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Dokumentenidentifikation DE102006018660A1 31.10.2007
Titel Einrichtung zur Festlegung des Anfangskraftniveaus beim Verformen von Hohlprofilen
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Goldhofer, Gerhard, Dr., 85049 Ingolstadt, DE
DE-Anmeldedatum 21.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006018660
Offenlegungstag 31.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse B21D 17/00(2006.01)A, F, I, 20060421, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B21D 53/88(2006.01)A, L, I, 20060421, B, H, DE   B62D 21/15(2006.01)A, L, I, 20060421, B, H, DE   
Zusammenfassung Bei einer Einrichtung zur Festlegung des Anfangskraftniveaus beim Verformen eines Hohlprofils (3) mit einer Sicke (5) ist ein Spannelement (7) vorgesehen, welches die Sicke (5) übergreifend an den Randbereichen der Sicke (5) angeordnet ist und durch welches die Vorspannung und/oder die Form der Sicke (5) einstellbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Festlegung des Anfangskraftniveaus beim Verformen von Hohlprofilen, insbesondere von Längsträgern in einem Kraftfahrzeug, wobei das Hohlprofil zumindest abschnittsweise Sicken aufweist.

Gattungsgemäße Einrichtungen sind im Fahrzeugbau bereits seit langer Zeit bekannt. Sicken werden dort dazu benutzt, um ein Bauteil bei Erreichen eines bestimmten Kraftniveaus kontrolliert versagen/knicken zu lassen. Besondere Bedeutung hat die Ausbildung von Sicken bei im Front- oder Heckbereich angeordneten Längsträgern. Die Sicken dienen dort dazu, bei einem Aufprall eine gewollte Verformung des Längsträgers durch sogenanntes Faltenbeulen einzuleiten.

Für das gewünschte Verhalten der Hohlprofile, d.h. für die Festlegung des Anfangskraftniveaus bei dem sich die Hohlprofile verformen, sind mehrere Faktoren maßgebend. Insbesondere spielen der Werkstoff und die Materialstärke sowie die Größe und Form der Sicken eine maßgebliche Rolle. Die entsprechenden Parameter beziehen sich jedoch stets auf ein bestimmtes Fahrzeug. Für unterschiedlich konzipierte Fahrzeuge sind die Materialien und Sickengeometrien entsprechend anzupassen, um je nach den vorhandenen baulichen Gegebenheiten ein optimales Anfangskraftniveau für die kontrollierte Verformung der Längsträger zu erreichen. Dies führt in der Praxis dazu, dass Längsträger für unterschiedliche Kraftniveaus mit verschiedenen Sickengeometrien entwickelt und für deren Umsetzung jeweils eigene Werkzeuge notwendig sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Werkzeugkosten zu reduzieren und trotzdem eine Festlegung des Anfangskraftniveaus beim Verformen der Hohlprofile zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Einrichtung zur Festlegung des Anfangskraftniveaus beim Verformen der Hohlprofile ein Spannelement umfasst, welches die Sicke übergreifend an den Randbereichen der Sicke angeordnet ist und durch welches die Vorspannung und/oder die Form der Sicke einstellbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es möglich, das Anfangskraftniveau beim Verformen der Hohlprofile einzustellen und trotzdem die Hohlprofile in den gleichen Werkzeugen zu fertigen. Dadurch können bspw. in der Rohbaufertigung von Kraftfahrzeugen stets gleiche Längsträger im Front- und Heckbereich eingesetzt werden, unabhängig davon, welche Motoren, Antriebe oder Zusatzausstattungen anschließend verbaut werden. Dies ermöglicht eine erhebliche Kosteneinsparung, da sich die Fahrzeuge im Rohbau nicht mehr unterscheiden müssen. Außerdem ist es möglich, die Anfangskraftniveaus sehr gezielt für die jeweilige Fahrzeugvariante einzustellen. Bisher sind oft Kompromisse geschlossen worden, um die Anzahl der verschiedenen Sicken zu reduzieren.

In vielen Fällen wird es zweckmäßig sein, über den Umfang des Hohlprofils verteilt mindestens zwei Spannelemente anzuordnen. Darüber lässt sich entweder ein gleichmäßiges Verformungsverhalten erzeugen oder, falls die Spannelemente gezielt mit unterschiedlichen Vorspannungen versehen sein sollten, ein bestimmter Versagensmodus erreichen.

Betreffend die bauliche Ausführung ist es von Vorteil, wenn das Spannelement ein Einstellelement mit einem eine Werkzeugaufnahme aufweisenden Gewindeteil umfasst und das Gewindeteil mit auf beiden Seiten der Sicken festgelegten Aufnahmeteilen zusammenwirkt. In diesem Fall kann die gewünschte Vorspannung durch Festziehung des Gewindeteils mittels eines Drehmomentenschlüssels realisiert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann zur Erzeugung der gewünschten Vorspannung zwischen dem Gewindeteil und zumindest einem Aufnahmeteil ein Federelement angeordnet sein. Durch ein geeignetes, auf Druck oder Zug reagierendes Federelement mit einer angepassten Kennung ist es möglich, die gewünschte Vorspannung sehr genau einzuhalten.

Schließlich können mehrere Spannelemente durch eine gemeinsame Betätigung einstellbar sein, wodurch der Einstellaufwand reduziert wird.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen

1 in schematischer Darstellung eine Sicke in einem Hohlprofil, wobei das Anfangskraftniveau beim Verformen des Hohlprofils durch ein Spannelement einstellbar ist und

2 eine abgewandelte Ausführungsform, bei der das Spannelement mit Federelementen zur Erzeugung der gewünschten Vorspannung ausgerüstet ist.

Ein abschnittsweise in 1 wiedergegebenes Hohlprofil 3 ist mit einer Sicke 5 versehen. Um das Anfangskraftniveau beim Verformen des Hohlprofils 3 festlegen zu können, ist ein Spannelement 7 vorgesehen, welches auf beiden Seiten der Sicke 5 am Hohlprofil 3 festgelegte Aufnahmeteile 9 und ein Gewindeteil 11 umfasst.

Die Aufnahmeteile 9 und das Gewindeteil 11 bilden ein Einstellelement 13, durch welches die auf die Sicke 5 wirkende Vorspannung einstellbar ist. Zur Einstellung bzw. zur Erzeugung der gewünschten Vorspannung wird das Gewindeteil 11 über ein geeignetes Werkzeug, bspw. einen Drehmomentschlüssel, verdreht. Dazu ist in dem Gewindeteil 11 eine Werkzeugaufnahme 15 vorgesehen. Das Gewindeteil 11 ist durch das mit einer Bohrung 17 versehene rechte Aufnahmeteil 9 hindurchgeführt und in das linke Aufnahmeteil 9, welches ein Innengewinde 19 aufweist, eingeschraubt.

Je stärker das Gewindeteil 11 festgezogen wird, umso geringer wird der Abstand der beiden Aufnahmeteile 9. Gleichzeitig ändert sich dadurch die Form der Sicke 5, da die Aufnahmeteile 9 fest mit dem Hohlprofil 3 verbunden sind. Je näher die beiden Aufnahmeteile 9 beieinander stehen, umso tiefer wird die Sicke 5, was gleichbedeutend mit einem niedrigeren Anfangskraftniveau ist. Das heißt, je spitzer der Winkel der Sicke 5 ist, desto kleiner muss die Kraft sein, um das Hohlprofil 3 zu verformen.

Die 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, weshalb für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen Verwendung finden.

In Abwandlung zu dem ersten Ausführungsbeispiel wird hier die Vorspannung durch eine Druckfeder 21 und/oder eine Zugfeder 23 erzeugt.


Anspruch[de]
Einrichtung zur Festlegung des Anfangskraftniveaus beim Verformen von Hohlprofilen, insbesondere von Längsträgern in einem Kraftfahrzeug, wobei das Hohlprofil zumindest abschnittsweise Sicken aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Spannelement (7) umfasst, welches die Sicke (5) übergreifend an den Randbereichen der Sicke (5) angeordnet ist und durch welches die Vorspannung und/oder die Form der Sicke (5) einstellbar ist. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang des Hohlprofils (3) verteilt mindestens zwei Spannelemente angeordnet sind. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (7) ein Einstellelement (13) mit einem eine Werkzeugaufnahme (15) aufweisenden Gewindeteil (11) umfasst, und dass das Gewindeteil (11) mit auf beiden Seiten der Sicke (5) festgelegte Aufnahmeteilen (9) zusammenwirkt. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Spannelemente durch eine gemeinsame Betätigung einstellbar sind. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer Vorspannung zwischen dem Gewindeteil (11) und zumindest einem Aufnahmeteil (9) ein Federelement (21, 23) angeordnet ist.






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