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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Metallprofil für einen
Fahrzeugkarosseriebereich, wobei das Profil Seitenwände, eine
Grundplatte und zwei Stützwände aufweist
und die Wände
sowie die Grundplatte eine Querschnittsfläche mit wenigstens drei hohlen
Querschnitten bilden.
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Technischer
Hintergrund
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Die
komplizierte Struktur, welche eine Fahrzeugkarosseriestruktur bildet,
stellt hohe Anforderungen an ihre Bestandteile. Insbesondere die
Profile der Karosseriestruktur müssen
viele verschiedene und in einigen Fällen gar sich widersprechende
Funktionen erfüllen.
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Die
Profile sollten nicht nur kostengünstig sowie auf einfache Weise
herstellbar und zusammenfügbar,
sondern auch robust sein, um für
eine hinreichende Sicherheit der Passagiere in dem Fahrzeug zu sorgen.
Rohre oder rohrähnliche
Profile stellen eine alternative Lösung des vorgenannten Problems dar.
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Indes
besitzt diese Art von Profilen gemäß dem Stand der Technik in
der Regel zwei grundlegende Nachteile. Die Biegefestigkeit, welche
insbesondere im Falle eines Unfalls von Bedeutung ist, ist pro kg
des Profils gering. Der weitere Nachteil besteht darin, dass die
Befestigung von anderen Bereichen aufwändig ist.
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Üblicherweise
bestehen bereits bekannte Profile aus einer erheblichen Anzahl an
Elementen, welche aneinander befestigt sind, um für eine Karosseriestruktur
zu sorgen, welche den verschiedenen Anforderungen im Hinblick auf
die speziellen Verbindungen genügt.
Die
DE 40 18 592 A1 beschreibt
eine Fahrzeugkarosseriestruktur mit wenigen Bauelementen, welche
mit einer Vielzahl an Mitteln zur Befestigung von verschiedenen
Gliedern an der Struktur ausgestattet sind. Die Herstellung einer
solchen komplizierten Struktur weist den Nachteil auf, dass sie
teuer ist, was im Hinblick auf die Wettbewerbsfähigkeit der gegenwärtigen Automobilindustrie
ein Problem darstellt. Folglich besteht ein Bedarf an einer weniger
aufwändigen
und einfacheren Karosseriestruktur, welche gleichwohl exzellente
Eigenschaften besitzt.
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Eine
weitere Anforderung hinsichtlich der Befestigung von weiteren Bereichen
besteht darin, dass die Profile den Bereichen Abstützung und
Festigkeit bieten, um z.B. eine höhere Steifigkeit von Befestigungsgliedern
zu ermöglichen.
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Eine
Erhöhung
der Dicke des Profilmaßes vermag
zwar das andere Problem im Hinblick auf die Biegefestigkeit des
Profils zu lösen.
Indes führt
eine erhöhte
Dicke zu einem größeren Gewicht
der Struktur, was zu einem Anstieg des Kraftstoffverbrauches führen kann
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Die
DE 197 14 631 A1 beschreibt
verschiedene Metallprofile mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs
1, welche aus einer Vielzahl an z.B. durch Profilwalzen gefertigter
Teile bestehen und welche im zusam mengefügten Zustand ein Profil für einen
Fahrzeugkarosseriebereich bilden, wobei das Profil Seitenwände, eine Grundplatte
und zwei Stützwände aufweist
und die Wände
sowie die Grundplatte eine Querschnittsfläche mit wenigstens drei hohlen
Querschnitten bilden. Aus Gründen
der Fertigungsgeschwindigkeit ist es häufig wünschenswert, für modulare
Profile zu sorgen, anstatt viele Teile zusammenfügen zu müssen.
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Der
EP 0 823 368 A1 sind
Profile aus vornehmlich leichten Legierungen, insbesondere aus extrudiertem
Aluminium, gefertigte Profile entnehmbar. Indes wird eine alternative
Ausführungsform
vorgeschlagen, welche unter Verwendung von Stahlblech gefertigt
ist, welches in einer Weise gebogen und aneinander befestigt ist,
dass sich ein geschlossenes Profil ergibt. Es ist offensichtlich,
dass zumindest einige der erforderlichen Schweißvorgänge eines solchen Profils während der
Herstellung an der Innenseite des Profils durchgeführt werden
müssen und
diese folglich, insbesondere im Falle von langgestreckten Strukturen,
kompliziert sind, weil das Profil geschlossen ausgebildet ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Profil vorzuschlagen,
welches den vorgenannten Nachteilen begegnet und es ermöglicht,
für eine
hohe Biegefestigkeit pro kg des Profils zu sorgen.
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Ein
weiteres Ziel besteht darin, für
eine genaue und feste Verbindung von verschiedenen Arten von Bereichen
an dem Profil zu sorgen.
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Schließlich besteht
ein weiteres Ziel der Erfindung darin, ein Profil vorzuschlagen,
welches diese und weitere Ziele erreicht, aber gleichwohl kostengünstig und
insbesondere einfach herstellbar und in einem Fahrzeug installierbar
ist.
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Diese
und weitere Ziele werden durch ein Profil gemäß dem Anspruch 1 sowie durch
einen Karosseriebereich gemäß dem Anspruch
9 gelöst,
wodurch es möglich
wird, eine hohe Biegesteifigkeit bei einem extrem geringen Dickenmaß zu erreichen.
Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Erfindungsgemäß wird ein
Metallprofil für
einen Fahrzeugkarosseriebereich vorgeschlagen, wobei das Profil
Seitenwände,
eine Grundplatte und zwei Stützwände aufweist
und die Wände
sowie die Grundplatte eine Querschnittsfläche mit wenigstens drei hohlen
Querschnitten bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallprofil
aus einem Stück
eines Metallblechs gefertigt ist, wobei die Grundplatte und die
Stützwände einen
Innenquerschnitt des Metallprofils mit einer im Wesentlichen dreieckigen
Querschnittsfläche
bilden und der dreieckige Innenquerschnitt im Wesentlichen drei
Ecken mit einer angrenzenden Öffnung
des Materials des Metallprofils von einem Innenbereich nach außen aufweist.
Eine solche Ausgestaltung macht es möglich, einem Metallprofil für Fahrzeuge
unter Gewährleistung
einer einfachen und schlanken Struktur des Profils eine erhöhte Biegesteifigkeit
zu verleihen. Insbesondere die Möglichkeit,
dazu in der Lage zu sein, ein erfindungsgemäßes Metallprofil aus einem
Stück Metall
mit einer geeigneten Dicke herzustellen, bietet hinsichtlich des
Herstellungsverfahrens einen großen Vorteil. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, dass die Form des endgültigen Profils den Profilgliedern
eine einfache Verschweißung
miteinander ermöglicht.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass die Teile und Ecken, welche
zuverlässig
aneinander befestigt werden müssen,
selbst nach dem Vorgang der Formgebung auf einfache Weise zugänglich sind
und z.B. einem Schweißvorgang
unterworfen werden können.
Das Punktschweißen
stellt ein nicht beschränkendes
Ausführungsbeispiel
eines bevorzugten Verfahrens dar, um für eine Verbindung zwischen den
Seiten, Ecken oder Flanschen des Metallprofils zu sorgen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist das Metallprofil wenigstens einen Flansch auf.
Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung weist das Metallprofil zwei in das Metallprofil integrierte
Flansche auf.
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Die
Flansche können
zur Befestigung verschiedener Elemente genutzt werden und verleihen dem
Profil sowie den hieran befestigten Gliedern ferner eine erhöhte Steifigkeit
und eine besserer Abstützung.
Vornehmlich dienen die Flansche zur Befestigung von weiteren Elementen.
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Die
Flansche sind vorzugsweise in der Nähe wenigstens einer ecke des
Innenquerschnittes angeordnet.
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Eine
solche Ausgestaltung sorgt für
eine erhöhte
Steifigkeit der Verbindungsstellen an dem Metallprofil.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Flansche in der Nähe der Ecken der Grundplatte
des Innenquerschnittes angeordnet.
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Das
Herstellungsverfahren kann üblicherweise
aus einer Vielzahl an dem Fachmann wohlbekannten Alternativen ausgewählt werden,
von welchen die nachfolgenden Alternativen als geeignet erachtet
werden. Das Metallprofil wird aus einem Stück eines Metallblechs geformt.
Insbesondere die Al ternative, dazu in der Lage zu sein, ein erfindungsgemäßes Metallprofil
aus einem Stück
Metall mit einer geeigneten Dicke zu formen, stellt im Hinblick
auf das Herstellungsverfahren einen großen Vorteil dar. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, dass die Form des endgültigen Profils den Profilgliedern
einen einfache Verschweißung
miteinander ermöglicht,
da die miteinander zu verbindenden Glieder einfach zugänglich und bearbeitbar
sind.
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Das
Metallprofil kann auch durch Hydroformen aus einem Stück eines
Metallblechs gefertigt sein.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist vorgesehen, dass das Metallprofil mit Versteifungsmitteln
versehen ist. Die Versteifungsmittel verleihen dem Profil zusätzliche
Festigkeit.
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Vorzugsweise
sind die Stützwände des
dreieckigen Querschnittes mit Versteifungsmitteln ausgestattet,
um die Festigkeit des Profils weiter zu erhöhen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Karosseriebereich
in einem Fahrzeug mit einem Metallprofil vorzuschlagen, welches
Seitenwände,
eine Grundplatte und zwei Stützwände aufweist,
wobei die Wände
sowie die Grundplatte eine Querschnittsfläche mit wenigstens drei hohlen
Querschnitten bilden, wobei das Metallprofil aus einem Stück eines
Metallblechs gefertigt ist, wobei die Grundplatte und die Stützwände einen
Innenquerschnitt des Metallprofils mit einer im Wesentlichen dreieckigen
Querschnittsfläche
bilden und der dreieckige Innenquerschnitt im Wesentlichen drei Ecken
mit einer angrenzenden Öffnung
des Materials des Metallprofils von einem Innenbereich nach außen aufweist.
Folglich sind die Teile und Ecken, welche zuverlässig aneinander befestigt werden
müssen,
selbst nach dem Vorgang der Formgebung auf einfache Weise zugänglich und
können
z.B. einem Schweißvorgang
unterworfen werden.
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Insbesondere
die Alternative, dazu in der Lage zu sein, ein erfindungsgemäßes Metallprofil aus
einem Stück
Metall mit einer geeigneten Dicke zu formen, stellt im Hinblick
auf das Herstellungsverfahren einen großen Vorteil dar. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, dass die Form des endgültigen Profils den Profilgliedern
eine einfache Verschweißung
miteinander ermöglicht.
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Die
Verwendung eines Profils gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem Karosseriebereich eines Fahrzeugs sorgt für Festigkeit,
Vorteile im Hinblick auf das Zusammenfügen der Karosseriestruktur und
andere oben genannte Vorteile. Insbesondere ein erfindungsgemäßer Karosseriebereich,
welcher wenigstens einen Flansch aufweist, bietet Vorteile hinsichtlich
des Vorgangs des Zusammenfügens
sowie der Robustheit der Struktur und der an der Struktur befestigten
Glieder.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform des
Karosseriebereiches weist das Metallprofil zwei in das Metallprofil
integrierte Flansche auf.
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Zusätzlich zu
den vorgenannten Vorteilen des Zusammenfügens der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur
verleihen die Flansche den befestigten Gliedern eine erhöhte Steifigkeit
und stellen überdies
ein Mittel zur festen Verbindung der Glieder mit dem Karosseriebereich
dar.
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Aus
diesem Grund ist gemäß einer
weiterhin bevorzugten Ausführungsform
des Karosseriebereiches vorgesehen, dass an dem Metallprofil ein
zweites Profil an einer ersten Verbindungsstelle befestigt ist,
welche durch einen Flansch des Metallprofils abgestützt ist.
Ein Ziel der Flansche gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht darin, nicht nur eine Befestigung von verschiedenen
Gliedern oder Gegenständen
an dem Karosseriebereich zu ermöglichen,
sondern diesen auch eine feste Abstützung, insbesondere in den
Verbindungsbereichen, zu verleihen. Die Flansche sind in erster
Linie von Befestigungsflanschen gebildet.
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Gemäß einer
insbesondere bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist der Karosseriebereich wenigstens eine mit einem
Abstand von der ersten Verbindungsstelle in Querrichtung bezüglich des
Metallprofils und bezüglich
des zweiten Profils angeordnete, weitere Verbindungsstelle an dem
Metallprofil auf.
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Eine
solche Ausgestaltung sorgt für
eine exzellente Verbindung des Karosseriebereiches mit Profilen
oder anderen Gliedern, Elementen oder Gegenständen, wobei für solche
Elemente in der nachfolgenden Beschreibung weitere Ausführungsbeispiele
erwähnt
sind. Die Möglichkeit,
an dem Metallprofil beispielsweise eine Säule an auf wenigstens zwei
Niveaus angeordneten Stellen zu befestigen, verleiht dem gesamten
Karosseriebereich und insbesondere der Verbindung ein exzellentes
Aufnahmevermögen
von Biegemomenten.
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Ein
weiterer Vorteil der oben erwähnten
Befestigung von Elementen besteht darin, dass ungeachtet der Tatsache,
dass die Verbindungsstellen auf zwei unterschiedlichen Niveaus des
Karosseriebereiches angeordnet sind, der Zuwachs an Höhe infolge des
Zusammenfügens
von zwei Elementen lediglich entweder von der Dicke eines Flansches
oder von dem Dickenmaß eines
der anderen befestigten Glieder gebildet ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist ein Karosseriebereich vorgesehen, bei welchem
eine Windschutzscheibe an dem Metallprofil befestigt ist. Entsprechendes
gilt für
einen Karosseriebereich, bei welchem ein Dachspriegel an dem Metallprofil
befestigt ist. Der Flansch eines solchen Metallprofils dient als
Dichtungsflansch für
eine Fahrzeugtür.
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Alternativ
ist an dem erfindungsgemäßen Metallprofil
durch einen Flansch des Metallprofils abgestützt eine Säule befestigt.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Nachstehend
ist eine gegenwärtig
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 eine
abgebrochen dargestellte, schematische Längsansicht einer Ausführungsform
eines Karosseriebereiches mit einem Profil gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 einen
Querschnitt eines Profils gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Teils des Profils mit weiteren hieran
befestigten Bereichen; und
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4 eine
Seitenansicht gemäß 3.
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Detaillierte Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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Die
nachfolgend beschriebene Ausführungsform
der Erfindung bezieht sich auf Metallprofile für ein Fahrzeug.
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Es
ist eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in welcher die meisten Vorteile der kennzeichnenden Merkmale erläutert sind.
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Wie
aus 1 ersichtlich, weist ein Karosseriebereich 20 in
einem Fahrzeug ein Metallprofil 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung auf.
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2 zeigt
einen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des Metallprofils 1 mit
Seitenwänden 10a, 10b,
einer Grundplatte 8 und zwei Stützwänden 2a, 2b.
Die Wände 2a, 2b, 10a, 10b und
die Grundplatte 8 bilden eine Querschnittsfläche mit
wenigstens drei hohlen Querschnitten 6a, 6b, 7. Die
Grundplatte 8 und die Stützwände 2a, 2b bilden einen
Innenquerschnitt 7 des Metallprofils 1 mit einer im
Wesentlichen dreieckigen Querschnittsfläche 7.
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Infolge
des dreieckig ausgestalteten Innenquerschnittes 7 ist die
Biegesteifigkeit des Profils 1 im Vergleich mit einem entsprechenden
Profil ohne einen solchen speziellen Querschnitt doppelt so hoch.
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Das
Metallprofil 1 gemäß der vorliegenden Erfindung
weist wenigstens einen Flansch 3, 4 auf. Vorzugsweise
besitzt das Metallprofil 1 zwei in das Metallprofil 1 integrierte
Flansche 3, 4. Die Flansche 3, 4 sind
in der Nähe
wenigstens einer Ecke 9, 11, 12 des Innenquerschnittes 7 angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die Flansche 3, 4 des
Metallprofils 1 in der Nähe der Ecken 11, 12 der
Grundplatte 8 des Innenquerschnittes 7 angeordnet.
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Ziel
der Erfindung ist es nicht, ein spezielles Verfahren zur Fertigung
des Metallprofils anzugeben, da sich die Er findung in Bezug auf
die Herstellung des Profils in hervorragender Weise für herkömmliche
Verfahren gemäß dem Stand
der Technik eignet.
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Das
Metallprofill ist gemäß einem
vorteilhaften Verfahren aus nur einem Stück Metallblech geformt. Das
zum Formen des Profils eingesetzte Verfahren ist dem Fachmann geläufig und
stellt keinen Gegenstand dieser speziellen Erfindung dar. Allerdings
macht es die spezielle Form, wie sie in 2 wiedergegeben
ist, möglich,
für ein
solch festes, aber gleichwohl schlankes Profils aus nur einem Metallblech
zu sorgen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Teile und
Ecken, welche zuverlässig
aneinander befestigt werden müssen,
selbst nach dem Vorgang der Formgebung auf einfache Weise zugänglich sind
und z.B. einem Schweißvorgang
unterworfen werden können.
Das Punktschweißen
stellt ein nicht beschränkendes
Beispiel eines bevorzugten Verfahrens dar, um für eine Verbindung zwischen
den Seiten, Ecken oder Flanschen des Metallprofils zu sorgen.
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Das
Metallprofil kann durch Profilwalzen oder Hydroformen aus einem
einzigen Stück
Metallblech gefertigt sein. Eine für einige Materialien sehr geeignete
Alternative besteht in der Verwendung eines Extrusionsverfahrens,
um für
ein Metallprofil gemäß der vorliegenden
Erfindung zu sorgen.
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Wie
der 3 zu entnehmen ist, ist ein erfindungsgemäßes Metallprofil 1 mit
Versteifungsmitteln 13 versehen. Vorzugsweise ist wenigstens
eine der Stützwände 2a, 2b des
Innenquerschnittes 7 mit Versteifungsmitteln 13 ausgestattet.
Für die
Steifigkeit ist z.B. durch das Anbringen von Versteifungsmitteln, wie
Vertikalen, Einsenken (Hobbing) der Stützwände 2a, 2b,
welche den Stützwänden 2a, 2b eine
erhöhte Dicke
verleihen, oder durch beliebige andere Mittel zur Gewährleistung
einer erhöhten
Steifigkeit gesorgt.
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In 4 ist
ein Bereich gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Karosseriebereiches 20 dargestellt.
Ein zweites Profil 25 ist an dem Metallprofil 1 an
einer ersten Verbindungsstelle befestigt, welche durch einen Flansch 3, 4 des
Metallprofils 1 abgestützt
ist. Das zweite Profil 25 weist eine mit einem Abstand
von der ersten Verbindungsstelle in Querrichtung bezüglich des
Metallprofils 1 und bezüglich
des zweiten Profils 25 angeordnete, weitere Verbindungsstelle
an dem Metallprofil 1 auf.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht auch darin, einen Karosseriebereich 20 mit
z.B. einer Windschutzscheibe 21, einem Dachspriegel, einem Dichtungsflansch
aus einem gummiartigen Material oder einer Säule vorzuschlagen, welche(r)
durch einen Flansch 3, 4 abgestützt an dem
Metallprofil 1 befestigt ist.
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Die
vorliegende Erfindung darf nicht als auf die vorstehend beschriebene,
bevorzugte Ausführungsform
beschränkt
erachtet werden, sondern umfasst vielmehr sämtliche möglichen Ausführungsvarianten,
welche unter den durch die beigefügten Ansprüche bestimmten Schutzbereich
fallen.