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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Längsträger für ein Kraftfahrzeug, wobei der Längsträger eine sich in eine Längsrichtung erstreckende Profilstruktur mit einer Mehrzahl an Hohlkammern umfasst.
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Derartige Längsträger sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zum Beispiel zeigt die
EP 2 316 712 B1 ein Verbundprofil bestehend aus einem ersten und zweiten Metallprofilteil, wobei das erste Metallprofilteil mit zwei parallelen Schenkeln einen U-förmigen Teilquerschnitt aufweist und über diese Schenkel mittels Schweißen mit dem zweiten Metallprofilteil verbunden ist. Dabei bildet ein Schenkel des ersten Metallprofilteils mit einer Außenfläche des zweiten Metallprofilteils einen T-Stoß und in dem Kehlbereich des T-Stoßes befindet sich eine im Querschnitt dreiecksförmige Nase sowohl am Rand des einen Schenkels des ersten Metallprofilteils als auch auf der Außenfläche des zweiten Metallprofilteils, sodass die Nasen unter Ausbildung eines Schweißstoßes aneinanderliegend zusammen einen dreiecksförmigen Querschnitt bilden. Mit einer solchen Gestaltung des ersten und zweiten Metallprofilteils kann im Kehlbereich des T-Stoßes eine Kehlnaht mittels Schweißen zur Verbindung der beiden Bauteile eingebracht werden, die ohne eine Stützrippe zur Abstützung der Schweißkraft auskommt. Aufwendig ist aber die spezielle Nasenstruktur, wodurch eine flexible Gestaltung schwierig wird.
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Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Längsträger für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welcher eine flexibel an den jeweiligen Bedarf angepasste Profilstruktur aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Längsträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
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Ein erfindungsgemäßer Längsträger ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und als Schweller ausgebildet. Der Längsträger umfasst wenigstens eine sich in eine Längsrichtung erstreckende Profilstruktur mit einer Mehrzahl an Hohlkammern. Die Profilstruktur besteht in der Art eines Baukastens aus wenigstens drei separaten Längsprofilen, die miteinander verbunden sind und wenigstens teilweise ineinander eingreifen. Dabei sind die Längsprofile als Strangpressprofile ausgebildet und weisen jeweils mehrere Hohlkammern auf.
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Der erfindungsgemäße Längsträger hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil des erfindungsgemäßen Längsträgers besteht darin, dass er in der Art eines Baukastens aufgebaut ist. Durch die drei separaten Längsprofile wird eine höhere Stabilität und Steifigkeit erreicht. Gleichzeitig kann die Profilstruktur flexibel an den jeweiligen Bedarf angepasst werden. Eine aufwendige und spezielle Ausgestaltung von Nasen ist dabei nicht nötig.
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In einer bevorzugten Weiterbildung sind die drei separaten Längsprofile zu der Profilstruktur einstückig miteinander verbunden. Das bedeutet, dass der Längsträger bzw. dessen Profilstruktur nach dem Herstellungsprozess einstückig und in bevorzugten Ausgestaltungen werkstoffeinstückig ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß sind die Längsprofile als Strangpressprofile ausgebildet. Besonders bevorzugt besteht wenigstens ein Längsprofil wenigstens teilweise aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung. Es ist auch möglich, dass wenigstens ein Strangpressprofil aus einem anderen Werkstoff besteht.
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Erfindungsgemäß weisen die Längsprofile zwei oder mehr Hohlkammern auf. Möglich ist es auch, dass wenigstens ein Längsprofil oder mehrere Längsprofile oder alle Längsprofile zwei, drei, vier oder mehr Hohlkammern aufweist.
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Vorzugsweise wird an der Profilstruktur wenigstens ein sich in Längsrichtung erstreckender Hohlraum durch die Anordnung von zwei oder mehr Längsprofilen gebildet. Das bedeutet, dass zum Beispiel zwei Längsprofile zusammen einen Hohlraum bilden, der teilweise durch das eine Längsprofil und teilweise durch das andere Längsprofil begrenzt wird. Möglich ist es aber auch, dass ein sich in Längsrichtung erstreckender Hohlraum durch drei oder mehr Längsprofile gebildet wird, sodass beispielsweise jeweils eine Wandung durch jeweils ein Längsprofil ausgebildet wird. Der Hohlraum kann einen im Querschnitt dreieckigen, viereckigen oder mehreckigen oder auch ovalen oder abgerundeten Querschnitt aufweisen.
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In bevorzugten Ausgestaltungen weist wenigstens ein Längsprofil wenigstens einen abstehenden Blechstreifen auf oder wird durch wenigstens einen Blechstreifen gebildet. Beispielsweise kann ein Längsprofil eine im Querschnitt etwa rechteckige Hohlkammer aufweisen, wobei sich an einer Stirnwandung seitlich ein Blechstreifen von der Hohlkammer aus weg erstreckt. Möglich ist es auch, dass von einer Hohlkammer zwei oder mehr Blechstreifen abstehen. Dabei ist eine beliebige Winkelausrichtung zwischen dem abstehenden Blechstreifen und einer Hohlkammerwandung möglich. Derartige Blechstreifen können zur Versteifung und/oder zur Kontaktierung anderer Längsprofile dienen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird an der Profilstruktur wenigstens ein sich in Längsrichtung erstreckender Hohlraum durch wenigstens ein Längsprofil und wenigstens einen Blechstreifen eines anderen Längsprofils gebildet wird. Dadurch wird eine baukastenartige Verschachtelung von Profilen zur Verfügung gestellt, die eine hohe Stabilität und Steifigkeit erlaubt.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Profilstruktur im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand wenigstens eine Versteifungswandung aufweist. Eine solche Versteifungswandung kann durch ein Längsprofil gebildet werden oder auch in einem Längsprofil vorgesehen oder angeordnet sein. Möglich ist es auch, dass die Versteifungswandung Teil einer Versteifungseinrichtung ist, die beispielsweise einen kreuzförmigen oder sonstigen Querschnitt aufweist und die separat in einen Hohlraum eines Längsprofils eingeführt ist. Möglich ist es auch, dass eine solche Versteifungseinrichtung in einem Hohlraum positioniert wird, der durch ein, zwei oder mehr Längsprofile gebildet wird.
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Besonders bevorzugt weist die Profilstruktur im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand wenigstens eine sich im erheblichen Maße horizontal erstreckende Versteifungswandung auf. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Versteifungswandung im Wesentlichen horizontal. Der Winkel zur Horizontalen im eingebauten Zustand ist vorzugsweise kleiner 30°. Horizontal ausgerichtete Versteifungswandungen erhöhen die Steifigkeit quer zur Längsrichtung erheblich, sodass im Falle eines Unfalls oder anderer unerwarteter Belastungen der Längsträger quer zur Längsrichtung erheblichen Belastungen standhält.
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In bevorzugten Weiterbildungen überdeckt der Längsträger wenigstens einen Querträger. Dadurch wird eine insgesamt höhere Steifigkeit eines Systems ermöglicht.
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In besonders bevorzugten Weiterbildungen werden wenigstens zwei Längsprofile miteinander fest verbunden. Insbesondere werden wenigstens zwei Längsprofile miteinander verschweißt und/oder vernietet und/oder verschraubt und/oder verklebt und/oder verpresst. Es ist möglich und bevorzugt, dass wenigstens zwei Verbindungsarten zur Verbindung von zwei Längsprofilen realisiert sind. Beispielsweise können zwei Längsprofile miteinander verpresst und verklebt und/oder vernietet oder verschweißt sein.
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In allen Ausgestaltungen ist es möglich, dass wenigstens eine Hohlkammer wenigstens teilweise gefüllt ist. Insbesondere wird wenigstens eine Hohlkammer durch ein Schaummaterial oder dergleichen gefüllt. Möglich ist dabei auch eine Art von Metallschaum, der ein geringes Gewicht aufweist und zur Steifigkeit beiträgt.
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Die Erfindung stellt einen Längsträger und als Schweller für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung, welcher vorzugsweise aus wenigstens drei Strangpressprofilen besteht, die nach Art eines Baukastens zusammengesetzt sind. Dabei greifen die einzelnen Profile zumindest teilweise ineinander ein. Dadurch wird eine hohe Stabilität bei einem geringen Gewicht erreicht. Die Erfindung erhöht die Variationsmöglichkeit zur Lastklassensteuerung im Baukasten.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
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Darin zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines eingebauten Längsträgers;
- 2 einen schematischen perspektivischen Querschnitt durch den Längsträger nach 1;
- 3 einen stark schematischen Querschnitt durch den Längsträger nach 1; und
- 4 den Querschnitt nach 3 in einer Explosionsdarstellung.
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1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines in ein Kraftfahrzeug eingebauten Längsträgers 1. Der Längsträger 1 ist hier als Schweller 50 ausgeführt und Teil des tragenden Rahmens 51 des Kraftfahrzeugs.
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Der Längsträger 1 erstreckt sich in Längsrichtung 2 des Kraftfahrzeugs und wird durch eine Profilstruktur 3 gebildet, die auch einen Querträger 10 überdeckt.
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2 zeigt einen schematischen geschnittenen und perspektivischen Querschnitt durch den Längsträger 1 nach 1, wobei die Profilstruktur 3 im Querschnitt erkennbar ist. Die Profilstruktur 3 wird hier im Wesentlichen durch Längsprofile 4, 5 und 6 gebildet. Zusätzlich kommt noch ein Längsprofil 7 hinzu, welches als gebogener Blechstreifen ausgebildet ist. Die Längsprofile 4, 5 und 6 weisen jeweils Hohlkammern auf. Der Innenraum des Längsprofils 4 wird durch Versteifungswandungen 25, 26 und 27 in vier Hohlkammern unterteilt, die im Einzelnen in 3 und 4 bezeichnet sind. Die Versteifungswände 25, 26 und 27 versteifen zusammen mit der oberen und unteren Begrenzungswand das Längsprofil 4 und die gesamte Profilstruktur 3 und somit den Längsträger 1 in Querrichtung, sodass auch ein in Querrichtung stabiler Längsträger 1 zur Verfügung gestellt wird.
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Miteinander verschachtelt bilden die drei Längsprofile 4, 5 und 6 eine Vielzahl von Hohlkammern. Die Längsprofile 4, 5, 6 und 7 sind in der Art eines Baukastens aufgebaut und, sodass für unterschiedliche Kraftfahrzeuge unterschiedliche Längsträger gegebenenfalls aus den gleichen Längsprofilen gebildet werden können.
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An den einzelnen Längsprofilen 4, 5 und 6 sind jeweils Hohlkammern ausgebildet. Zusätzlich stehen an den Längsprofilen 4, 5 und 6 noch jeweils Blechstreifen seitlich von den Hohlkammerbereichen ab, die zur Kontaktierung mit anderen Längsprofilen und/oder zur Befestigung an dem Kraftfahrzeug dienen. So überdeckt der Blechstreifen 22 des Längsprofils 5 den Querträger 10, um dort einen stabilen Anschluss Verfügung zu stellen.
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Beispielhaft ist in 2 die Hohlkammer 40 mit einem Bezugszeichen versehen, die erst durch die Zusammenfügung der Längsprofile 4 und 6 entsteht. Dabei bilden Wandungen der Längsprofile 4 und 6 die Seitenwandungen der Hohlkammer 40.
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In 2 ist auch die Außenhaut bzw. Deckschicht 9 des Längsträgers 1 dargestellt, die insbesondere zur optisch ansprechenden Gestaltung des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
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3 zeigt einen stark schematischen Querschnitt durch den Längsträger 1 nach 1, wobei die Innenräume der jeweiligen Längsprofile und Hohlkammern unterschiedlich schraffiert dargestellt sind. Es ist möglich, dass die einzelnen Hohlkammern komplett hohl ausgebildet sind. Es ist aber auch möglich, dass die Hohlkammern mit einem Füllmaterial und/oder mit Versteifungsmitteln gefüllt sind, um eine noch stabilere Struktur zu bilden oder um bestimmte Eigenschaften der Struktur zur Verfügung zu stellen.
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3 zeigt die Längsprofile 4, 5, 6 und 7 die insgesamt hier die Profilstruktur 3 bilden.
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Zur besseren Übersicht zeigt 4 den Querschnitt nach 3 in einer Explosionsdarstellung, sodass die einzelnen Bauteile und Kammern eindeutig bezeichnet und unterschieden werden können.
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Das Längsprofil 4 besteht aus der äußeren Wandung 11, die hier die Hohlkammern 30, 31, 32 und 33 umgibt. An dem hier oberen und unteren Ende stehen Blechstreifen 20 und 21 nach oben bzw. unten von den Hohlkammern 30 bzw. 33 ab. Die einzelnen Hohlkammern 30, 31, 32 und 33 werden durch die Versteifungswandungen von 25, 26 und 27 voneinander getrennt. Die Versteifungswandungen tragen zur Erhöhung der seitlichen Steifigkeit bei.
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Das Versteifungsprofil 5 wird von der Wandung 12 umgeben und bildet im Wesentlichen vier etwa kastenförmige Hohlkammern 34, 35, 36 und 37. Von der Hohlkammer 36 aus erstreckt sich etwa horizontal der zuvor erwähnte Blechstreifen 22 nach außen. Dieser dient zur Überdeckung des Querträgers 10, sodass der Blechstreifen 22 im fertig montierten Zustand an einem Kraftfahrzeug von dem Längsträger 1 aus nach innen absteht.
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Das Längsprofil 6 wird durch die äußere Wandung 13 begrenzt und umfasst eine Hohlkammer 38 und eine Hohlkammer 39, die hier in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sind. Nach oben und unten stehen jeweils Blechstreifen 23 und 24 von der Hohlkammer 38 bzw. 39 ab. Zwischen den Hohlkammern 38 und 39 erstreckt sich über einen gewissen Abstand die Wandung 13.
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Das Längsprofil 7 wird schließlich durch einen gebogenen Blechstreifen gebildet, an dem im unmontierten Zustand keine Hohlkammer ausgebildet ist.
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Durch das Zusammenfügen der Längsprofile 4, 5, 6 und auch 7 entstehen weitere Hohlräume 40, 41, 42 und 43 die dann jeweils von einem Längsprofil oder von mehreren Längsprofilen begrenzt werden. So wird die Hohlkammer 40 durch die Längsprofile 4 und 6 gebildet. Die Hohlkammer 41 wird durch das Längsprofil 4, 5 und 6 begrenzt und die Hohlkammer 42 wird durch die Längsprofile 5 und 6 begrenzt. Die Hohlkammer, 43 wird schließlich durch das Längsprofil 6 und das Längsprofil 7 definiert.
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Je nach Ausgestaltung ist es möglich, in die einzelnen Hohlkammern 30-43 noch Versteifungselemente einzufügen, um die Steifigkeit gegebenenfalls noch weiter zu erhöhen.
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Die Erfindung stellt einen Längsträger 1 zur Verfügung, der als Schweller 50 für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist und aus wenigstens 3 Strangpressprofilen 4-6 besteht und nach Art eines Baukastens zusammengesetzt ist. Dabei greifen die einzelnen Längsprofile 4-6 (und 7) jeweils wenigstens teilweise ineinander ein. Die einzelnen Längsprofile können auf beliebige Weise miteinander verschweißt und/oder verklebt oder sonst wie verbunden sein.
