DE3447036A1

DE3447036A1 - Formschluessige verbindung zwischen einem profilstab und einem knotenelement

Info

Publication number: DE3447036A1
Application number: DE19843447036
Authority: DE
Inventors: Sumanjit Dr.-Ing. Dr. 8074 Gaimersheim Singh
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1984-12-22
Filing date: 1984-12-22
Publication date: 1986-07-10

Description

Formschlüssige Verbindung zwischen einem Profilstab
und einem Knotenelement Die Erfindung bezieht sich auf eine formschlüssige Verbindung zwischen einem Profilstab und einem Knotenelement, insbesondere für den Aufbau von Kraftfahrzeugen.
Aus der US-PS 3 388 944 ist es bekannt, Profilstäbe durch Schrauben an einem Knotenelement zu befestigen. Dabei ist es notwendig, daß die Profilstäbe während des Anschraubvorganges gehalten werden.
Es ist weiter bekamt, (deutsche Patentanmeldung P 33 46 986.5), die Enden von Strangpreßprofilen formschlüssig in entsprechenden Aufnahmen in den Knotenelementen anzuordnen. Bezüglich der Befestigung der Strangpreßprofile in den Knotenelementen ist der genannten Patentanmeldung entnehmber, daß die bekannten Verbindungstechniken, insbesondere Kleben, Löten und Schrauben einsetztbar sind. Um diese Verbindungstechniken anzuwenden, ist es notwendig, daß die Strangpreßprofile in ihrer Lage relativ zu den Knotenelementen genau fixiert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine gattungsgemäße Verbindung zwischen einem Profilstab und einem Knotenelement so weiterzubilden, daß diese beim Zusammenfügen festgelegt werden.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Bauteil zumindest abschnittsweise Vorsprünge aufweiset, welche bei zusammengefügter Verbindung auf die gegenüberliegende Fläche des anderen Bauteils unter Vorspannung einwirken.
Die Abmessungen der Vorsprünge sind also so dimensioniert, daß stets senkrecht zur Einschubrichtung eine Vorspannung erzeugt wird. Durch den Formschluß und die Vorspannung werden die beiden Bauteile relativ zueinander fixiert, so daß ohne zusätzliche Einrichtungen gegebenenfalls erforderliche weitere VerbindungsmaBnahmen durchgeführt werden können. Diese können beispielsweise durch SchweiGung, Schraubung, Nietung, Verklebung und ähnlichem erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Bauteile im Verbindungsbereich zumindest abschnittsweise konisch ausgeführt sind. Durch die konische Ausbildung ist ein leichteres Einführen möglich, eine Zentrierung gegeben und eine höhere Haltekraft möglich.
Es ist weiter von großem Vorteil, wenn zwischen den Vorsprüngen Kleb stoff eingebracht ist, welcher die Verbindung sichert. Die Vorsprünge üben hier also eine Doppelfunktion aus, räumlich zum einen die Erzeugung der notwendigen Vorspannung; zum anderen die Schaffung eines Raumes zur Aufnahme des KlebJtoffes. Ohne die Vorsprünge würde nämlich stets beim Zusammenfügen der beiden Bauteile, sofern diese nicht konisch ausgebildet sind, der meiste Klebstoff abgestreift und dadurch die Haltekraft reduziert werden.
Zweckmäßig ist die Ausbildung der Vorsprünge als Riffelung. Diese Art der Vorsprünge läßt sich selbst bei Nußteilen einfach herstellen.
Bei Profilstäben, insbesondere aus Leichtmetall, kann sie durch ein entsprechendes Werkzeug eingeprägt werden. Diese Riffelung kann beispielsweise als Längsriffelung in Montagerichtung ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, an dem Bauteil, welches in das andere Bauteil eingeschoben wird, quer zur Montagerichtung verlaufende Nuten vorzusehen, welche bei einer anschließenden Magnetfeld-Umformung Werkstoff des übergeschobenen Bauteils aufnehmen. Die Erhebungen zwischen den Nuten sind auch hier so ausgeführt, daß das andere Bauteil nur unter Krafteinwirkung aufgeschoben werden kann und so bis zur eigentlichen Verbindung provisorisch gesichert ist.
Die Abschnitte zwischen den Nuten können natürlich ebenfalls mit einer Riffelung versehen sein.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Profilstab, welch er in ein mit einer Riffelung versehenes Knotenelement einschiebbar ist, Fig. 2 eine ähnliche Anordnung, bei der jedoch der Profilstab die Riffelung aufweist, Fig. 3 eine Anordnung im Schnitt mit im Verbindungsbereich konisch ausgebildeten Bauteilen, Fig. 4 eine Anordnung, bei der di Bauteile nur abschnittweise konisch ausgeführt sind, Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel im Schnitt, wobei ein Profilstab durch Magnetfeld-Umformung an einem Knotenelement befestigt ist und Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel mit gleicher Verbindungstechnik wie bei dem Beispiel gemäß Fig. 5.
Ein in Fig. 1 abschnittsweise dargestelltes Knotenelement 5 ist mit einer rechteckigen Aufnahmeöffnung 7 für einen hohlen Profilstab 9 mit entsprechendem Querschnitt versehen. Auf einer Seite weist die Aufnahmeöffnung 7 eine Längsriffelung 11 in Montagerichtung auf.
Die Querschnitte des Profilstabes 9 und der Aufnahmeöffnung 7 in Verbindung mit der Längsriffelung 11 sind so aufeinander abgestimmt, daß beim Einfügen des Profilstabes 9 die Längsriffelung 11 auf die entsprechende Seite des Profilstabes 9 einwirkt, so daß beim Zusammenfügen eine entsprechende Kraft aufgebracht werden muß. Dadurch, daß bei montiertem Profilstab 9 die Längsriffeng 11 des Knotenelements 9 unter Vorspannung auf den Profilstab 9 einwirkt, ist dieser in seiner Lage fixiert, so daß ohne Hilfseinrichtungen eine eventuell erforderliche zusätzliche Verbindung (z. B. durch eine Kehlnahtschweißung zwischen dem Profilstab und der rechtwinkelig anschließenden Fläche des Knotenelements) hergestellt werden kann.
Eine ähnliche Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Dort ist eine Längsriffelung 12 auf einen Profilstab dreieck förmigen Querschnitts aufgebracht.
Fig. 3 zeigt eine formschlüssige Verbindung (Sechseck) zwischen einem Knotenelement 13 und einem Profil 15. Eine im Knotenelement 13 ausgebildete sechseckige Aufnahmeöffnung 17 ist über ihre gesamte Länge konisch ausgeformt. Ebenso ist der Aufnahmebereich 19 des Strangpreßprofils 15 mit einem angepaßten Konus versehen. Dieser ist an dem aus Leichtmetall hergestellten Profil 15 durch platisches Umformen erzeugt. Beim Einfügen des Strangpreßprofils 15 in das Knotenelement 13 ist durch die konische Ausbildung neben dem Formschluß eine kraft schlüssige Verbindung gegeben, welche durch eine zusätzlich im Knotenelement 13 umlaufend ausgebildete Längsriffelung 21 unterstützt wird.
Das Ausführungsbeispiel in Fig. 4 zeigt eine Ausbildung, bei der die beiden Bauteile im Verbindungsbereich nur abschnittsweise konisch ausgebildet sind.
Fig. 5 stellt eine Verbindung im Schnitt dar, bei der ein Knotenelement 23 mit einem Fortsatz 25 zur Aufnahme eines hohlen Profilstabes 27 versehen ist. Der Profilstab 27 weist umlaufende Nuten 29 auf, zwischen denen Erhebungen 31 angeordnet sind. Der Auaendurchmesser der Erhebungen 31 ist geringfügig größer als der Innendurchmesser des Profilstabes 27, so daß dieser nur durch Krafteinwirkung auf den Fortsatz 25 aufschiebbar ist. Bei aufgeschobenem Profilstab 27 wird dieser dann durch die durch die Erhebungen 31 erzeugte Vorspannung in seiner Lage gehalten, bis die Verbindung durch das bekannte Magnetfeld-Umformverfahren endgültig gesichert wird. Bei der Magnetfeld-Umformung dringt Werkstoff des Profilstabes 27 in die Nuten 29 ein, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Eine Verrippung 33 im Fortsatz 25 dient dazu, die bei der Magnetfeldumformung auftretenden Radialkräfte abzustützen.
Fig. 6 zeigt schließlich eine Verbindungsart ähnlich der in Fig. 5, wobei jedoch die Abschnitte zwischen den Nuten mit einer Riffelung (Übermaß) in Einschubrichtung versehen sind.

Claims

Patentansprüche 13 Formschlüssige Verbindung zwischen einem Profilstab und einem Knotenelement, insbesondere für den Aufbau von Kraftfahrzeugen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t 2 daß ein Bauteil (5; 13; 23) zumindest abschnittsweise Vorsprünge (11; 21; 31) aufweist, welche bei zusammengefügter Verbindung auf die gegenüberliegende Fläche des anderen Bauteils (9; 15; 27) unter Vorspannung einwirken.
2. Verbindung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Bauteile (13; 15) im Verbindungs bereich zumindest abschnittsweise konisch ausgeführt sind.
3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e e -k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den Vorsprüngen (11; 21; 31) Kleb3 toff eingebracht ist, welcher die Verbindung sichert.
4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorsprünge durch eine Riffelung (11; 21) gebildet sind.