DE102004033971A1

DE102004033971A1 - Karosseriebauteil in Form von aus Metallblechen bestehenden Längs- und/oder Querträger insbesondere in Form eines Schwellers

Info

Publication number: DE102004033971A1
Application number: DE200410033971
Authority: DE
Inventors: Thomas Schneidewind; Werner Holl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2006-02-02

Abstract

Karosseriebauteil (10) in Form von Längs- oder Querträgers, bestehend aus zwei durch Rollformen von Metall- vorzugsweise von Aluminiumblech gebildeten Profilteilen (11, 12, 21, 22), die nach Zusammenfügen ihrer über ihrer Profilhöhe hinausragenden flanschartigen Blechenden (13, 14, 23, 24) ein mindestens zwei Kammern (K1, K2) einschließendes integrales Hohlprofil bilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Karosseriebauteil in Form von aus Metallblechen bestehenden Längs- und/oder Querträger, insbesondere in Form eines Schwellers.

Um der Zunahme der Fahrzeuggewichte in Folge höherer Sicherheitsanforderungen bezüglich der Steifigkeit der Fahrgastzellen von Kraftfahrzeugen und ihrer Deformationseigenschaften begegnen zu können gelangen im Karosseriebau in zunehmenden Maße Leichtbauwerkstoffe, wie z. B. Aluminiummetalle zum Einsatz. Wie die DE 43 00 398 A1 zeigt ist es bekannt, die tragende Struktur einer Kraftfahrzeugkarosserie aus Leichtmetallprofilen herzustellen, die aus durch Rollformen verformten Aluminiumblechen besteht. Hierzu werden die Aluminiumbleche zu Hohlprofilen rollgeformt und die jeweils rollgeformten Profile durch kraft- und/oder formschlüssiges Verbinden der Blechkanten der verformten Aluminiumbleche zu geschlossenen Profilen verbunden.

Die auf solche Weise hergestellten Karosseriebauteile haben als Hohlprofile eine gute Formsteifigkeit und nehmen bei Verformen durch einen Aufprall viel Aufprallenergie auf.

Es ist auch bekannt als Karosseriebauteile dienende Hohlprofile durch Strangpressen herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Formsteifigkeit solcher Karosseriebauteile weiter zu erhöhen bei gleichzeitiger Verbesserung von deren Aufbaufolge und der Möglichkeit der optimalen Anpassung an deren Einsatzbereiche im Karosseriebau.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Infolge der erfindungsgemäßen Kombination von durch Rollformen von Metallblech gebildeten Profilteilen und dem Zusammenfügen dieser Teile durch Verbinden ihrer über die Profilhöhe hinausragenden flanschartigen Blechenden entsteht ein integrales mindestens zwei Kammern einschließendes Hohlprofil sehr hoher Steifigkeit und verbesserter Fähigkeit zur Aufnahme von Aufprallenergie. Gleichzeitig ermöglicht die erfindungsgemäße Ausbildung der Rollprofile aus gleichem oder unterschiedlichen Material, eine Verbesserung der Aufbaufolge von Längs- und/oder Querträgern einer solchen Karosserie, insbesonders bei ihrer Anwendung als Schweller. Es ist nunmehr eine optimale Anpassung der Profile an die unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich Aufnahme von Verformungsarbeit bei einem Aufprall und hinsichtlich geforderter Karosseriegestaltung der als Innen- und Außenschweller bezeichneten Teile eines solchen Schwellers einfacher als bisher möglich. Infolge der Anwendung der Rollverformung können die genannten Profilteile in ihrer Kontur beliebig ausgebildet sein, wobei lediglich dafür Sorge zu tragen ist, dass mindestens zwei bzw. drei Kammern von den rollverformten Metallblechen umfasst sind. Die Aufteilung des Gesamtprofils in mindestens zwei Profilteile ermöglicht ferner überraschend einfach durch unterschiedliche Gestaltung und unterschiedliche Wahl der Materialstärke deren optimale Anpassung an die Aufgaben, die z. B. an einen Innenschweller und an einen Außenschweller hinsichtlich zu gestaltender Struktur und angreifender Verformungskräfte einer damit ausgestatteten Karosserie gestellt werden. Dies gilt auch für die Verwendung als Längs- oder Quer- bzw. Sitzquerträger da auch hier eine Trennung zwischen Unterbau und Aufbau mit unterschiedlichen Materialien, z. B. Aluminium für den Aufbau und Stahl für den Unterbau, durchführbar ist.

Schließlich kann das erfindungsgemäße Holprofil auch aus einem rollgeformten und aus einem stranggepressten Profilteil zusammen gefügt sein.

Das erfindungsgemäße Profil bietet also viele Vorteile, insbesonders auch in der Anbindung an benachbarte Karosserieteile.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
1 ein erstes im Querschnitt dargestelltes zwei Kammern einschließendes aus einzelnen Profilteilen bestehendes Profil für ein Karosseriebauteil in Form eines Schwellers und
2 ein zweites im Querschnitt dargestelltes Ausführungsbeispiels eines Karosseriebauteils gemäß 1 mit drei Kammern.
Ein in 1 im Querschnitt dargestelltes Karosseriebauteil 10 vorgegebener Längenausdehnung besteht aus zwei Profilteilen 11 und 12 im beschriebenen Ausführungsbeispiel aus Aluminiumblech. Die Kontur des Profilteiles 12 ist durch Rollverformung hergestellt; das Profilteil 11 ist durch Strangpressen hergestellt wurde. Jedes Profilteil weist über deren Profilhöhe hinausragende flanschartige Enden 13a, 13b, 14a und 14b auf, nach deren form- und/oder kraftschlüssigen Zusammenfügen – z. B. durch Bördeln oder Schweißen – , die genannten Profilteile 11 und 12 ein integrales zwei Kammern K1, K2 einschließendes Hohlprofil bilden, das als Karosseriebauteil 10 Verwendung findet. Hierbei ist das rollgeformte eine Profilteil 11 U-förmig mit ungleichlangen Schenkelteilen 15a, 15b ausgebildet, die sich an ein Stegteil 16 anschließen. Das zweite Profilteil 12 ist ebenfalls U-förmig ausgebildet mit ungleichlangen Schenkelteilen 18, 19 und einem ebenfalls U-förmigen Steg 21, der im Abstand zu dem langen Schenkelteil 15b des im Querschnitt etwa napfförmigen Profilteils 12 und über einen kurzen Bereich im Abstand zu dem Stegteil 16 des ersten Profilteiles 11 angeordnet ist. Dieser Steg 21 schließt eine im Querschnitt etwa trapezförmige Kammer K2 ein, während die andere im Querschnitt ebenfalls trapezförmige Kammer K1 im Zusammenwirken mit dem Profilteil 11 gebildet ist.
Die vorstehend beschriebenen, ein Gesamtprofil bildenden Profilteile 11 und 12 des Karosseriebauteils 10 sind hier integrale Teile eines sogenannten Schwellers, von denen das Profilteil 11 den Innenschweller und das Profilteil 12 den Außenschweller des Schwellers für eine hier nicht dargestellte, da nicht zur Erfindung gehörende, Karosserie bilden. Infolge der getrennten Formung von Profilteil 11 und 12 können diese sowohl in Kontur als auch in Materialstärke an vorgegebene Karosserieparameter optimal angepasst werden. Es sind aber auch andere Metallbleche, z. B. aus Stahl, hierfür geeignet. Es können aber auch Kombinationen von Metallblechen unterschiedlichen Materials Anwendung finden, z. B. Aluminiumblech für die Bereiche, die dem Aufbau und Stahlblech für die Bereiche, die dem Unterbau der Karosserie zuzuordnen sind.
Das zweite in 2 im Querschnitt dargestellte Ausführungsbeispiel eines Karosseriebauteils 20 bildet hier ebenfalls einen Schweller und besteht ebenfalls aus zwei Profilteilen 21 und 22 aus Aluminiumblech, deren Kontur jeweils durch Rollverformen hergestellt wurde. Jedes Profilteil weist über deren Profilhöhe hinausragende flanschartige Enden 23a, 23b und 24a, 24b auf, nach deren form- und/oder kraftschlüssigen Zusammenfügen – z. B. durch Bördeln oder Schweißen – ebenfalls ein integrales aber drei Kammern K1, K2 und K3 einschließendes Profil entsteht, das das Karosseriebauteil 20 darstellt. Hierbei ist das rollgeformte Profilteil 21 U-förmig mit ungleich langen Schenkeln 25a und 25b ausgebildet, die sich an ein Stegteil 26 anschließen. In das Stegteil 26 sind zwei siekenförmige Falze 28a und 28b eingeformt.
Das zweite rollgeformte Profilteil 22 ist zwecks Bildung der Kammern K2 und K3 Doppel S-förmig gefaltet und bildet mit seinem im Querschnitt becherförmig ausgebildeten Teil im Zusammenwirken mit dem Profilteil 21 die Kammer K1 sobald beide Profilteile an ihren flanschartigen Enden 23 und 24 miteinander fest verbunden sind. Hierbei greift das Profilteil 22 mittels einem an dem dem Profilteil 21 zugewandten Teil des Profilteiles 22 befindlichen siekenförmigen Falz 29 in den Bereich 28b des siekenförmigen Falzes 28 des Profilteils 21 ein und sind zwecks Versteifung der Profilteile Schweißverbindungen S1, S2 und S3 zwischen einander berührenden Flächenbereichen F1, F2 und F3 der Profilteile 21/22 bzw. der Doppel S-förmigen Faltung des Profilteiles 22 vorgesehen.

10: Karosseriebauteil
11: Profilteil
12: Profilteil
13a: flanschartiges Ende
13b: flanschartiges Ende
14a: flanschartiges Ende
14b: flanschartiges Ende
15a: Schenkel
15b: Schenkel
16: Stegteil
18: Schenkelteil
19: Schenkelteil
20: Karosseriebauteil
21: Profilteil
22: Profilteil
23a: flanschartiges Ende
23b: flanschartiges Ende
24a: flanschartiges Ende
24b: flanschartiges Ende
25a: Schenkel
25b: Schenkel
26: Stegteil
28a: Sieke
28b: Sieke
29: Sieke
S1: Schweißverbindung
S2: Schweißverbindung
S3: Schweißverbindung
F1: Flächenbereich
F2: Flächenbereich
F3: Flächenbereich
K1: Kammer
K2: Kammer
K3: Kammer

Claims

Als Längs- oder Querträger ausgebildetes Karosseriebauteil, insbesondere in Form eines Schwellers, bestehend aus mindestens zwei zumindest teilweise durch Rollformen von Metallblechen gebildeten Profilteilen (11, 12, 21, 22), die nach Zusammenfügen ihrer über ihrer Profilhöhe hinausragenden flanschartigen Enden (13, 14, 23, 24) ein mindestens zwei Kammern (K1, K2) umschließendes integrales Hohlprofil (10) bilden.
Karosseriebauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rollgeformte Hohlprofil (10) aus Profilteilen von gleichen oder unterschiedlichen Metall (Nichteisen/Eisenmetall) gebildet ist.
Karosseriebauteil nach Anspruch 1 mit mindestens zwei durch Rollformen von Aluminiumblech gebildeten Profilteilen, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Profilteile (22) zwei Kammern (K2, K3) derart umschließt, dass nach Zusammenfügen der Profilteile (21, 22) durch Verbinden ihrer der ihrer Profilhöhe hinausragenden flanschartigen Enden (23, 24) vom Gesamtprofil (20) mindestens drei Kammern (K1, K2, K3) eingeschlossen sind.
Karosseriebauteil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Profilteil (11, 21) des Hohlprofils (10) U-förmig mit ungleichlangen Schenkelteilen (15, 25) als Strangpressteil ausgebildet ist und dass das zweite rollgeformte Profilteil (12, 22) zumindest teilweise napfförmig mit einem in den von den Schenkelteilen (15, 25) des ersten Profilteiles (11, 21) ragenden eine Kammer (K2) einschließenden Steg (21) ausgebildet ist.
Karosseriebauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine rollgeformte Profilteil (21) des Hohlprofils (20) U-förmig mit ungleichlangen Schenkeln (25) und mit siekenförmigen Falzen (28) in dem Stegbereich (26) ausgebildet ist und dass das zweite rollgeformte Profilteil (22) zwei rollgeformte Kammern (K1, K2) und nach dem Zusammenfügen mit dem ersten Profilteil (21) eine dritte Kammer (K3) einschließt.
Karosseriebauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Profilteil (22) einen mit dem ersten Profilteil (21) zusammenwirkenden siekenförmigen Falz (29) aufweist.
Karosseriebauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Profilteilen (11, 12, 21, 22) jeweils umschlossenen Kammern (K1, K2, K3) im Querschnitt im Wesentlichen trapezförmig ausgebildet sind.
Karosseriebauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das eine Profilteil (11, 21) des Hohlprofils (10, 20) als Innenschweller und das andere Profilteil (12, 22) als Außenschweller einer damit auszustattenden Karosserie ausgebildet ist.
Karosseriebauteil nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärken der rollgeformten Metallbleche für Innen- und Außenschweller unterschiedlich sind.