf 6 gegenüber der Außenseite 8 des Schenkels 7 nach außen hin versetzt ist. Dieser Versatz wird durch einen gegenüber dem Schenkel 7 abgewinkelten Anbindungsabschnitt 9 überbrückt. Der Verklammerungskopf 6 ist bezüglich seiner die Hinterschneidungen 10, 11 verbindenden gedachten Linie gegenüber der Ebene der Außenseite 8 geneigt. Der Verklammerungskopf 6.1 der Verklammerungsstruktur 4.1 ist zum Darstellen eines weiteren Ausführungsbeispiels hinsichtlich dieser Ebene parallel zur Außenseite 8.1 des Schenkels 7.1 des Profils 2 ausgerichtet.
Durch die Hinterschneidung 10 ist die zu der Verklammerungsstruktur 5 weisende Seite der Verklammerungsstruktur 4 klauenförmig strukturiert, wobei die hinterschnittene Fläche die Klauenfläche darstellt.
Die unterhalb der Hinterschneidung 10 befindliche Stirnseite des Schenkels 7 des Profils 1 bildet einen zu dem Profil 2 weisenden Stoß S₁ . Die Raumlage des Stoßes S₁ schließt mit der Raumlage der Hinterschneidung 10 einen Winkel von etwa 80° ein.
Die Verklammerungsstruktur 5 des Profils 2 umfasst einen an seinem Schenkel 12 angeformten Verklammerungsschenkel 13. Dieser ist gegenüber der Ebene des Schenkels 12 verstellt. Der Verklammerungsschenkel 13 ist vorgesehen, um den Verklammerungskopf 6 der Verklammerungsstruktur 4 herum umgeformt zu werden. Durch den Verklammerungsschenkel 13 ist eine Verklammerungskopfaufnahme 14 zusammen mit einer eine Widerlagerfläche 15 bildenden Klauenstruktur 16 eingefasst. Der Verklammerungsschenkel ist insgesamt im Querschnitt U-förmig geformt. Die zum Verklammerungsschenkel 13 weisende Widerlagerfläche 15 - die Klauenfläche der Klauenstruktur 16 - dient als Widerlager, gegen das die Klauenfläche der Hinterschneidung 10 des Verklammerungskopfes 6 wirkt, wenn der Verklammerungsschenkel 13 durch Kaltfügen um den Verklammerungskopf 6 herumgelegt und damit die Verklammerungskopfaufnahme 14 geschlossen ist.
Teil der Klauenstruktur 16 ist an der zu dem Profil 1 weisenden Seite ein Gegenstoß S₂ . Die Ebene des Stoßes S₂ schließt mit der Widerlagerfläche 15 ebenfalls einen Winkel von etwa 80° ein.
Im Bereich des Übergangs des Verklammerungsschenkels 13 in den Schenkel 12 des Profils 2 ist außenseitig eine Umformkerbe 17 eingebracht. Die Sohle der Umformkerbe 17 befindet sich in Richtung zu dem Schenkel 12 hin in Bezug auf die Widerlagerfläche 15 hin versetzt.
Nachdem die beiden Profile 1, 2 vormontiert sind, indem die Verklammerungsstrukturen 4, 4.1 mit ihren Verklammerungsköpfen 6, 6.1 in die komplementären Verklammerungsstrukturen 5, 5.1 eingesetzt sind (siehe 2), wird dieser vorfixierte Profilverbund durch Kaltfügen dauerhaft gefügt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Kaltfügenähte herzustellen. Eine hierfür ausgelegte Anlage verfügt über zwei Rollenzangen 18, 19, durch deren Zangenspalt (Umformspalt) die miteinander in Eingriff gestellten Verklammerungsstrukturen 4, 5; 4.1, 5.1 hindurchgezogen werden oder alternativ die Rollenzangen gegenüber dem zu erstellenden Profilverbund bewegt werden. Die Rollen 20, 21 der Rollenzangen 18, 19 sind bezüglich ihrer Mantelfläche an die jeweils zu erstellende Außenkontur der jeweiligen Kaltfügenaht angepasst. Eine erste Rolle 20 der Rollenzange 18 weist eine weitgehend zylindrische Mantelfläche auf. In Richtung zu dem Profil 2 verfügt diese Rolle 20 über einen Führungswulst 20. Eine zweite Rolle 21 ist mit einer konkaven Mantelfläche ausgestattet. Die Rolle 20 dient als Widerlagerrolle, gegen die die Umformarbeit der anderen Rolle 21 im Zusammenhang mit dem Umformen des Verklammerungsschenkels 13 erfolgt. Die konkave Ausgestaltung der Rolle 21 und der Führungswulst 20 der Rolle 20 dienen zum Spuren der Rollenzange 18 beim Kaltfügen.
Während 2 den vorfixierten Profilverbund am Eingang der Kaltfügeanlage zeigt, ist in 3 der durch das Kaltfügen hergestellte Profilverbund 22 am Ausgang der Kaltfügeanlage gezeigt. Anhand der in der Ausschnittsvergrößerung gezeigten Kaltfügenaht 23 der Verklammerungsstrukturen 4, 5 und den außenseitig anliegenden Rollen 20, 21 wird die durch die Rollen 20, 21 bewirkte Umformarbeit deutlich. Die als Widerlager dienende Rolle 20 greift mit ihrem Führungswulst 20 in die Umformkerbe 17 ein und wirkt mit ihrer zylindrischen Mantelfläche gegen die Außenseite der Verklammerungskopfaufnahme 14. Mithin handelt es sich bei diesem Abschnitt der Außenseite des Verklammerungskopfes um eine erste Fügekraftangriffsfläche F₁ . Durch die Rolle 21 wird der Verklammerungsschenkel 13 um den Verklammerungskopf 6 an seiner der Fügekraftangriffsfläche F₁ gegenüberliegenden Seite herumgelegt und mit seinem Endabschnitt in die Hinterschneidung 11 eingepresst. Dabei wirkt die Rolle 21 gegen die Außenseite des abgewinkelten Endabschnittes des Verklammerungsschenkels 13, welche Außenseite die zweite Fügekraftangriffsfläche F₂ für den Kaltfügevorgang bildet. Durch Hintergreifen des Verklammerungskopfes 6 mit dem Endabschnitt des Verklammerungsschenkels 13 in der Hinterschneidung 11, bedingt durch die Kontur der Rolle 21, wird ein Kraftmoment in den Verklammerungskopf 6 eingebracht, durch das dieser bestrebt ist, mit seiner durch die Hinterschneidung 10 gebildeten Klauenfläche gegen die Widerlagerfläche 15 der Verklammerungsstruktur 4 zu wirken. Die Ausformung der Rolle 21 bezüglich ihres konkaven Formabschnittes ist ausgelegt, dass eine Umformkraft ebenfalls in dem, bereits dem Scheitel des Verklammerungskopfes 6 zuzurechnenden Abschnitt benachbart zu der Fügekraftangriffsfläche F₂ wirkt. Durch dieses wird ein Kraftmoment in den Verklammerungskopf 6 eingeleitet, durch den die auf die Widerlagerfläche 15 wirkende Kraft erhöht wird und somit die klauenartige Eingriffstellung unter entsprechendem Krafteinfluss gegeneinander abgestützt sind. Mithin stehen diese beiden Flächen in dem Profilverbund 22 unter Vorspannung. Diese ist so gewählt, dass zumindest in diesem Kontaktbereich der kaltgefügten Verklammerungsstrukturen 4, 5 eine metallische Dichtung ausgebildet ist. Unterstützt wird die unter Vorspannung stehende Anlage der Hinterschneidung 10 an der Widerlagerfläche 15 durch die bereits vorbeschriebene Raumlage der aneinandergrenzenden Stöße S₁ , S₂ . Infolge der winkligen Anordnung zu der Widerlagerfläche 15 zu der Ebene des Stöße S₁ , S₂ ist gewährleistet, dass durch die Fügekraft ein auf die Verklammerungsstruktur 4 wirkendes Moment wirkt, durch das die vorbeschriebene Anlage an der Widerlagerfläche 5 verstärkt wird.
Die Darstellung in 3 zeigt den fertiggestellten Profilverbund 22 mit den miteinander kaltgefügten Verklammerungselementen 4, 5; 4.1, 5.1 schematisiert. Durch das Kaltfügen kann durchaus auch der Verklammerungskopf 6 umgeformt werden. Deutlich wird aus 3 auch, dass die Kaltfügekräfte völlig unabhängig von der Auslegung der miteinander zu verbindenden Profile gewählt werden kann, da die Kaltfügekrafteinwirkung nur auf die miteinander in Eingriff gestellten Verklammerungsstrukturen 4; 5; 4.1; 5.1, ansonsten jedoch nicht auf eines oder beide der Profile 1, 2 wirkt.
Es versteht sich, dass dieser Kaltfügevorgang genutzt werden kann, um der Kaltfügenaht 23 eine definierte Außenkontur zu verleihen, vor allem dann, wenn der Kaltfügenaht ein zusätzlicher Zweck zuteil werden soll.
Von Besonderheit ist, dass das Kaltfügen vorgenommen werden kann, selbst dann, wenn in dem Profilverbund 22 zuvor ein Gegenstand, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Traktionsbatterie 3, eingesetzt worden ist. Da auf die Schenkel 7, 12 der Profile 1, 2 keinerlei Kräfte wirken, besteht auch nicht die Gefahr, dass ein innerhalb des Profilverbundes 22 befindlicher, unter Umständen druckempfindlicher Gegenstand bei der Durchführung des Kaltfügeprozesses beschädigt wird. Somit erlaubt das beschriebene Konzept eine Einhausung von beispielsweise Traktionsbatteriemodulen, wobei die Batteriemodule an gegenüberliegenden Innenwänden der Profile 1, 2 abgestützt sein können.
Die Verklammerungsstrukturen können so ausgelegt sein, dass durch den Kaltfügeprozess und dem damit bewirkten Umformen des Verklammerungsschenkels der einen Verklammerungsstruktur um den Verklammerungskopf der anderen Verklammerungsstruktur beide Profile in Fügerichtung in einem gewissen Maße aneinander herangezogen werden. Auf diese Weise kann, sollte dieses gewünscht sein, auf einen innerhalb des Profilverbundes befindlichen und vor dem Kaltfügen darin eingesetzten Gegenstand auch auf diese Weise eine gewisse Vorspannung aufgebracht werden. In einem solchen Fall ist die diesbezügliche Bewegung der beiden Profile 1, 2 zueinander durch das Aneinandergrenzen der Stöße S₁ , S₂ . begrenzt.
Die vorstehenden Ausführungen zu der Kaltfügenaht 23 gelten gleichermaßen für die durch Umformen der miteinander in Eingriff gestellten Verklammerungsstrukturen 4.1, 5.1 erstellte Kaltfügenaht 24.
Der erstellte Profilverbund 22 mit der darin unter Vorspannung gehaltenen Traktionsbatterie 3 ist in 4 nochmals in Alleindarstellung ohne die Rollenzangen 18, 19 gezeigt.
Zum stirnseitigen Verschließen des Profilverbundes 22 mit der bzw. den darin befindlichen Batteriemodulen 3 werden bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Deckel verwendet, die unter Zwischenschaltung einer Dichtung stirnseitig an den Profilverbund 22 angeschlossen werden. Hierzu können beispielsweise die Kaltfügenähte 23, 24 dienen, in denen entsprechende Befestigungsschrauben festgesetzt werden. Durchaus möglich ist auch eine Deckelbefestigung dergestalt auszulegen, dass dieser randlich über die Stirnfläche des Profilverbundes 22 übergreift und außenseitig an den Kaltfügenähten 23, 24 festgelegt ist. Die vorbeschriebenen Deckelbefestigungen sind beispielhaft. Es gibt eine Vielzahl weiterer Möglichkeiten.
5a, 5b zeigen eine weitere Ausgestaltung der Verklammerungsstruktur 5 des Profils 2. Bei den Profilen 1, 2 in den 5a, 5b sind dieselben Bezugszeichen wie in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet, da diese mit Ausnahme des Nachstehenden identisch sind.
Der Verklammerungsschenkel 13 trägt innenseitig, zur Verklammerungskopfaufnahme 14 weisend, einen Wulst W. Dieser dient dem Zweck, bei dem Kaltfügen gegen die Außenseite des Verklammerungskopfes 6 zu wirken, um ein quer zu der eigentlichen Fügekraftrichtung wirkendes Kraftmoment in den Profilverbund einzubringen. Das Widerlager für diese Krafteinleitung bildet die Widerlagerfläche 15 mit der darauf abgestützten Hinterschneidung 10 der diesbezüglichen Klauenstruktur des Verklammerungskopfes 6. 5b zeigt den Profilverbund mit der Rollenzange 18. Der Wulst W ist durch den Umformvorgang umgeformt worden. Aus diesem Grunde ist der Wulst in der 5b mit dem Bezugszeichen W' kenntlich gemacht.
6 zeigt zwei weitere Profile 25, 26, die mit ihren Verklammerungsstrukturen 27, 28 vor dem Kaltfügen miteinander in Eingriff gestellt sind. Das Profil 26 mit seiner Verklammerungsstruktur 28 ist aufgebaut wie das Profil 2. Die hierzu komplementäre Verklammerungsstruktur 27 des Profils 25 ist prinzipiell ebenfalls aufgebaut wie das Profil 1. Die Verklammerungsstruktur 27 unterscheidet sich von der Verklammerungsstruktur 4 durch ihren Verklammerungskopf 29, der nur an seiner in die Verklammerungskopfaufnahme der Verklammerungsstruktur 28 weisenden Seite hinterschnitten ist und hierdurch seine klauenartige Struktur erhält. Mit geringem Abstand zu dem den Verklammerungskopf 29 tragenden Anbindungsabschnitt 30, der der Wurzel des Verklammerungskopfes 29 entspricht, befindet sich ein Verriegelungswulst 31. Durch den Verriegelungswulst und den Anbindungsabschnitt ist eine Verriegelungstasche 32 gebildet, ebenso wie dieses bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 durch die Außenseite 8 des Schenkels 7 des Profils 1 und die Hinterschneidung 11 vorgesehen ist.
Nach der Erstellung des Profilverbundes 33 (siehe 7) befindet sich durch den Kaltfügeprozess das Ende des Verklammerungsschenkels 34 der Verklammerungsstruktur 28 in der Verriegelungstasche 32. Der Verriegelungswulst 31, der durch den Kaltfügeprozess ebenfalls umgeformt worden ist, befindet sich außenseitig bezüglich des Scheitels des Endes des Verklammerungsschenkels 34. Hierdurch bleibt der Verklammerungsschenkel 34 in seiner durch das Kaltfügen umgeformten Stellung. Eine Relaxation ist hierdurch verhindert.
Die Figurenfolge 8a bis 8d zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Profile 35, 35.1 durch ein Verbinderprofil 36 miteinander verbunden. Die Profile 35, 35.1 tragen als Verklammerungsstrukturen jeweils einen Verklammerungskopf 37, 37.1. Damit entspricht das in 8a gezeigte längsseitige Ende der Profile 35, 35.1 hinsichtlich der Ausbildung der Verklammerungsstruktur 5.1 des Profils 2 des Ausführungsbeispiels der 1 bis 4.
Das Verbinderprofil 36 ist doppelseitig wirkend ausgelegt und verfügt über zwei in entgegengesetzte Richtungen wirkende Verklammerungsstrukturen 38, 38.1 mit jeweils einem Verklammerungsarm 39, 39.1. Ebenso wie dieses zu den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen erläutert ist, ist jede Verklammerungskopfaufnahme durch eine klauenartige Struktur bereitgestellte Widerlagerfläche begrenzt. Aufgrund der doppelseitig wirkenden Verklammerungsstrukturen 38, 38.1 handelt es sich hierbei um einen zwischen den Verklammerungsschenkeln 29, 29.1 befindlichen Steg, der mit seinem klauenartigen Vorsprung die Widerlagerfläche und den jeweiligen Stoß bereitstellt.
Geschlossen wird der Profilverbund beispielsweise mit Rollenzangen, wie dieses bereits vorstehend zu den anderen Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist. 8b zeigt die miteinander vorfixierten Profile 35, 35.1, 36 am Eingang einer solchen Kaltfügeanlage. 8c zeigt den durch das Kaltfügen hergestellten Profilverbund 40, nachdem die Verklammerungsschenkel 39, 39.1, den jeweiligen Verklammerungskopf 37, 37.1 einfassend und mit seiner Hinterschneidung gegen die Widerlagerfläche pressend, umgeformt worden sind. 8d zeigt den Profilverbund 40 in Alleindarstellung. Der vorbeschriebene Profilverbund 40 kann verwendet werden, um beispielsweise auch einen eingurtigen bzw. einschaligen Profilverbund herzustellen. Das Profil 36 mit seinen doppelseitig wirkenden Verklammerungsstrukturen kann jedoch auch Teil eines Profils mit weiteren Schenkeln sein.
In einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel trägt eines der beiden miteinander zu verbindenden Profile einen Verklammerungskopf, wie dieses anhand des Profils 35 mit seinem Verklammerungskopf 37 dargestellt ist. Das daran anzuschließende Profil trägt als Verklammerungsstruktur einen Verklammerungsschenkel. Dieses Profil trägt als Verklammerungsstruktur mithin die linke Hälfte des Verbinderprofils 36 der 8a.
9 zeigt ein weiteres Beispiel eines Profilverbundes 41. Der dargestellte Profilverbund 41 ist als Hohlkammerprofil konzipiert. Bei diesem Profilverbund 41 werden ein U-Profil 42 sowie ein Deckelprofil 43 eingesetzt. Das U-Profil 42 trägt an den freien längsseitigen Enden seiner beiden parallelen Schenkel 44, 44.1 jeweils eine Verklammerungsstruktur mit einem Verklammerungsschenkel. In der Darstellung der 9 ist die Verklammerungsstruktur des linken Schenkels 44 geöffnet gezeigt, während die Verklammerungsstruktur des anderen Schenkels 44.1 diese nach dem Kaltfügen zeigt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind an die Profile 42, 43 außenseitig Nebenformelemente angeformt. Bei diesen handelt es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um Schraubkanäle und im Deckelprofil 43 zusätzlich um zwei Kulissenführungen.
Bei dem Profilverbund 41 kann ein darin eingesetzter Gegenstand, beispielsweise ein in einer Weichtasche befindliches Batteriemodul, zwischen dem Deckelprofil 43 und dem Boden des U-Profils 42 vorgespannt eingesetzt sein. Ist dieses gewünscht, wird das Deckelprofil 43 mit einem der gewünschten Vorspannung entsprechendem Druck auf das mit dem Gegenstand, beispielsweise dem oder den in einer Weichtasche befindlichen Batteriemodul gepresst. Eingefroren wird die Vorspannung durch Schließen der komplementären Verklammerungsstrukturen, mithin durch das Kaltfügen derselben, typischerweise mittels einer Rollenzange, wie dieses bereits vorstehend beschrieben ist.
10 zeigt einen weiteren Profilverbund 45, der prinzipiell aufgebaut ist wie der Profilverbund 41 der 9. Die beiden Profilverbünde 41, 45 unterscheiden sich hinsichtlich der Auslegung ihrer komplementären Verklammerungsstrukturen. Diese sind in 10 in einer vergrößerten Darstellung gezeigt, wobei die miteinander in Eingriff gestellten Verklammerungsstrukturen am linksseitigen Rand des Profilverbundes nach dem Kaltfügen und am rechtsseitigen Rand vor dem Kaltfügen gezeigt sind, wobei letztere jedoch bereits formschlüssig miteinander in Eingriff gestellt sind. Das U-Profil 46 trägt an den freien Enden seiner Schenkel jeweils einen Verklammerungskopf 47. Dieser ist von dem Deckelprofil 48 wegweisend hinterschnitten. Das Deckelprofil 48 trägt als Verklammerungsstruktur längsseitig jeweils einen Verklammerungsschenkel 49. Der Verklammerungsschenkel 49 ist vor dem Kaltfügen mit einer S-förmigen Flexur 50 geformt (s. rechte Detaildarstellung). An die zu dem Verklammerungskopf 47 weisende Seite der Flexur 50 ist ein Haltewulst 51 angeformt. In der in 10 diesbezüglich gezeigten Anordnung zwischen dem Deckelprofil 48 und dem U-Profil 46 ist ersteres auf die Verklammerungsköpfe 47 aufgeclipst, mithin formschlüssig in z-Richtung des U-Profils 46 daran fixiert. Um diese erste Ineingriffstellung zwischen den komplementären Verklammerungsstrukturen herzustellen, werden die elastischen Eigenschaften des Materials der Verklammerungsschenkel 49 genutzt.
Bei einer Ausgestaltung eines Profilverbundes 45, wie in 10 dargestellt, wird vor einer Montage des Deckelprofils 48 ein darin unter Vorspannung anzuordnender Gegenstand, etwa ein in einer Weichtasche befindliches Batteriemodul, in das U-Profil 46 eingelegt und anschließend das Deckelprofil 48 aufgesetzt und mit den Verklammerungsköpfen 47 mit diesem verclipst. In dieser Stellung wirkt durch das Deckelprofil 48 auf den in dem U-Profil 46 befindlichen Gegenstand die gewünschte Vorspannung. Aufgedrückt wird das Deckelprofil 48 auf die offene Seite des U-Profils 46 mittels einer Presse. Ist das Deckelprofil 48 mit dem U-Profil 46 verclipst, ist eine zusätzliche Presse zum Aufrechterhalten der Vorspannung eines in dem U-Profil 46 befindlichen Gegenstandes nicht mehr erforderlich.
Anschließend wird der Kaltfügeprozess durchgeführt, bei dem das freie Ende des Verklammerungsschenkels 49 um den Verklammerungskopf 47 herum und in den durch diesen gebildeten Hinterschnitt eingepresst wird. Die kaltgefügten Verklammerungsstrukturen von Deckelprofil 48 und U-Profil 46 sind anhand der Detailvergrößerung des linken oberen Randes des Profilverbundes 45 zu erkennen. Der den Verklammerungskopf 47 mit dem benachbarten Schenkel des U-Profils 46 verbindende Anbindungsabschnitt 52 bildet mit seiner zu der Innenseite des Deckelprofils 48 weisenden Seite den Gegenstoß zu dem durch die daran anliegende Innenseite des Deckelprofils 48 gebildeten Stoß.
Zum Aufbringen einer Vorspannung auf beispielsweise ein in einer Weichtasche befindliches Batteriemodul innerhalb des U-Profils 46 kann auch vorgesehen sein, das Deckelprofil und/oder den Boden des U-Profils 46 in die Hohlkammer des Profilverbundes hinein zu wölben, wie dieses in der rechten Hälfte des Profilverbundes 45 bezüglich des Deckelprofils 48 angedeutet ist. Zum Aufbringen der Vorspannung dient sodann diese Wölbung, die ausgelegt ist, damit das Deckelprofil 48 und, für den Fall, dass der Boden des U-Profils 46 ebenfalls in dieser Form in das Profilinnere weisend gewölbt ist, in dem geschlossenen Profilverbund mit darin eingesetztem, unter Vorspannung stehendem Gegenstand ungewölbt sind und somit gerade Außenseiten bilden. Durch das Auswölben des Deckelprofils 48 wird der Hintergriff des Haltewulstes 51 der Verklammerungsschenkel 49 hinter den Verklammerungskopf 47 verstärkt. Mitunter kann eine solche Verriegelung für den Verschluss des Profilverbundes bereits ausreichend sein.
Zum Erstellen eines der Profilverbünde, wie vorbeschrieben, ist es ausreichend, wenn einer der beiden Fügepartner mit seiner Verklammerungsstruktur aus einem kalt umformbaren Metall hergestellt ist. Zwar können auch das oder die weiteren damit zu einem Profilverbund zusammengesetzten Profile aus demselben Material bestehen. Dieses ist allerdings nicht erforderlich, da eine Umformung des Verklammerungskopfes zwar möglich, jedoch nicht zwingend erforderlich ist, um den gewünschten Profilverbund herzustellen. Somit können auch materialunterschiedliche Profile auf diese Weise miteinander zu einem Profilverbund zusammengesetzt werden, insbesondere auch solche Profile, die nicht kaltumformbar sind, wie beispielsweise Kunststoffprofile, jeweils mit einem Metallprofil zu einem Profilverbund zusammengesetzt. Anstelle eines Einsatzes von stranggepressten Aluminiumprofilen können zum Erstellen eines Profilverbundes, wie vorbeschrieben, auch Stahlblechprofile verwendet werden.
Durch die miteinander in Eingriff gestellten Verklammerungsstrukturen werden infolge des Kaltfügens zur Ausbildung des jeweiligen Profilverbundes, ohne zusätzliche Maßnahmen erforderlich zu machen, zugleich Herstellungstoleranzen ausgeglichen.
Die Erfindung ist beispielhaft anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche Möglichkeiten, im Rahmen der geltenden Ansprüche die Erfindung umzusetzen, ohne dass dieses im Rahmen dieser Ausführungen im Einzelnen näher erläutert werden müsste.
Bezugszeichenliste

1: Profil
2: Profil
3: Batteriemodul
4, 4.1: Verklammerungsstruktur
5, 5.1: Verklammerungsstruktur
6, 6.1: Verklammerungskopf
7, 7.1: Schenkel
8, 8.1: Außenseite
9: Anbindungsabschnitt
10: Hinterschneidung
11: Hinterschneidung
12: Schenkel
13: Verklammerungsschenkel
14: Verklammerungskopfaufnahme
15: Widerlagerfläche
16: Klauenstruktur
17: Umformkerbe
18: Rollenzange
19: Rollenzange
20: Rolle
21: Rolle
22: Profilverbund
23: Kaltfügenaht
24: Kaltfügenaht
25: Profil
26: Profil
27: Verklammerungsstruktur
28: Verklammerungsstruktur
29: Verklammerungskopf
30: Anbindungsabschnitt
31: Verriegelungswulst
32: Verriegelungstasche
33: Profilverbund
34: Verklammerungsschenkel
35, 35.1: Profil
36: Verbinderprofil
37, 37.1: Verklammerungskopf
38, 38.1: Verklammerungsstruktur
39, 39.1: Verklammerungsschenkel
40: Profilverbund
41: Profilverbund
42: U-Profil
43: Deckelprofil
44, 44.1: Schenkel
45: Profilverbund
46: U-Profil
47: Verklammerungskopf
48: Deckelprofil
49: Verklammerungsschenkel
50: Flexur
51: Haltewulst
52: Anbindungsabschnitt
F1, F2: Fügekraftangriffsfläche
S1, S2: Stoß
W: Wulst
W': Wulst nach Umformung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202005008016 U1 [0002, 0007]
DE 3806091 A1 [0005]

Claims

Profilverbund hergestellt aus einem ersten Profil (2, 1; 26, 25; 36, 35, 35.1; 42, 43) aus einem kalt umformbaren Metall und einem zweiten Profil (1, 2; 25, 26; 35, 35.1, 36; 42, 43), welche beiden Profile (1, 2; 35, 35.1, 36; 42, 43) an ihren zueinander weisenden Längsseiten jeweils komplementäre Verklammerungsstrukturen (4, 5; 4.1, 5.1; 27, 28; 38, 38.1) zum formschlüssigen Verbinden der beiden Profile (1, 2; 35, 35.1, 36; 42, 43) in Profilquerrichtung miteinander mittels eines Kaltfügeprozesses tragen, wobei die Verklammerungsstruktur (4, 4.1; 27) des einen Profils einen in Profilquerrichtung (y-Richtung) zumindest einseitig hinterschnittenen Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1, 47) und diejenige des anderen Profils (1, 2; 25, 26; 35, 35.1, 36; 42, 43) einen Verklammerungsschenkel (13, 34, 39, 39.1, 49) aufweisen, und wobei durch das Kaltfügen der Verklammerungsschenkel (13, 34, 39, 39.1, 49), den Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1, 49) einfassend, umgeformt worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1, 47) des einen Profils (2, 1; 26, 25; 36, 35, 35.1; 42, 43) gegenüber der Oberfläche des angrenzenden Profilabschnittes dieses Profils (2, 1; 26, 25; 36, 35, 35.1; 43, 42,) versetzt ist und dieser Profilabschnitt, von dem Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1, 47) beabstandet, endseitig einen Stoß (S₁) bildet und dass der Verklammerungsschenkel (13, 34, 39, 39.1, 49) des anderen Profils (1, 2; 25, 26; 35, 35.1, 36; 42, 43) an einem zu dem Stoß (S₁) des einen Profils (2, 1; 26, 25; 36, 35, 35.1; 42, 43) bereitstellenden Profilabschnitt mit einem Gegenstoß (S₂) angeformt ist und durch den Verklammerungsschenkel (13, 34, 39, 39.1, 49) eine vor dem Kaltfügen offene Verklammerungskopfaufnahme (14) bereitgestellt ist, wobei ein Außenseitenabschnitt des die Verklammerungskopfaufnahme (14) einfassenden Profilabschnittes eine erste Fügekraftangriffsfläche (F₁) und die Außenseite des Verklammerungsschenkels (13, 34, 39, 39.1, 49) an seiner der Verklammerungskopfaufnahme (14) gegenüberliegenden Seite eine zweite, der ersten Fügekraftangriffsfläche (F₁) bezüglich des in die Verklammerungskopfaufnahme (14) befindlichen Verklammerungskopfes (6, 19, 37, 37.1, 47) gegenüberliegende Fügekraftangriffsfläche (F₂) zum Angriff eines Kaltfügewerkzeuges bilden, durch welches Kaltfügen unter Einwirkung einer auf die beiden Fügekraftangriffsflächen (F₁, F₂) wirkenden Fügekraft die Verklammerungskopfaufnahme (14) zum dauerhaften Verbinden der beiden Profile (2, 1; 26, 25; 36, 35, 35.1; 43, 42, 43) nach einer Vormontage der beiden Profile (1, 2; 35, 35.1, 36; 42, 43) ein Verklammerungsschenkel (13, 34, 39, 39.1, 49) um den Verklammerungskopf (6, 9, 37, 37.1, 47) herum umgeformt worden ist.
Profilverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Gegenstoß (S₂) innerhalb der Verklammerungskopfaufnahme (14) ein Widerlager (15) vorhanden ist, gegen die der Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1) des anderen Profils (2, 1; 26, 25; 36, 35, 35.1; 43, 42, 42.1) mit einem Abschnitt in dem durch Kaltfügen erstellten Profilverbund (22, 40, 41) unter Vorspannung stehend wirkt.
Profilverbund nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlagerfläche (15) innerhalb der Verklammerungskopfaufnahme (14) durch eine in Bezug auf die Profillängserstreckung in einer Querrichtung zur Fügerichtung weisende Absatzfläche einer Klauenstruktur (16) gebildet ist, an der der Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1), mit seiner Hinterschneidung eine komplementäre Klauenstruktur bildend, abgestützt ist.
Profilverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene der Widerlagerfläche (15) der Verklammerungskopfaufnahme (14) mit der Ebene des Stoßes (S₂) dieses Profils (1, 2; 25, 26; 35, 35.1, 36; 42, 43) einen Winkel zwischen 70 und 75°, insbesondere etwa 80° einschließt.
Profilverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1) an seiner von der Verklammerungskopfaufnahme (14) des anderen Profils (2, 1; 36, 35, 35.1; 43, 42) vor dem Kaltfügen wegweisenden Seite in Profilquerrichtung (y-Richtung) hinterschnitten ist, welcher Hinterschnitt in Richtung des Versatzes des Verklammerungskopfes (6, 29, 37, 37.1) wirkt, und dass der durch das Kaltfügen umgeformte Verklammerungsschenkel (13, 39, 39.1) des anderen Profils (5, 5.1, 36) in diesen Hinterschnitt (11) eingreift.
Profilverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu der Wurzel des Verklammerungskopfes (29) dieses Profils (25) eine Verriegelungstasche (32) vorgesehen ist, in die der Verklammerungsschenkel (34) mit seinem freien Ende infolge des Kaltfügens eingepresst ist.
Profilverbund nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungstasche (32) gegenüber der Wurzel des Verklammerungskopfes (29) durch einen Verriegelungswulst (31) begrenzt ist, der nach dem Kaltfügen außenseitig bezüglich des Scheitels des umgeformten Verklammerungsschenkels (34) an diesem anliegt.
Profilverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltfügekraft zum Herstellen des Profilverbundes (22, 40, 41, 45) in Querrichtung in Längserstreckung in der Profile zum Hinterschnitt des Verklammerungskopfes (6, 29, 37, 37.1, 47) wirkend aufgebracht ist.
Profilverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Widerlagerfläche (15) der Verklammerungskopfaufnahme (14) und der daran anliegenden Stützfläche des Verklammerungskopfes (6, 29, 37, 37.1, 47) und/oder zwischen den aneinander kontaktierenden Stößen (S₁, S₂) infolge des Kaltfügens eine metallische Dichtung ausgebildet ist.
Profilverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem durch Kaltfügen erstellten Profilverbund (22, 40, 41) der Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1) mit seiner Hinterschneidung im Wesentlichen nur an der Widerlagerfläche (15) der Verklammerungskopfaufnahme (14) abgestützt ist und der Endabschnitt des umgeformten Verklammerungsschenkels (13, 34, 39, 39.1) in Profilquerrichtung (y-Richtung) der Widerlagerflächenabstützung gegenüberliegend Kontakt zu dem Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1) hat, während in einem dazwischen liegenden Abschnitt, über die äußere Kontur des Verklammerungskopfes (6, 29, 37, 37.1) gesehen, der Verklammerungsschenkel (13, 34, 39, 39.1) nicht oder nur mit deutlich geringerer Kraft gegen den Verklammerungskopf (6, 29, 37, 37.1) wirkt.
Profilverbund nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Scheitels des Verklammerungskopfes in diesen eine Nut eingebracht ist.
Profilverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Profile (1, 2; 25, 26; 35, 35.1, 36; 42, 43) an zumindest zwei Längsseiten Verklammerungsstrukturen tragen.
Profilverbund nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an unterschiedlichen Profillängsseiten eines Profils (1, 2; 25, 26; 35, 35.1, 36; 42, 43) jeweils komplementäre Verklammerungsstrukturen angeordnet sind.
Profilverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Profile (1, 2) Winkelprofile sind, die im Profilverbund ein Hohlkammerprofil bilden.
Profilverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausbilden eines Hohlkammerprofils als Profilverbund (41, 45) ein im Querschnitt U-förmiges Profil (42, 46) und ein die freien Enden der beiden parallelen Schenkel (44, 44.1) des U-Profils (42) verbindendes Deckelprofil (43, 48) vorgesehen sind.
Profilverbund nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die freien längsseitigen Enden der Schenkel (44, 44.1) des U-Profils (42, 46) jeweils gleichartige Verklammerungstrukturen tragen, während das Deckelprofil (43, 48) an seinen beiden Längsseiten jeweils eine komplementäre Verklammerungsstruktur trägt.
Profilverbund nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das U-Profil durch zwei mittels eines Verbindungsprofils verbundenen Winkelprofile gebildet ist.
Profilverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in einen solchen, als Hohlkammerprofil ausgebildeten Profilverbund (22, 40, 41, 45) ein oder mehrere Traktionsbatteriemodule (3) enthalten sind.
Profilverbund nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Traktionsbatteriemodul (3) in eine Hohlkammer der Profilzusammenstellung zum Ausbilden des Profilverbundes (22, 40, 41, 45) bereits eingesetzt ist, bevor die Profile der Profilzusammenstellung durch den Kaltfügeprozess dauerhaft miteinander verbunden worden sind.
Profilverbund nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Traktionsbatteriemodul (3) in einer Hohlkammer des Profilverbundes (22, 40, 41, 45) unter Vorspannung aufgenommen ist.