Die Erfindung betrifft ein Trägerelement für ein

Kraftfahrzeug aus Stahl, welches zumindest teilweise eine geschlossene Querschnittsfläche aufweist und mindestens ein Rollprofil hergestellt aus einem Tailored-Strip umfasst, welches sich in Längsrichtung des Trägerelements erstreckt. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs . Es ist bekannt, Trägerelemente eines Kraftfahrzeugs aus

Tailored-Blanks, d.h. aus auf die Belastungssituation

spezifisch angepassten Blechen herzustellen. Hierzu werden Bleche aus unterschiedlichen Materialgüten und/oder -dicken miteinander zu Tailored-Blanks verschweißt und anschließend beispielsweise zu Halbschalen für die Herstellung von

Trägerelementen umgeformt. Trägerelemente, welche aus

Tailored-Strips hergestellte Rollprofile verwenden, sind beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift

DE 10 2009 017 297 AI bekannt. Tailored-Strips sind

Metallbänder, welche der Länge nach mindestens mit einem weiteren Metallband verbunden, d.h. verschweißt sind, so dass diese ein gemeinsames Metallband bilden. Die verschweißten Metallbänder können aus unterschiedlichen Materialgüten, beispielsweise aus weichen und hochfesten Stählen, bestehen, um für die Herstellung von belastungsgerecht ausgelegten Bauteilen verwendet zu werden. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit durch Verwendung unterschiedlicher

Materialdicken der Belastungssituation des aus dem Tailored- Strip hergestellten Bauteils gerecht zu werden. Im Vergleich zur Verwendung von Tailored-Blanks zur Herstellung von

Trägerelementen entfällt bei Tailored-Strips die Vereinzelung und der Zuschnitt von Blechen sowie das aufwändige

Verschweißen der einzelnen Zuschnitte. Aus der oben genannten deutschen Offenlegungsschrift ist ein Trägerelement in Form eines Türschweilers eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welcher das Trägerelement aus zwei Schalen besteht, wobei mindestens eine der beiden Schalen aus einem Tailored-Strip hergestellt ist. Die aus dem Tailored-Strip hergestellte Halbschale kann einen Anbindungsbereich im Türschweiler zur Verfügung stellen, so dass eine Außenbeplankung in diesem Bereich auf einfache Weise befestigt werden kann. Einerseits bedarf es bei dem schalenartigen Aufbau des Türschweilers mindestens zweier Fügeschritte, nämlich durch Fügen der beiden zu verbindenden Schalenseiten. Andererseits ist der bekannte

Türschweiler auch hinsichtlich seiner Steifigkeit und seiner Festigkeit verbesserungswürdig.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 56 459 AI ist ein rollgeformter Träger eines Kraftfahrzeugs bekannt, welcher aus einem Tailored Strip mit unterschiedlichen

Materialgüten/-dicken hergestellt wurde.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die

Aufgabe zugrunde, ein Trägerelement für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches sich auf einfache Weise herstellen lässt und hohe Festigkeiten bei gleichen

Herstellkosten sowie geringem Gewicht bereitstellen kann. Die Aufgabe wird durch ein Trägerelement mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Zunächst wird durch das Rollprofil ein Trägerelement mit mindestens einer zumindest teilweise geschlossenen

Querschnittsfläche gebildet. Wie aus dem genannten Stand der Technik wird aus dem

Rollprofil alleine bereits eine geschlossene

Querschnittsfläche für das Trägerelement bereitgestellt, so dass eine Schalenbauweise des Trägerelements entfallen kann. Es werden keine zwei Schalen benötigt, sondern aus einem Tailored-Strip ein eine zumindest teilweise geschlossene Querschnittsfläche aufweisendes Trägerelement hergestellt. Das Trägerelement bildet demnach ein zumindest teilweise geschlossenes Hohlprofil und besteht im einfachsten Fall lediglich aus dem Rollprofil. Das aus einem Tailored-Strip hergestellte Trägerelement gewährleistet, dass die

Materialdicken und Materialgüten entsprechend der

Belastungssituation die notwendige Steifigkeit und Festigkeit des Trägerelements bereitstellen. Das Trägerelement kann beispielsweise über eine einzige Schweißnaht, beispielsweise bei einem Trägerelement hergestellt aus einem Rollprofil mit einer quadratischen Querschnittsfläche, verfügen. Die

Herstellkosten können bei gleichen Festigkeitseigenschaften gegenüber der Schalenbauweise noch einmal gesenkt werden. Erfindungsgemäß bildet das Rollprofil mindestens einen sich in Längsrichtung im Inneren des Trägerelements zumindest teilweise erstreckenden Mittelsteg, so dass insgesamt die Festigkeit und Steifigkeit des Trägerelements deutlich erhöht werden kann. Das Trägerelement mit Mittelsteg kann

beispielsweise eine Art Doppelkammerprofil bilden, welches eine deutlich höhere Festigkeit aufweist. Der Mittelsteg wird dabei erfindungsgemäß durch ein Material mit geringerer Materialdicke bereitgestellt, um den GewichtsZuwachs aufgrund des Mittelstegs zu reduzieren.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen

Trägerelements ist mindestens ein Flansch vorgesehen, welcher sich zumindest teilweise in Längsrichtung des Trägerelements erstreckt und optional durch das Rollprofil gebildet wird. Der mindestens eine Flansch des Trägerelements dient

vorzugsweise dazu, weitere Elemente mit dem Trägerelement zu verbinden. So kann der Flansch beispielsweise für Dichtungen als Dichtungsflansch verwendet werden oder zur Anbindung einer Außenbeplankung dienen. Wird der Flansch durch das Rollprofil gebildet, wird eine zusätzliche Montage eines Flansches vermieden und die Anzahl der Arbeitsschritte zur Herstellung des Trägerelements mit Flansch verringert.

Zusätzlich kann über das Rollprofil auch die Materialgüte bzw. die Materialdicke des Flansches belastungsspezifisch eingestellt werden. Darüber hinaus kann vorzugsweise durch die Verwendung eines Tailored-Strips zur Herstellung des Rollprofils die

Materialgüte des Mittelstegs frei gewählt werden und damit sehr gut an die Belastungssituation des Trägerelements angepasst werden.

Vorzugsweise ist das Trägerelement ein Längsträger oder ein Türschweiler eines Kraftfahrzeugs. Längsträger sowie

Türschweiler müssen im Falle eines Unfalls häufig hohen Knick- und/oder Biegebeanspruchungen standhalten und ein spezifisches Deformationsverhalten aufweisen. Mit dem erfindungsgemäßen Trägerelement kann durch die entsprechende Auswahl des Tailored-Strips einerseits die Belastungssituation sehr genau bei minimalem Gewicht des Trägerelements berücksichtigt werden, wobei die

Arbeitsschritte zur Herstellung des Trägerelements

gleichzeitig minimiert werden. Auch der Dichtungsflansch eins Türschweilers kann ohne großen Aufwand durch das

erfindungsgemäß zu verwendende Rollprofil zur Verfügung gestellt werden.

Weist das Rollprofil zumindest in einem Bereich, vorzugsweise im Bereich eines Mittelstegs Lochstanzungen und/oder

Durchzüge auf, kann das Gewicht des Trägerelements weiter reduziert werden, ohne die Festigkeit des Trägerelements wesentlich zu beeinflussen. Vorzugsweise ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Trägerelements das Rollprofil aus einem Tailored-Strip hergestellt, welches zwei, drei oder mehr als drei unterschiedliche Materialgüten und/oder Materialdicken aufweist. Wie bereits zuvor

ausgeführt, können über die Materialgüten und Materialdicken des Tailored-Strips die verschiedenen Belastungen und möglichen Konfigurationen des Trägerelements berücksichtigt werden, ohne großen Herstellungsaufwand zu erfordern.

Insbesondere bei drei oder mehr unterschiedlichen

Materialgüten und Materialdicken können sehr komplexe

Belastungssituationen exakt abgebildet werden.

Abhängig von der Belastungssituation im Kraftfahrzeug verläuft gemäß einer weiteren Ausgestaltung des

erfindungsgemäßen Trägerelements der Mittelsteg vertikal, horizontal oder diagonal zur Querschnittsfläche des

Trägerelements in eingebautem Zustand. Alle drei

Konfigurationen weisen Vorteile abhängig von der spezifischen Einbausituation des Trägerelements im Kraftfahrzeug auf. So ist beispielsweise durch einen horizontalen Verlauf des

Mittelstegs des Trägerelements gewährleistet, dass im Falle einer seitlichen Knick- und/oder Biegebeanspruchung,

beispielsweise im Falle eines Seitenaufpralls, eine maximale Steifigkeit bereitgestellt wird. Dagegen ermöglicht ein vertikaler Mittelsteg eine möglichst hohe Belastung des

Trägerelements in vertikaler Richtung. Der diagonal

verlaufende Mittelsteg dagegen stellt einen sehr guten

Kompromiss aus beiden Belastungssituationen dar und stellt insofern ein besonders homogen belastbares Trägerelement bereit. Vorzugsweise weist der Bereich des Mittelstegs des Rollprofils eine geringere Wanddicke als die übrigen Bereiche des Rollprofils auf und/oder besteht aus einer weicheren Stahlgute als die übrigen Bereiche des Rollprofils. In der Regel wird für den Mittelsteg keine extrem hohe Steifigkeit gefordert, so dass hier die Materialdicken reduziert und Gewicht eingespart werden kann. Weichere Stahlgüten

ermöglichen darüber hinaus, ein gezieltes

Deformationsverhalten des Trägerelements zu erreichen.

Gemäß einer nächsten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Trägerelements ist zusätzlich ein weiteres Profil vorgesehen, welches mit dem Rollprofil stoffschlüssig verbunden ist und eine Außenwand des Trägerelements bildet. Durch die

Verwendung eines weiteren Profils zur Bildung einer Außenwand des Trägerelements können geometrische Anforderungen des Trägerelements, welche beispielsweise den

Steifigkeitsanforderungen widersprechen, mit minimalem

Aufwand gewährleistet werden, wobei das Rollprofil,

hergestellt aus einem Tailored-Strip die Aufgabe übernimmt, die mechanischen Belastungsanforderungen bereitzustellen. Beispielsweise kann das Rollprofil eine für den Einbau des Trägerelements ungünstige Form annehmen, um beispielsweise die Belastungsanforderungen zu erfüllen und Uber das

zusätzliche Profil die geometrischen Anforderungen an den Einbau des Trägerelements erfüllt werden. Der Aufwand zur Bereitstellung eines entsprechenden Trägerelements entspricht etwa dem eines in Schalenbauweise hergestellten

Trägerelements . Dieser Ansatz kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn die Plattform beispielsweise eines Fahrzeugtyps gleich ist und in Abhängigkeit des Fahrzeugtyps (Caravan, Coupe, Cabrio, etc.) die Form des Profils (Außenwand) variiert.

Die Dichtungsflansche eines Türschwellers können gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Trägerelements schließlich dadurch bereitgestellt werden, dass als Flansch ein oder zwei Dichtungsflansche vorgesehen sind und der oder die Dichtungsflansche optional über einen Formschluss mit dem Trägerelement verbunden sind. In diesem Falle sind für die Flansche zusätzliche Bauteile notwendig. Allerdings

ermöglicht dieser Freiheitsgrad die Dichtungsflansche unabhängig von der Wahl der geometrischen Form des

Rollprofils anzuordnen. Werden die Dichtungsflansche, wie bereits ausgeführt, durch das Rollprofil bereitgestellt, entfällt der Aufwand des Anbringens der Dichtungsflansche jedoch.

Gemäß einer weiteren Lehre der vorliegenden Erfindung wird die aufgezeigte Aufgabe durch eine Karosserie eines

Kraftfahrzeugs, welche ein erfindungsgemäßes Trägerelement aufweist, gelöst. Wie bereits ausgeführt, können dadurch kostengünstige und an die Belastungssituation angepasste Trägerelemente bereitgestellt werden, welche zu einer entsprechenden Kostenreduzierung der Kraftfahrzeugkarosserie führen.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand von

Ausfuhrungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Querschnittsansichten in

Fig. la) , b) ein erstes Ausführungsbeispiel eines

erfindungsgemäßen Trägerelements ohne

Mittelsteg aus dem Stand der Technik,

Fig. 2a) , b) zwei weitere Ausführungsbeispiele eines

erfindungsgemäßen Trägerelements mit

vertikalem oder horizontalem Mittelsteg,

Fig. 3a) , b) zwei weitere Ausführungsbeispiele mit einem diagonal verlaufenden Mittelsteg und

Fig. 4a) bis c) drei weitere Ausführungsbeispiele eines

erfindungsgemäßen Trägerelements mit einem zusätzlichen Profil.

Die in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Trägerelemente können sämtlich als

Längsträger oder Türschweller in einem Kraftfahrzeug

eingesetzt werden.

In Fig. la) und b) werden in einer Querschnittsansicht zwei Ausführungsbeispiele eines Trägerelements aus dem Stand der Technik dargestellt, wobei das Trägerelement ein Rollprofil 1 aufweist. Das Rollprofil 1 besteht dabei aus zwei

verschiedenen Bereichen 2 und 3, welche, wie vorliegend dargestellt, unterschiedliche Materialdicken aufweisen. Das Rollprofil 1 ist zu einer quadratischen, geschlossenen

Querschnittsfläche 5 geformt und weist einen Flansch 4 auf, in welchem die beiden Bereiche des Rollprofils 2 und 3 miteinander Stoffschlüssig verbunden sind, um die

geschlossene Querschnittsfläche 5 zu bilden. Wie man an Fig. la) erkennen kann, ist das Rollprofil aus einem Tailored- Strip hergestellt, welches zwei verschiedene Bereiche 2, 3 aufweist, die unterschiedliche Materialdicken aufweisen. Die unterschiedlichen Materialdicken gewährleisten, dass das Trägerelement optimal auf die Belastungen in eingebautem Zustand angepasst werden kann. Selbstverständlich ist denkbar, an Stelle unterschiedlicher Materialdicken auch zusätzlich unterschiedliche Materialgüten mit gleicher oder unterschiedlicher Materialdicken zu wählen.

Fig. lb) zeigt eine zweite Variante des Trägerelements bestehend aus einem Rollprofil, welches zu einer

quadratischen Querschnittsform rollprofiliert wurde. Zu erkennen sind die beiden Bereiche 2, 3, welche

unterschiedliche Dicken aufweisen. Der Flansch 4 ist hier in der Mitte der Querschnittsfläche 5 des Trägerelements angeordnet, die durch das Rollprofil 1 bereitgestellt wird. Die Herstellung des Rollprofils 1 der Ausführungsbeispiele aus Fig. 1 a) und b) erfolgt durch Rollprofilieren eines Tailored-Strips bestehend aus zwei Metallbändern mit zwei unterschiedlichen Materialdicken der Bereiche 2 und 3.

Selbstverständlich ist denkbar, dass drei oder mehr

unterschiedliche Materialdicken und/oder Materialgüten durch das Tailored-Strip bereitgestellt werden können. In Fig. la) und b) nicht dargestellt sind beispielsweise Lochstanzungen oder Durchzüge. Sie können beispielsweise in der nach unten weisenden Fläche des Trägerelements

eingebracht werden und einen Lackablauf bilden, so dass diese insofern bei der Lackierung des Trägerelements vorteilhaft sind.

Fig. 2a) und b) zeigen zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Trägerelements bestehend aus einem

Rollprofil 10, welches einen Mittelsteg 11 bereitstellt. Das Rollprofil 10 besteht aus zwei Bereichen 12, 13, welche aus Materialien mit unterschiedlicher Materialdicke bestehen. Wie in Fig. 2a) dargestellt, ist der Mittelsteg 11 vertikal ausgerichtet und besteht aus einem dünneren Material, so dass die Gewichtszunahme aufgrund des Mittelstegs 11 gering ausfällt. Darüber hinaus kann der Mittelsteg 11 vor dem

Rollprofilieren mit Lochstanzungen oder Durchzügen

ausgestattet werden, so dass eine weitere Gewichtseinsparung erzielt wird. Der Mittelsteg 11 gewährleistet eine sehr hohe Steifigkeit des Trägerelements in vertikaler Richtung. Der Flansch 14, welcher auch als Dichtungsflansch verwendet werden kann, wird bereits durch das Rollprofil 10

bereitgestellt, so dass zusätzliche Arbeitsschritte zur Bereitstellung des Dichtungsflansches nicht benötigt werden. Beim Einsatz des in Fig. 2a) dargestellten Trägerelements als Türschweiler in einem Kraftfahrzeug kann beispielsweise der Bereich 12 eine höhere Materialdicke nach außen oder nach innen aufweisen, je nachdem welche Deformationserfordernisse in einem Seitenaufprall gewünscht werden.

Eine höhere seitliche Festigkeit ergibt sich in dem in Fig. 2b) dargestellten Ausführungsbeispiel. Auch hier besteht das erfindungsgemäße Trägerelement aus einem Rollprofil 10, welches derart rollprofiliert ist, dass es einen Mittelsteg 11 bildet und zwei geschlossene Querschnittsflächen 15 und 16 aufweist. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2a) ist das Rollprofil 10 aus einem Tailored-Strip

hergestellt, welches einen mittleren Bereich 13 mit

geringerer Materialdicke und zwei äußerer Bereiche 12 mit höherer Materialdicke aufweist. Das Tailored-Strip ist zu einem Rollprofil derart umgeformt, dass es die Form eines Doppelhohlkammerprofils aufweist. Die beiden Kanten 10a und 10b des Rollprofils 10 sind mit dem mittleren Bereich 13 des Hohlprofils verschweißt, so dass eine geschlossene

Hohlkammerstruktur bereitgestellt wird. Diese weist eine enorme Steifigkeit auf. Der Mittelsteg 11 verläuft hier horizontal und kann insofern Seitenaufprallkräfte sehr gut aufnehmen. Der Dichtungsflansch 14 ist über einen Stoff- und/oder Formschluss als zusätzliches Bauteil vorgesehen. Allerdings kann der Dichtungsflansch auch über das Rollprofil 10 bereitgestellt werden.

Fig. 3a) und b) zeigt nun zwei weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Trägerelements eines Kraftfahrzeugs mit einem diagonal verlaufenden Mittelsteg 21, welcher aus dem Bereich 23 des Rollprofils 20 bereitgestellt wird. Bei beiden Ausführungsbeispielen ist der Flansch 24 durch das Rollprofil bereitgestellt. Fig. 3a) ist der Flansch 24 am Rand und in Fig. 3b) ist der Flansch in der Mitte des

Trägerelements angeordnet. Beide Ausführungsbeispiele weisen ein Rollprofil 20 auf, welches aus einem Tailored-Strip mit drei Materialbereichen hergestellt ist. Das Rollprofil 20 weist zwei Bereiche 22 mit einer größeren Materialdicke und einen Bereich 23 mit geringerer Materialdicke auf, welcher für den Mittelsteg 21 vorgesehen ist.

Noch komplexer strukturierte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Trägerelements zeigt Fig. 4a) bis c) ebenfalls in einer Querschnittsansicht. Die

Ausführungsbeispiele aus Fig. 4a) bis 4c) weisen ein

Rollprofil 30 auf, welches aus einem Tailored-Strip

hergestellt ist, so dass ein Bereich 33 mit geringerer

Materialdicke und ein Bereich 32 mit höherer Materialdicke bereitgestellt wird. Zusätzlich ist ein weiteres Profil 36 vorgesehen, welches gemeinsam mit dem Rollprofil 30 dem

Trägerelement etwa eine viereckige Querschnittsform verleiht, so dass geometrischen Anforderungen beim Einbau des

Trägerelements im Kraftfahrzeug genügt wird. In den Fig. 4a) und 4c) bildet das zusätzliche Profil 36 gemeinsam mit dem Rollprofil 30 zwei Dichtungsflansche am Rand oder mittig aus. Gleichzeitig wird ein Mittelsteg 31 durch das Rollprofil 30 zur Verfügung gestellt, um die Steifigkeit des Trägerelements zu erhöhen.

In Fig. 4b) wird lediglich ein Dichtungsflansch 34

bereitgestellt, welcher vorliegend durch das zusätzliche Profil 36 gebildet wird. Allen dargestellten

Ausführungsbeispielen ist gemein, dass diese aus einem

Tailored-Strip hergestellten Rollprofil bestehen, das

belastungsgerecht angepasst ist und bei möglichst einfachem Herstellweg maximale Anforderungen an die Belastung und

Geometrie erfüllt.