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Die Erfindung betrifft eine Verbindungskomponente in der Karosserie oder im Fahrwerksbereich eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, welche durch ein Strangpressprofil gebildet ist und eine Struktur zur Anbindung eines anderen Bauelements des Fahrzeugs aufweist. Eine erfindungsgemäße Verbindungskomponente kann beispielsweise in einem Achsträger eines zweispurigen Fahrzeugs integriert sein und dort beispielsweise als ein sog. Knotenelement fungieren, über das einer der zwei Längsträger des Achsträgers mit einem diese Längsträger miteinander verbindenden Querträger verbunden ist. Eine erfindungsgemäße Verbindungskomponente kann aber auch Bestandteil eines Achsträger-Schubfeldes sein oder ein Knotenelement in der Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges oder vieles mehr. Wesentlich ist, dass an eine erfindungsgemäße Verbindungskomponente ein anderes Bauelement des Fahrzeugs angebracht werden kann, d.h. dass ein anderes Bauelement an der Verbindungskomponente befestigt oder „angebunden“ werden kann, und dass die Verbindungskomponente durch ein Strangpressprofil gebildet, d.h. als ein Strangpressprofilteil ausgebildet ist. Zum Stand der Technik wird neben der
EP 1 690 779 B1 auf die
DE 10 2014 215 716 A1 verwiesen. Weiterhin sei die
DE 44 04 861 A1 als gattungsfremder Stand der Technik genannt.
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Zurückkommend auf einen Einsatzbereich eines erfindungsgemäßen Verbindungselements, nämlich auf Achsträger von Fahrzeugen, so sind solche in mannigfachen Ausführungsformen bekannt. Eine weit verbreitete Bauweise sieht die Verwendung von sog. Knotenelementen vor, über die zwei Träger des Achsträgers miteinander verbunden sein können. In der oben genannten
DE 10 2014 215 716 A1 sind sog. Gussknoten gezeigt, es können solche Knotenelemente aber beispielsweise auch durch ein Strangpressprofilteil gebildet sein. Auch die oben genannte
EP 1 690 779 B1 zeigt Strangpressprofilteile in einem Achsträger, so beispielsweise Teile eines Trägers oder ein relativ kleinflächiges Schubfeld-Element, welches an Trägern des Achsträgers verschraubt ist.
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Strangpressprofile besitzen aufgrund des Fertigungsverfahrens (nämlich dem Pressen von Werkstoff, insbesondere einem Leichtmetall, durch eine Matrize) in nicht nachbearbeitetem Zustand ein(en) über die gesamte Bauteillänge identisches/n Profil bzw. Querschnitt. Falls ein durch ein Strangpressprofil gebildetes Bauteil einen Hohlraum aufweisen soll, welcher an einem Ende des Profils aus irgendeinem Grund geschlossen ist, ergibt sich eine aufwändige und materialintensive Bauweise. Dafür müsste nämlich zunächst ein massives Profil ohne besagten Hohlraum gepresst werden, aus dem anschließend der gewünschte Hohlraum herausgearbeitet (bspw. gebohrt oder gefräst) wird, wobei nur die den Hohlraum abschließende Wand bzw. ein dortiger Profilabschnitt unversehrt bleibt. Im Falle eines für ein Element oder einen Bestandteil eines Achsträgers verwendeten Strangpressprofils könnte diese besagte Wand beispielsweise zur Verbindung des Strangpressprofilteils mit einem anderen Bauelement des Achsträgers oder auch des Fahrzeugs herangezogen werden. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass eine ähnliche Problematik auch an einem durch Gießen hergestellten Bauteil auftreten kann, wenn dieses eine komplexe Geometrie aufweisen soll.
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Wünschenswert ist es, ein Strangpressprofil zur Verwendung als Verbindungskomponente in einem Kraftfahrzeug zu haben, welches einen einseitig durch eine Wand abgeschlossenen Hohlraum aufweist und einfach und günstig herstellbar ist. Unter Angabe eines Verwendungszwecks für die den Hohlraum abschließende Wand soll Vorstehendes hiermit aufgezeigt werden (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs und ist für eine Verbindungskomponente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass in einen Hohlraum des Strangpressprofils ein zumindest einen Teil dieses Hohlraums füllender Einsatz eingesetzt ist, der eine im Oberbegriff genannte Struktur zur Anbindung eines anderen Bauelements bildet, wobei zumindest ein Grundkörper des Einsatzes durch Fließpressen oder Strangpressen oder Gießen oder durch spanende Bearbeitung hergestellt ist. Im Übrigen kann der erfindungsgemäße Einsatz auch ein spanend bearbeitetes Bauteil sein. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
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Wie weiter oben erwähnt ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungskomponente in der Karosserie oder im Fahrwerksbereich eines Kraftfahrzeugs in Form eines Strangpressprofilteils mit einem einseitig geschlossenem Hohlraum kostengünstig herstellen zu können, ohne für dieses Bauelement bzw. diese Verbindungskomponente auf ein alternatives Herstellungsverfahren wie bspw. Gießen ausweichen zu müssen. Hierzu wird in ein Strangpressprofil bzw. in dessen genannten Hohlraum ein Einsatz, welcher seinerseits zunächst als separates Bauteil durch Fließpressen oder Strangpressen oder auf andere Wdeise wie angegeben (nämlich durch Gießen oder spanende Bearbeitung) hergestellt wurde, eingefügt bzw. eingesetzt. Im Unterschied zum weiter oben geschilderten spanenden Herstellen des Hohlraums eines Strangpressprofilteils in Nacharbeit wird erfindungsgemäß an der gewünschten Position des einseitig begrenzten Hohlraums zunächst kein massives Profil, sondern ein vollständig und somit an beiden Enden des Profils bzw. Strangpressprofilteils offener Hohlraum geformt bzw. gepresst. In diesen Hohlraum wird anschließend ein vorzugsweise einseitig offenes Einsatzteil, auch Einsatz genannt, eingesetzt, welches/welcher im Hinblick auf günstige Fertigung in einem Fließpress-Verfahren oder Strangpress-Verfahren hergestellt ist, wobei auch alternative Herstellverfahren möglich sind, nämlich beispielsweise Gießen oder spanende Bearbeitung. Dieser geeignet geformte und somit die gewünschte Wand, welche den besagten Hohlraum abschließt, aufweisende Stirnwand sowie eine an den besagten Hohlraum angepasste Seitenwand oder Umfangswand aufweisende Einsatz wird zunächst unabhängig vom Strangpressprofilteil gefertigt und danach in dessen besagten Hohlraum eingesetzt. Eine mechanische Nachbearbeitung des Strangpressprofilteils ist somit nicht erforderlich, da das besagte Einsatzteil die gewünschte Geometrie mit dem Einsetzen herstellt. Dabei sei darauf hingewiesen, dass die Fügerichtung des Einsatzteiles nicht zwangsläufig der Pressrichtung des Strangpressprofils entsprechen muss. Der Vollständigkeit halber sei weiterhin darauf hingewiesen, dass eine Kombination eines Strangpressprofilteils und eines Fließpresseinsatzes beispielsweise in der
DE 44 04 861 A1 bereits gezeigt ist, jedoch handelt es sich dort um eine Einspritzleiste für Brennkraftmaschinen. Im Übrigen sei noch erwähnt, dass eine erfindungsmäße Lösung mit einem Einsatzteil auch an einem durch Gießen hergestellten Bauteil umgesetzt werden kann, wenn dadurch dessen ansonsten komplexe Geometrie vereinfacht werden kann.
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An der im vorstehenden Absatz genannten Stirnwand des Einsatzes kann ein beliebig gestaltetes Befestigungsmittel vorgesehen sein, mit Hilfe dessen erfindungsgemäß das Strangpressprofilteil mit einem anderen Bauelement des Fahrzeugs, in welchem die erfindungsgemäße Verbindungskomponente verbaut ist, verbunden werden kann. Dabei kann dieses Befestigungsmittel ein Bestandteil des Einsatzes selbst sein; alternativ kann das Befestigungsmittel aber auch geeignet mit dem Einsatz bzw. mit dessen Stirnwand verbunden sein. Für den letztgenannten Fall wird der Einsatz ohne das Befestigungsmittel vorliegend auch als Grundkörper bezeichnet, an welchem dann das genannte Befestigungsmittel angebracht wird, mit welchem zusammen der genannte Grundkörper dann den besagten Einsatz bildet.
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Vorzugsweise sind der Hohlraum und der besagte Einsatz rotationssymmetrisch bzw. zylinderförmig, wobei für eine solche Form ein Herstellen durch Fließpressen oder Strangpressen besonders gut darstellbar ist. Nur der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, dass sowohl das Strangpressprofil als auch der Einsatz (= das Einsatzteil) aus beliebigen Materialien bestehen können und nicht auf Aluminium bzw. eine Leichtmetalllegierung oder Stahl beschränkt sind.
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Ein ausreichend festes Fügen des besagten Einsatzes in das bzw. mit dem Strangpressprofilteil, genauer in dessen Hohlraum, kann auf verschiedene Weise erfolgen, so beispielsweise formschlüssig (bspw. mit viereckigem Querschnitt) und/oder kraftschlüssig (bspw. durch Einpressen oder Verschrauben) und/oder stoffschlüssig, bspw. durch thermisches Fügen bzw. Schweißen. Dabei muss nicht die vollständige Seitenwand oder Umfangsfläche des Einsatzes oder Einsatzteils zur Überdeckung mit dem Strangpressprofilteil bzw. dessen Hohlraum-Wand kommen, sondern es können auch nur partielle Anlageflächen zwischen dem Einsatzteil und der Hohlraum-Wand realisiert sein, bspw. mittels eines Kragens oder Bundes des Einsatzes oder durch Quetschrippen oder über eine Konizität insbesondere in einem Endabschnitt des Einsatzes. Dies kann beispielsweise zur genaueren Positionierung des Einsatzes oder zur Verbesserung des Einpressvorgangs umgesetzt werden.
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Die beigefügte 1 zeigt in einer isometrischen Darstellung nur die beiden hier wesentlichen Elemente eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, nämlich ein Strangpressprofiteil mit einem erfindungsgemäßen Einsatz oder Einsatzteil, welcher/welches ein sog. Verbindungskomponente oder einen Bestandteil einer solchen bildet, die in einem Fahrzeug (im Karosseriebereich oder im Fahrwerk) verbaut ist, was nicht dargestellt ist. 2 zeigt verkleinert nur das Strangpressprofilteil ohne Fließpresseinsatz, während in 3 der Einsatz im Schnitt dargestellt ist.
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Mit der Bezugsziffer 1 ist ein Strangpressprofilteil gekennzeichnet, das einen kreiszylindrischen Hohlraum 2 besitzt, dessen Zylinderachse 2a sich parallel zur Form-Richtung des Strangpressprofilteils 1 erstreckt, d.h. in Richtung der Zylinderachse 2a ist oder wird das Strangpressprofilteil 1 geformt. Dieses Strangpressprofilteil 1 bildet beispielsweise ein Knotenelement eines Fahrzeug-Achsträgers und allgemein eine Verbindungskomponente.
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In den Hohlraum 2 des Strangpressprofilteils 1 ist ein Einsatz 3 eingesetzt, der damit diesen Hohlraum 2 teilweise füllt und der durch Fließpressen oder Strangpressen (getrennt vom Strangpressprofilteil 1) hergestellt ist und daher auch als Press-Einsatz 3 oder als Einsatzteil 3 bezeichnet wird. Dieser Einsatz 3 besitzt eine hohlzylindrische Form und weist neben seiner Umfangswand oder Mantelfläche 3a eine Stirnfläche 3b auf. Die Mantelfläche 3a des Einsatzes 3 kann sich über die gesamte in Richtung der Zylinderachse 2a gemessene Länge des Strangpressprofilteils 1 erstrecken oder vorzugsweise nur über einen Teil von dessen Länge. Am der Stirnfläche 3b gegenüber liegenden Ende weist der Einsatz 3 keine Stirnfläche auf und ist somit offen, d.h. er endet mit seiner Mantelfläche 3a. Daher kann man den vorliegenden Einsatz 3 mit nur einer Stirnwand 3b auch als becherförmig beschreiben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ragt der Einsatz 3 auf der dem Betrachter von 1 zugewandten Seite des Strangpressprofilteils 1 über dieses hinaus, d.h. er ist nicht vollständig in den Hohlraum 2 eingeführt, so dass die Stirnseite 3b des Einsatzes 3 von der dem Betrachter zugewandten Stirnfläche 1a des Strangpressprofilteils 1 in Richtung der Zylinderachse 2a betrachtet beabstandet ist. Dabei beschreibt die Mantelfläche 3a des Einsatzes 3 keinen Zylinder mit konstantem (Außen)-Durchmesser, sondern es ist über deren Länge ein Absatz oder Bund B vorgesehen, d.h. eine geringe Durchmesser-Verringerung zur hier offenen Seite des Einsatzes 3 hin. Damit liegt nur eine Teilfläche der Mantelfläche 3a des eingepressten Einsatzes an der Wand des Hohlraus 2 des Strangpressprofilteils 1 an.
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Im Zentrum der Stirnseite 3b des Einsatzes 3 ist ein Befestigungsmittel 4 vorgesehen, welches hier als ein von der Stirnseite 3b in Richtung der Zylinderachse 2a abragender und durch das Material des Einsatzes 3 gebildeter Fortsatz ausgebildet ist. Auf diesen Fortsatz bzw. auf dieses Befestigungsmittel 4 kann beispielsweise ein Gewinde aufgeschnitten sein, auf welches eine Schraubenmutter (nicht gezeigt) aufgeschraubt werden kann. Bei einer solchen Gestaltung ist der Einsatz 3 mit Ausnahme der soeben genannten Schraubenmutter praktisch vollständig durch Fließ- oder Strangpressen hergestellt. Alternativ könnte das Befestigungsmittel 4 aber auch ein eigenständiges Bauelement sein, welches geeignet mit dem Einsatz 3 bzw. mit dessen Stirnwand 3b verbunden ist, bspw. durch Anschweißen. In einem solchen Fall wäre nur der sog. Grundkörper des Einsatzes 3, nämlich der beschriebene becherförmige Körper ohne das Befestigungsmittel 4 durch Fließ- oder Strangpressen hergestellt.
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Wenn das Strangpressprofilteil 1 bzw. die erfindungsgemäße Verbindungskomponente beispielsweise als ein weiter oben kurz angesprochenes Knotenelement in einem Fahrzueg-Achsträger eingesetzt ist, so kann über das Befestigungsmittel 4 das Strangpressprofilteil 1 beispielsweise mit einem Träger (Längsträger oder Querträger) eines zugehörigen Achsträgers lösbar verbunden sein oder werden, insbesondere weil der Einsatz 3 seinerseits fest mit dem Strangpressprofilteil 1 verbunden ist, beispielsweise über einen Presssitz und/oder Verschweißen. Alternativ kann über das Befestigungsmittel 4 ein Lager beispielsweise für einen radführenden Lenker am Strangpressprofilteil 1 befestigt werden. In besonders vorteilhafter Weise kann der Einsatz 3 selbst eine Hülse zur Aufnahme eines Gummilagers (bspw. für einen Lenker) bilden. Selbstverständlich ist eine Vielzahl weiterer Abwandlungen von obigen Erläuterungen möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Beispielsweise kann der Einsatz (3) bzw. Presseinsatz auch ein Vollkörper sein, d.h. aus Vollmaterial bestehen und somit keinen becherförmigen Hohlraum aufweisen. Ferner kann das Strangpressprofilteil 1 am zugehörigen Achsträger auch einem anderen Zweck als als Knotenelement dienen. So kann das Strangpressprofilteil beispielsweise ein Schubfeld des Achsträgers oder einen Bestandteil desselben bilden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1690779 B1 [0001, 0002]
- DE 102014215716 A1 [0001, 0002]
- DE 4404861 A1 [0001, 0006]