Schweißverbindung zwischen einem Aluminiumträger und einem damit verbundenen Bauteil, insbesondere zwischen zwei, etwa senkrecht zueinander stehenden Aluminium- Strangprofilen an einem Fahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Schweißverbindung zwischen einem Aluminiumträger und einem damit verbundenen Bauteil, insbe¬ sondere zwischen zwei, etwa senkrecht zueinander stehenden Aluminium-Strangprofilen an einem Fahrzeug, nach dem Oberbe¬ griff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt (EP-PS 0 146 716), die Tragstruktur einer Fahr¬ zeugkarosserie aus Aluminium-Strangpreßprofilen aufzubauen, die ^' über Knotenelemente als Gußteile miteinander verbunden sind. Die Aluminium-Strangprofile werden dazu, je nach Gege- benheiten, in die Gußknotenelemente eingesteckt, an speziell geformten Anlageflächen aufgelegt oder von Schalen umfaßt und verschweißt. Je nach Gegebenheiten kann es auch zweckmäßig und preisgünstig sein, zwei, insbesondere etwa senkrecht aneinandergrenzende Aluminium-Strangprofile direkt ohne Gußknotenelemente zu verbinden.

Es ist allgemein bekannt, daß bei der Verwendung von aushärt¬ baren Aluminiumlegierungen eine Schmelzschweißung in der sog. Wärmeeinflußzone einen starken Festigkeitsabfall im ange- schweißten Aluminiumbauteil erzeugt. Besonders eine an einem Aluminium-Strangprofil in Querrichtung umlaufende Schweißver¬ bindung ist somit kritisch, da dadurch eine Schwächung in einer durchgehenden Querebene erfolgt. Bei stark belasteten

Verbindungsstellen, insbesondere bei extrem hohen Belastungen durch einen Aufprall bei einem Fahrzeugunfall, können solche Verbindungen abreißen.

Es ist aus der o. g. Schrift bekannt, den Pfosten B direkt mit dem Schweller des Fahrzeugs, beides Aluminium-Strangpro¬ file, zu verbinden. Eine in der üblichen Verbindungsweise angebrachte umlaufende Schweißnaht ist hier wegen der redu¬ zierten Festigkeit ungünstig, da bei einem Seitenaufprall diese Verbindung besonders gefährdet ist und somit die Gefahr besteht, daß der Pfosten B an der Verbindung zum Schweller abreißt. Besonders der an der Innenseite des Fahrzeugs lie¬ gende Bereich ist hier extrem hoch belastet. Zur Vermeidung einer umlaufenden Schweißnaht und damit einer umlaufenden Schwächung kann jedoch hier aus Steifigkeits- und Zeitfestig¬ keitsgründen eine Schweißnaht im Innenbereich des Fahrzeugs nicht entfallen.

Aufgäbe 'der Erfindung ist es, eine Schweißverbindung zwischen einem Alumiπiumträger und einem damit verbundenen Bauteil zu schaffen, die hohen Belastungen standhält.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist der Aluminiumträger ohne quer zum Profil¬ verlauf umlaufende Schweißnaht auf das Bauteil aufgesetzt. Zusätzlich ist ein Verbindungsteil verwendet, das einerseits am Bauteil anliegt und mit diesem mit wenigstens einer ersten Schweißnaht verbunden ist, und das andererseits am Aluminium- träger anliegt und dort mit wenigstens einer zweiten Schwei߬ naht, die in Längsrichtung zum Profilverlauf des Aluminium¬ trägers liegt, verbunden ist. Zwischen den Schweißnähten wird bevorzugt ein Abstand in wenigstens der Breite einer kriti¬ schen Wärmeeinflußzone eingehalten.

Damit wird erreicht, daß Schwächungen durch Schweißnähte im Aluminiumträger nicht unmittelbar aneinandergrenzen und ins¬ besondere keine besonders ungünstige, umlaufende Schwach-

stelle an der Verbindung auftritt. In Längsrichtung des

Aluminiumträgers verlaufende Schweißnähte sind hinsichtlich der Festigkeit wesentlich unkritischer.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Schweißverbindung in einer Karosseriestruktur eines Fahrzeugs wird eine erhöhte Steifigkeit und Festigkeit, insbesondere bei solchen Ver¬ bindungsstellen erreicht, die bei einem Aufprall hohen Be¬ lastungen ohne Abzureißen standhalten sollen.

In einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 2 wird das Verbindungsteil als Platte ausgebildet, die mit einer ersten Seitenkante am verbundenen Bauteil und mit einer zweiten, in Profillängsrichtung verlaufenden Seitenkante am Aluminium- träger anliegt. Die entsprechenden Schweißnähte sind an den Kanten angebracht. Dabei ist es wieder vorteilhaft, zwischen den Schweißnähten einen Abstand so zu belassen, daß die Wärme¬ einflußzonen bei der Schweißung nicht unmittelbar aneinander angrenzen oder überlappen.

Das plattenförmige Verbindungsteil kann ebenfalls aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sein.

Anstelle einer Schweißung an den Kanten des Verbindungsteils oder zusätzlich zu einer solchen Kantenschweißung wird mit Anspruch 3 vorgeschlagen, die Schweißnähte in Längsschlitzen im Verbindungsteil anzubringen. Der oder die Längsschlitze liegen dabei entsprechend der in Verbindung mit den o. g. Kanten angegebenen Richtungen.

Nach Anspruch 4 kann es je nach den Gegebenheiten durchaus zweckmäßig und erforderlich sein, den Aluminiumträger auf der dem Verbindungsteil gegenüber liegenden Seite über eine weite¬ re Schweißnaht mit dem Bauteil zu verbinden. Eine solche Schweißnaht verläuft nur einseitig in Querrichtung am Alumi¬ niumträger und bewirkt somit keine umlaufende Schwächung der Träσerstruktur insgesamt.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 wird eine Verbindung eines Aluminiumträgers mit einem weiteren Hohlprofil, insbesondere einem weiteren Aluminiumträger als Aluminium-Strangprofil be¬ ansprucht. Für eine besonders feste Verbindung wird hier zusätzlich ein Formschluß vorgeschlagen, wobei das eine

Profil das andere Profil durchdringt und an der ünterfläche zusätzlich mit einer weiteren Schweißverbindung verbunden is .

Die erfindungsgemäße Verbindung über ein zusätzliches Ver¬ bindungsteil eignet sich besonders bei der Herstellung einer Karosseriestruktur für die Verbindung des Pfostens B mit dem Schweller, wobei sowohl der Pfosten B als auch der Schweller nach Anspruch 6 als Aluminium-Strangprofile ausgebildet sind.

Nach Anspruch 7 wird dazu das plattenförmige Verbindungsteil mit einer Kante in Längsrichtung des Schwellers aufgesetzt und dort mit diesem in einer Längsschweißung, bezogen auf den Schwellerverlauf, verbunden. Zudem liegt das plattenförmige Verbindungsteil von der Fahrzeuginnenseite her am Pfosten B an und ist dort mit wenigstens einer Längsschweißung, bezogen auf den Verlauf des Pfostens B, mit diesem verbunden. Gegen¬ über dem Verbindungsteil ist der Pfosten B über eine Quer- schweißung, bezogen auf den Längsverlauf des Pfostens B, zusätzlich mit dem Schweller verbunden, wobei diese

Schweißung jedoch nicht umläuft oder die gesamten Seiten¬ bereiche überdeckt.

Eine zusätzliche Festigkeit erhält diese Verbindung nach Anspruch 8, wenn der Pfosten B formschlüssig durch eine

Aussparung in die Innenseite des Schwellers geführt ist, dort mit seiner Endseite formschlüssig anliegt und verbunden ist.

Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Er- findung mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Verbindung zwischen zwei Aluminiumträgern mit umlaufender Querschweißung nach dem Stand der Technik, und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schweißverbindung.

In Fig. 1 ist ein erster Aluminiumträger 1 als Strangprofil gezeigt, der einen Teil eines Pfostens B eines Fahrzeugs dar¬ stellt. Weiter ist ein dazu quer und horizontal verlaufender, zweiter Aluminiumträger 2 als Strangprofil gezeigt, der einen Teil eines Schwellers eines Fahrzeugs darstellt.

Eine übliche und bekannte Verbindung zwischen dem Aluminium¬ träger 1 und dem Aluminiumträger 2 ist dadurch hergestellt, daß der Aluminiumträger 1 durch eine Ausnehmung 3 im größeren Profil des Aluminiumträgers 2 formschlüssig eingesteckt ist. Der Aluminiumträger 1 ist an seiner Endseite über eine Schweißnaht 4 mit der Innenseite des Aluminiumträgers 2 ver¬ bunden. Eine weitere Verbindung ist über eine an der Aus¬ nehmung 3 und quer zum Profil des Aluminiumträgers 1 lie¬ gende, umlaufende Schweißnaht 5 als Querschweißung durch¬ geführt.

Diese umlaufende Querschweißung führt zu einer umlaufenden Schwachstelle. _, wegen eines starken Festigkeitsabfalls durch den Schweißvorgang.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Schweißverbindung darge¬ stellt, wobei auch hier ein erster Aluminiumträger 1 als Pfosten B eines Fahrzeugs mit einem zweiten Aluminiumträger 2 als Schweller eines Fahrzeugs verbunden ist. Auch hier ist der Aluminiumträger 1 formschlüssig in eine Ausnehmung am Aluminiumträger 2 eingesetzt, wobei sich die Profile durch¬ dringen und der Aluminiumträger 1 an seiner Endseite über eine Schweißnaht 4 verbunden ist. Soweit entspricht auch die Schweißverbindung nach Fig. 2 der Anordnung in Fig. 1.

Im Bereich der Ausnehmung 3 liegt jedoch nun keine umlaufende Schweißnaht als Querschweißung. Es ist lediglich der Alumini¬ umträger 1 von der Fahrzeugaußenseite her einseitig über eine Schweißnaht 6 im Bereich der Ausnehmung 3 mit dem Aluminium¬ träger 2 verbunden. Die Schweißnaht 6 kann gegebenenfalls, wie dargestellt, noch etwas um die Seitenbereiche herumgezo¬ gen sein.

Ein plattenförmiges Verbindungsteil 7 ist mit einer Kante in Längsrichtung des Aluminiumträgers 2 bzw. des Schwellers auf¬ gesetzt und dort mit einer, bezogen auf den Schwellerverlauf, längsverlaufenden Schweißnaht 8 verbunden. Das Verbindungs¬ teil 7 liegt von der Fahrzeuginnenseite her am Aluminium- träger 1 bzw. am Pfosten B an. Dabei verläuft eine Kante als Anlagekante in Längsrichtung des Aluminiumträgers 1. Dort ist eine Schweißnaht 9 angebracht. Eine weitere Schweißnaht 10 ist durch einen Längsschlitz im Verbindungsteil 7 parallel zur Schweißnaht 9 angebracht. Die Schweißnähte 6, 8, 9 und 10 haben jeweils einen so großen Abstand voneinander, daß sich deren kritische Wärmeeinflußzonen beim Schweißvorgang und damit ein merklicher Festigkeitsabfall weder berühren noch überlappen.

Mit der erfindungsgemäßen Schweißverbindung wird somit bei einfachem und kostengünstigen Aufbau eine stark belastbare Schwei ßverbindung zwischen einem Aluminiumträr^er und einem damit verbundenen Bauteil erreicht.