用于将用于车辆的横向载体的第一管与第二管连接的连接元件、用于车辆的横向载体、用于将横向载体的两个管连接的方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于将横向载体的第一管与第二管连接的连接元件以及一种根据权利要求13的前序部分所述的用于车辆的横向载体和一种根据权利要求19的前序部分所述的用于将横向载体的两个管连接的方法。

背景技术：

1、这样的横向载体可以作为机动车车身的一部分在该机动车的所谓的a柱之间布置在挡风玻璃板下方的区域中，例如以水平延伸的方式布置。通常，横向载体用于紧固仪表板，其中，横向载体还加固该仪表板。

2、除了加固仪表板以外，横向载体由于其作为车身组成部分的功能还必须具有高的抗弯刚度，该高的抗弯刚度也有助于机动车的更高的安全性并且有助于在发生事故时保护车辆乘员。

3、根据本类属的横向载体可以由连贯的管制成。但是也能够考虑，与车辆类型有关的结构条件使得需要由多个管构造横向载体，这些管必须牢固地相互连接。能够考虑，由具有不同的横截面尺寸和/或横截面形状的多个管制造横向载体。

4、如果横向载体具有由多个管拼接在一起的管组件，则原则上存在如下问题：各个管抗弯地相互连接。

5、用于将两个管连接的一种可能性在于，将两个管彼此部分重叠地彼此相邻布置，使得所述管在重叠区域中接触，并且将两个管在重叠区域中彼此焊接。然而，如果所述两个管在横截面中是圆的，则存在如下问题：所述两个管在重叠区域中仅沿着包络线接触并且两个管的连接相应地被限制成线形的焊缝。然而，两个管的这样的连接不是充分抗弯的。

6、为了在这样的连接技术的情况下实现较高的抗弯刚度，可以在纵向方向上增大重叠区域，然而这由于需要两个管的更大长度而导致增加的材料花费并且因此导致该管组件的更大重量，这尤其在将该管组件用于机动车中的横向载体时是不期望的。

7、用于将管组件的两个管连接的另一种可能性在于，在两个管的重叠区域中布置板材，该板材横向于两个管的纵向方向延伸并且被焊接在两个管上，并且从一个管的相应端部到另一管布置角撑板(knotenblech)，该角撑板在所述管的纵向方向上延伸。虽然角撑板提高了两个管的连接的抗弯刚度，但是具有如下缺点：所述角撑板在将管组件用于横向载体的情况下干扰在两个管的连接的区域中附装横向载体的另外的结构部件、尤其是附装元件，例如用于仪表板的附装元件。除此之外，由于该连接技术和所述管的伴随于此的强制位置(zwangslage)，不能够实现公差补偿。

8、de 10 2018 126 040 a1涉及一种用于将车辆中的管形横向载体连接的连接套筒组件，尤其涉及一种用于将车辆中的仪表板载体的第一管形横向载体与第二管形横向载体连接的连接套筒组件。构造为弯曲的连接套筒组件的连接元件应能够实现被容纳在该连接套筒组件中的两个横向载体之间的横向错位。

9、由de 10 2008 045 914 b4已知一种管组件，该管组件具有第一管和至少一个第二管，其中，第一管和第二管相对于彼此以具有横向于管的纵向方向的错位并且以具有在管的纵向方向上的部分的重叠区域的方式布置，使得第一管的第一端部布置在第二管的旁边并且第二管的第二端部布置在第一管的旁边。另外，该管组件具有至少一个连接元件，该连接元件将第一管和第二管在重叠区域中相互牢固地连接。

10、已知的连接元件的缺点在于，在端面壁上的横向于管纵向方向延伸的连接将所述管带到强制位置中，更确切地说，这根据在连接元件中的切边的功能尺寸或者说彼此之间的间距进行。而在已知的解决方案中，不能够实现管的制造公差的公差补偿。

技术实现思路

1、从先前描述的缺点出发，本发明所基于的任务在于，如下扩展出稳定的且有利地装配的用于将横向载体的两个管连接的连接元件和开头提到的类型的这种横向载体：该管组件在该连接的区域中是充分抗弯的。此外，本发明的任务在于，给出一种用于将横向载体的两个管连接的改进的方法。

2、该任务借助根据权利要求1所述的用于将横向载体的第一管与第二管连接的连接元件并且借助根据权利要求13所述的用于车辆的横向载体解决。

3、此外，该任务也通过根据权利要求19所述的用于将横向载体的两个管连接的方法解决。

4、本发明涉及一种用于将用于车辆的横向载体的第一管与第二管连接的连接元件，其中，所述连接元件具有至少一个纵向壁，优选垂直于所述纵向壁布置的至少一个横向壁衔接于所述纵向壁。

5、根据本发明，所述至少一个横向壁在第一端部上具有优选适配于第一管的周缘轮廓的边缘或边缘区域，所述边缘或边缘区域至少部分周缘地贴靠在第一管的外周缘上，用于优选以能够转动运动的方式布置所述连接元件，并且在所述纵向壁的第一端部上设置有区段，在所述连接元件的装配位态中，所述区段能够与第二管连接、优选焊接或与第二管连接或者优选焊接。

6、换言之，在纵向壁的第一端部上的区段能够与第二管连接，并且连接元件可以在纵向壁的、在纵向方向上与该纵向壁的第一端部相对置的第二端部的区域中尤其以至少一个横向壁贴靠在第一管上。

7、在本发明的意义上，术语“管”应一般性地理解，即，该管可以具有任意的横截面形状，该横截面形状例如可以是圆的、有拐角的或者椭圆的。另外应当理解，在根据本发明的横向载体中，第一管和第二管可以具有相同的或者不同的横截面形状和/或横截面尺寸。

8、此外，第一管和/或第二管不仅可以具有在纵向方向上看笔直的走向，而且可以具有一个或者多个弯曲部。此外，所述管在其连接部的区域中替代彼此平行延伸地也可以彼此倾斜地延伸。

9、两个管在空间上彼此相距确定的间距。由于制造工艺，该间距在公差范围中波动。为了在尽管存在制造公差的情况下仍然将两个管保持在位置上，如此设计该连接元件，使得该连接元件可以接收(aufnehmen)该波动，而不会将所述两个管带到强制位置中。

10、与现有技术相比，根据本发明有利的是，每个端面壁、即连接元件的包围该管的区段布置在、尤其是焊接在唯一的管上，而不是像在现有技术中那样布置在两个管上。通过该构型，避免所阐明的缺点。因为连接元件的每个部分可以首先定位在所述管中的一个管上，并且接下来通过转动而与相对置的管相接触直至支撑。

11、由于第一端面壁和第二端面壁在管的横向方向上的布置，能够补偿制造公差。因为由此，管不被带入到会妨碍公差补偿的强制位置中。

12、所谓的端面壁在管纵向方向上布置并且与两个管连接。此外，节点元件或连接元件的全部三条棱边仅与一个管连接。而在现有技术中，通常，六条棱边衔接于两个管上。

13、总而言之，该连接元件不仅确保在管的纵向方向上的公差补偿，而且确保在管之间的间距方面的公差补偿。

14、根据本发明的有利的第一扩展方案，在连接元件的装配位态中，该纵向壁从第一管延伸直至第二管并且能够与两个管连接、尤其是焊接。

15、为了实现两个管之间的最大稳定的连接，在所有棱边上需要材料锁合的连接、尤其是焊接。

16、每个节点元件(knotenelement)仅在所述管中的一个管上与全部三条棱边连接，在相对置的管上仅与一条棱边连接、即借助焊缝连接。

17、在本发明的一种有利的扩展方案中，至少一个横向壁和纵向壁材料锁合地相互连接、优选焊接，尤其是，至少一个横向壁与纵向壁一件式地构造。由此，进一步提高稳定性和抗弯刚度，使得进一步改进车辆乘员的安全性。连接元件的制造方法也得到简化并且因此降低制造成本。

18、根据另一种变型，纵向壁布置在第一横向壁和与该第一横向壁间隔开的第二横向壁之间。

19、此外设置，横向壁的第一端部在连接元件上布置在纵向壁的第一端部对面，即该横向壁的第一端部可以设置在纵向壁的第二端部的区域中。

20、根据本发明的一种有利的扩展方案，横向壁的宽度朝向横向壁的与边缘相对置的第二端部被减小，尤其是，该宽度朝向该端部逐渐变为零(auslaufen)。通过这种方式，可以将材料使用保持尽可能低，由此以有利的方式实现构件的重量节省。

21、另外能够考虑，纵向壁能够在第一端部上并且在与第一端部相对置的第二端部上分别与所述管中的一个管连接，其中，连接元件能够在纵向壁的第二端部的区域中附加地以至少一个横向壁与所述管中的一个管连接。

22、在本发明的一种扩展方案中，连接元件具有两个子元件，所述子元件分别包括纵向壁和至少一个横向壁，优选地，每个子元件的纵向壁布置在第一横向壁和与第一横向壁间隔开的第二横向壁之间。即，连接元件具有两个子元件或通过两个子元件形成。由此实现管的特别耐抗的连接的技术优点。

23、根据本发明的一种有利的构型设置，第一子元件的至少一个横向壁具有适配于第一管的周缘轮廓的边缘或边缘区域，并且第二子元件的至少一个横向壁具有适配于第二管的周缘轮廓的边缘或边缘区域，其中，所述边缘至少部分周缘地贴靠在第一管或第二管的外周缘上，即第一子元件的边缘至少部分周缘地贴靠在第一管上/第二子元件的边缘至少部分周缘地贴靠在第二管上，用于优选以能够转动运动的方式布置连接元件。

24、如前所述，管的间距在公差范围中波动。为了在尽管存在制造公差的情况下仍然将两个管保持在位置上，如此设计该连接元件，使得该连接元件可以接收该波动，而不将所述两个管带到强制位置中。每个端面壁、即连接元件的包围管的区段布置在、尤其是焊接在唯一的管上。连接元件的每个部分首先定位在所述管中的一个管上，并且接下来通过转动而与相对置的管相接触直至支撑。由于第一端面壁和第二端面壁在管的横向方向上的布置，能够补偿制造公差。

25、根据本发明的一种有利的扩展方案，在连接元件的装配位态中，第一子元件的纵向壁的第一端部能够与第二管连接、优选焊接、尤其是与第二管连接或焊接的，并且，在连接元件的装配位态中，第二子元件的纵向壁的第一端部能够与第一管连接、优选焊接、尤其是与第一管连接或焊接的。

26、在本发明的另一种有利的变型中，纵向壁具有用于与至少一个管连接的至少一个区段，在装配位态中，子元件以该区段位于所述管中的一个管上。连接元件可以在纵向壁的第一端部上仅借助该连接区段与一个管连接，并且在第二端部上以一区段并且以至少一个横向壁连接在另一个管上。通过这种方式进一步提高抗弯刚度。也能够考虑，连接区段至少在一侧相对于子元件的至少一个横向壁突出并且尤其构造为止挡。

27、根据本发明的一种有利构型设置，连接元件主要由金属或者塑料制成。

28、根据本发明的一种扩展方案，所述子元件中的至少一个子元件具有至少一个几何结构，所述几何结构用于提高连接元件的抗弯刚度，其中，所述至少一个几何结构优选构造为加强槽。

29、通过这些几何结构，在整体上进一步提高连接元件的抗弯刚度、尤其是横向壁加固。对于加强槽的位置、几何设计和数量，能够考虑用于提高抗弯刚度的多种变型。也能够考虑，仅在一个子元件上设置这种类型的结构或者在两个子元件上设置这种类型的结构。

30、本发明的第一独立构思涉及一种用于车辆的横向载体，所述横向载体具有至少一个第一管和第二管并且具有用于将第一管与第二管连接的连接元件、尤其具有在上文中描述的连接元件。

31、根据本发明的横向载体的第一有利方面，所述连接元件具有子元件，所述子元件相互接合、尤其是焊接，和/或其中，所述子元件的至少一个横向壁与所述管接合、尤其是焊接到所述管上。

32、根据另一种有利构型设置，在装配位态中，连接元件的两个子元件的该纵向壁和两个横向壁在截平面中形成多边形型廓的形状、尤其是四边形型廓或者五角形，该截平面在两个管之间并且平行于管的纵向方向延伸。

33、在此特别有利的是，在整体上确保连接元件的较细长的设计，这尤其带来结构空间优点。此外，与四边形型廓相比，在五边形型廓的情况下由于附加的焊缝而产生更好的侧向刚度或横向刚度。

34、根据本发明的一种有利的扩展方案，在装配位态中，两个子元件的相应的横向壁相互嵌入地或者彼此错位地布置。此外，相应的子元件的横向壁可以在子元件相互嵌入地布置的区域中或者在两个子元件错位地布置的区域中相互连接、尤其是焊接。

35、本发明的一种特别有利的扩展方案设置，连接元件的第一子元件和第二子元件不仅与第一管、还与第二管材料锁合地连接、尤其是焊接，由此进一步提高横向载体的抗弯刚度。

36、根据本发明的一种有利构型，第一管和第二管相对于彼此以具有横向于管的纵向方向的错位并且在管的纵向方向上以具有在第一管的部分长度上和在第二管的部分长度上延伸的重叠区域的方式布置，使得第一管的第一端部布置在第二管的旁边并且第二管的第二端部布置在第一管的旁边。

37、本发明的另一独立构思涉及一种用于将用于车辆的横向载体、尤其是在上文中描述的横向载体的两个管连接的方法，其中，连接元件、尤其是在上文中描述的连接元件以能够转动运动的方式被放置到第一管上并且围绕第一管转动，直到连接元件的止挡位于第二管上并且连接元件至少在止挡的区域中与第二管牢固地连接、尤其是焊接。

38、根据本发明的一种有利的扩展方案，在连接元件以止挡位于第二管上之后，该连接元件与第一管牢固地连接、尤其是焊接。

39、根据本发明的一种变型，连接元件具有两个子元件，其中，第一子元件以能够转动运动的方式被放置到第一管上，并且第二子元件以能够转动运动的方式被放置到第二管上，并且第一子元件和第二子元件相对于相应的管转动，直到第一子元件的止挡与第二管接触并且第二子元件的止挡与第一管接触，其中，连接元件至少在这些接触部位上与第一管和第二管连接、尤其是焊接。

40、在此，连接元件、尤其是连接元件的第一子元件可以被插套到一个管上并且在第二管的方向上被转动直至与该第二管接触。在放置第一子元件之后，才同样将第二子元件定位到相对置的第二管上并且转动该第二子元件直至与第一管接触。在此，子元件可以作为u形壳相互嵌入地插接或者彼此错位地插接。

41、本发明的其他目标、优点、特征和应用可能性由下面参照附图对实施例的描述得出。在此，所描述的和/或以图像的方式示出的所有特征单独地或以任意的有意义的组合构成本发明的主题，而与它们在权利要求中的概括或者它们的引用关系无关。