DE10108171A1 - Fabrication method for support for suspension and/or damper unit for motor vehicles with separately manufactured main body and reinforcement part conencted by adhesive - Google Patents
Fabrication method for support for suspension and/or damper unit for motor vehicles with separately manufactured main body and reinforcement part conencted by adhesiveInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Abstützung für eine Feder- und/oder Dämpferanordnung eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des An spruchs 1.The invention relates to a method for producing a support for a spring and / or damper arrangement of a vehicle according to the preamble of the An saying 1.
Bekannte Abstützungen sind aus einem Blechwerkstoff mit einheitlicher Blechdicke gefertigt, wobei sich die Blechdicke nach der größten mechanischen Beanspru chung der gesamten Abstützung bemisst. Durch diese Auslegung ergibt sich ein vergleichsweise hohes Bauteilgewicht, da die Abstützung durchgehend die maximal erforderliche Blechdicke aufweist.Known supports are made of a sheet metal material with a uniform sheet thickness manufactured, the sheet thickness according to the greatest mechanical stress dimensioning of the entire support. This interpretation results in a Comparatively high component weight, since the support is the maximum throughout has the required sheet thickness.
Ferner ist es bekannt, lokal verstärkte Blechplatinen zur Herstellung von Abstützun gen für Feder- und/oder Dämpferanordnungen zu verwenden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um sogenannte "tailored blanks", bei denen Bleche mit unter schiedlichen Blechdicken durch Laserschweißen zu einer Platine zusammengefügt sind. Nachteilig ist hier die durch das Laserschweißen verursachte Gefügeverände rung, die die Prozesssicherheit bei der nachfolgenden Umformung beeinträchtigt. Daneben sind auch Platinen mit aufgeklebten Verstärkungen bekannt. Hier besteht jedoch bei der Umformung die Gefahr einer Relativbewegung zwischen Grundpla tine und Verstärkung.It is also known to use locally reinforced sheet metal plates for the production of supports to use for spring and / or damper arrangements. This is what it is about are, for example, so-called "tailored blanks", in which sheets with under Different sheet thicknesses joined together by laser welding to form a board are. The disadvantage here is the structural changes caused by laser welding tion that affects process reliability in the subsequent forming. In addition, boards with glued-on reinforcements are also known. Here there is however, during the forming process there is a risk of a relative movement between the base plate tine and reinforcement.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abstützung für eine Feder- und/oder Dämpferan ordnung eines Fahrzeugs bereitzustellen, die bei hoher Steifigkeit und Festigkeit ein geringes Bauteilgewicht hat und einfach hergestellt werden kann. The object of the invention is to provide a support for a spring and / or damper order to provide a vehicle with high rigidity and strength has low component weight and can be easily manufactured.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Kerngedanke ist es hierbei, den Grundkörper der Abstützung einerseits und die Verstärkung andererseits separat zu fertigen und nachfolgend miteinander zu verbinden. Das erfindungsgemäße Herstellverfahren ist prozesstechnisch einfach zu beherrschen und zeichnet sich durch eine geringe Ausschussquote aus. Durch die Beschrän kung der Verstärkung ausschließlich auf denjenigen Bereich, in dem höhere Belas tungen auftreten, wird der Materialeinsatz optimiert. Außerdem ist es möglich, für den in der Regel vergleichsweise kompliziert geformten Grundkörper einen Werk stoff mit entsprechend guten Umformeigenschaften einzusetzen. Die Verstärkung hingegen kann geometrisch einfach gestaltet sein, so dass für den Werkstoff der Verstärkung die Umformbarkeit eine nur untergeordnete Bedeutung hat.This object is solved by the features of claim 1. The main idea is it here, the basic body of the support on the one hand and the reinforcement on the other hand, to be manufactured separately and subsequently connected to one another. The The manufacturing method according to the invention is easy to master in terms of process technology and is characterized by a low reject rate. By the restriction reinforcement only in the area in which higher loads material use is optimized. It is also possible for the generally comparatively complicated basic body a work use material with good forming properties. The reinforcement on the other hand can be designed geometrically simple, so that for the material Reinforcing the formability has only a subordinate meaning.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:A possible embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below. It shows:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Abstützung für eine Feder- und/oder Dämpferanordnung mit einer Verstärkung, die zusätzlich in ihrer Posi tion vor dem Einbringen in die Abstützung dargestellt ist, Fig. 1 is a perspective view of a support for a spring and / or damper arrangement is shown with a reinforcement, which in addition in their tion Posi prior to insertion into the support,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 2 is a vertical section along the line II-II in Fig. 1 and
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Bereichs X in Fig. 2. Fig. 3 is an enlarged sectional view of region X in FIG. 2.
Eine Abstützung 1 für eine nicht dargestellte Feder- und/oder Dämpferanordnung setzt sich aus einem Grundkörper 6 sowie einer Verstärkung 7 zusammen. Der Grundkörper 6, der die geometrische Form der Abstützung 1 bestimmt, wird bevor zugt durch Tiefziehen aus einem Blechmaterial hergestellt. Der einstückige Grund körper 6 besteht aus einem domförmigen Abschnitt 2 zur Befestigung einer nicht dargestellten Feder- und/oder Dämpferanordnung sowie aus einem Fußbereich 3 zur Anbindung der Abstützung 1 an die Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges. Der Abschnitt 2 weist oberseitig eine Öffnung 9 auf. Im Ringsabschnitt 4 um die Öffnung 9 sind Bohrungen 5 zur Befestigung der Feder- und/oder Dämpferanord nung vorgesehen.A support 1 for a spring and / or damper arrangement, not shown, is composed of a base body 6 and a reinforcement 7 . The base body 6 , which determines the geometric shape of the support 1 , is made before given by deep drawing from a sheet metal material. The one-piece base body 6 consists of a dome-shaped section 2 for fastening a spring and / or damper arrangement, not shown, and a foot region 3 for connecting the support 1 to the body structure of a motor vehicle. The section 2 has an opening 9 on the upper side. In the ring portion 4 around the opening 9 holes 5 are provided for fastening the spring and / or damper arrangement.
In den domförmigen Abschnitt 2 der Abstützung 1 wird die als separates Bauteil ausgebildete Verstärkung 7 eingesetzt, die in Fig. 1 zusätzlich in einer Position außerhalb der Abstützung 1 dargestellt ist. Die schalenförmige Verstärkung 7 weist eine Öffnung 9 sowie Befestigungsbohrungen 5 auf, die im zusammengesetzten Zustand mit den entsprechenden Durchbrüchen im Abschnitt 2 fluchten.In the dome-shaped section 2 of the support 1 , the reinforcement 7 designed as a separate component is inserted, which is additionally shown in FIG. 1 in a position outside the support 1 . The shell-shaped reinforcement 7 has an opening 9 and fastening bores 5 which, when assembled, are aligned with the corresponding openings in section 2 .
Der Grundkörper 6 wird aus einem ebenen Blechmaterial mit einer konstanten Blechdicke d1 durch Tiefziehen in die dargestellte dreidimensionale Form gebracht. Die Verstärkung 7 mit einer Materialstärke d2 wird in einem getrennten Werkzeug geformt und bevorzugt durch Verklebung mit dem Grundkörper 6 verbunden.The base body 6 is made from a flat sheet metal material with a constant sheet thickness d 1 by deep drawing into the three-dimensional shape shown. The reinforcement 7 with a material thickness d 2 is formed in a separate tool and is preferably connected to the base body 6 by gluing.
An der dem Grundkörper 6 zugewandeten Innenseite der Verstärkung 7 sind meh rere am Umfang verteilte noppenartige Erhebungen 8 vorgesehen. Nach dem Auf trag des Klebers 10 auf den Grundkörper 6 und/oder die Verstärkung 7 werden die beiden Komponenten 6 und 7 unter Verdrängung des Klebers 10 zusammenge presst, bis die Erhebungen 8 an der Innenseite des Grundkörpers 6 anliegen. Auf diese Weise ist die Einhaltung eines definierten und gleichmäßigen Klebespaltes s sichergestellt. Der Klebespalt s beträgt beispielsweise 0,3 mm. Als Kleber können beispielsweise Festigkeitskleber auf Epoxi-Basis verwendet werden, wie z. B. die Materialien Versilok 253/254 der Fa. Lord, DP 72-1016 und M83 der Fa. Sika-Tivoli, Betamate 1496 der Fa. Gurit Essex etc. Selbstverständlich können die Erhebungen 8 auch auf dem Grundkörper 6 angeordnet sein.On the inside of the reinforcement 7 facing the base body 6 , a plurality of nub-like elevations 8 distributed around the circumference are provided. After the order of the adhesive 10 on the base body 6 and / or the reinforcement 7 , the two components 6 and 7 are pressed together while displacing the adhesive 10 until the elevations 8 rest on the inside of the base body 6 . In this way, compliance with a defined and uniform adhesive gap s is ensured. The adhesive gap s is, for example, 0.3 mm. As an adhesive, for example, strength adhesives based on epoxy can be used, such as. B. the materials Versilok 253/254 from Lord, DP 72-1016 and M83 from Sika-Tivoli, Betamate 1496 from Gurit Essex etc. Of course, the elevations 8 can also be arranged on the base body 6 .
Die mechanische Festigkeit der Verbindung zwischen Grundkörper 6 und Verstär kung 7 wird dauerhaft alleine durch die Verklebung erzeugt. Zur Fixierung der Ver bindung während des Klebevorgangs und während der Aushärtung des Klebers 10 erfolgt jedoch eine zusätzliche Verbindung, beispielsweise durch ein Durchsetzfü geverfahren wie Clinchen oder Toxen, durch ein Nietverfahren, durch Verschrau bung, durch Punktschweißen (nur bei Stahlwerkstoffen) etc. Für die zusätzliche Verbindung können in vorteilhafter Weise die Auflagebereiche der Erhebungen 8 gewählt werden. The mechanical strength of the connection between the base body 6 and reinforcement 7 is permanently generated solely by the adhesive. To fix the connection during the gluing process and during the curing of the adhesive 10 , however, an additional connection takes place, for example by a clinching method or clinching or toxin, by a riveting method, by screwing, by spot welding (only for steel materials), etc. For those additional connection, the contact areas of the elevations 8 can be selected in an advantageous manner.
Selbstverständlich kann die Verbindung zwischen dem Grundkörper 6 und der Ver stärkung 7 auch ohne Verklebung durch ein anderes Verbindungsverfahren herge stellt werden.Of course, the connection between the base body 6 and the reinforcement 7 can also be produced without gluing by another connection method.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Wandstärke der Abstützung 1 insgesamt beträchtlich reduziert werden. Da im etwa vertikal verlaufenden Bereich 11 der Abstützung 1 eine nur vergleichsweise niedrige Beanspruchung (überwie gend Zug-/Druckbeanspruchung) vorliegt, kann durch eine entsprechende Dimensi onierung des Grundkörpers 6 eine nennenswerte Gewichtsersparnis erzielt werden. Der hohen Beanspruchung (überwiegend Biegebeanspruchung) des Abschnitts 2 hingegen wird durch die zusätzliche Verstärkung 7 Rechnung getragen, die be schränkt auf den Befestigungsbereich für die Feder- und/oder Dämpferanordnung die notwendige Festigkeit und Steifigkeit sicherstellt.Overall, the wall thickness of the support 1 can be considerably reduced by the method according to the invention. Since in the approximately vertically extending region 11 of the support 1 there is only a comparatively low load (predominantly tensile / compressive load), an appreciable weight saving can be achieved by appropriate dimensioning of the base body 6 . The high stress (mainly bending stress) of section 2, on the other hand, is taken into account by the additional reinforcement 7 , which ensures the necessary strength and rigidity, limited to the fastening area for the spring and / or damper arrangement.
Grundkörper 6 und Verstärkung 7 können jeweils aus Stahl bestehen. In diesem Fall ist es möglich, beide Komponenten durch Tiefziehen in benachbart angeord neten Werkzeugen herzustellen und die beiden Komponenten 6 und 7 unmittelbar ohne Reinigungsvorgang zur Bildung der Abstützung 1 zusammenzuführen. Alter nativ kann eine der Komponenten oder können auch beide Komponenten aus einem Leichtmetall wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung bestehen. Für die sen Fall ist in der Regel wegen des für die Umformung erforderlichen höheren Be ölungsgrades vor der Verklebung von Grundkörper 6 und Verstärkung 7 ein Reini gungsvorgang notwendig.Base body 6 and reinforcement 7 can each consist of steel. In this case, it is possible to manufacture both components by deep drawing in adjacently arranged tools and to bring the two components 6 and 7 together without a cleaning process to form the support 1 . Alternatively, one of the components or both components can consist of a light metal such as an aluminum alloy. For this case, a cleaning process is generally necessary because of the higher degree of oiling required for the deformation before the base body 6 and reinforcement 7 are glued.
Mögliche Stahlwerkstoffe für den Grundkörper 6 sind zum Beispiel DC04, H180B, H220B, H260B, H300X etc. (nach DIN V 17006-100). Auch Aluminiumlegierungen, wie zum Beispiel EN AW-5182, EN AW-5018, EN AW-5454, EN AW-5754, EN AW- 6016, EN AW-6181 etc. eignen sich für die Herstellung des Grundkörpers 6. Die Wandstärke d1 eines Grundkörpers 6 aus Aluminium beträgt beispielsweise 1,5 mm bis 2 mm, während bei einer einteiligen Ausführung der Abstützung 1 eine Wandstärke von durchgehend 4 mm erforderlich wäre. Hieraus ergibt sich ein beträchtliches Potential für Gewichtseinsparungen. Der Werkstoff des Grundkörpers 6 kann so gewählt werden, dass er sich durch gute Umformungseigenschaften auszeichnet. Durch den gut umformbaren Werkstoff des Grundkörpers 6 werden der Verschleiß des Tiefziehwerkzeuges und die Wärmeentwicklung während des Umformvorgangs reduziert.Possible steel materials for the base body 6 are, for example, DC04, H180B, H 22 0B, H 26 0B, H300X etc. (according to DIN V 17006-100). Aluminum alloys such as EN AW-5182, EN AW-5018, EN AW-5454, EN AW-5754, EN AW-6016, EN AW-6181 etc. are also suitable for the production of the base body 6 . The wall thickness d1 of a base body 6 made of aluminum is, for example, 1.5 mm to 2 mm, while with a one-piece design of the support 1, a wall thickness of 4 mm would be required throughout. This has considerable potential for weight savings. The material of the base body 6 can be chosen so that it is characterized by good forming properties. The easily deformable material of the base body 6 reduces the wear of the deep-drawing tool and the heat development during the forming process.
Die Verstärkung 7 besteht beispielsweise aus hochfestem austenitischem Stahl oder aus höchstfesten Stahl, wie zum Beispiel TRIP 700 der Fa. Thyssen Krupp oder H270X, H300X, H340X etc. Wegen der einfachen Geometrie der Verstärkung 7 werden an den Werkstoff nur geringe Umformeigenschaften gestellt. Die Auswahl des Werkstoffes kann somit hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt der mechanischen Belastbarkeit erfolgen. Die Wandstärke d2 beträgt beispielsweise 2 mm.The reinforcement 7 consists, for example, of high-strength austenitic steel or high-strength steel, such as TRIP 700 from Thyssen Krupp or H270X, H300X, H340X etc. Because of the simple geometry of the reinforcement 7 , only low forming properties are made of the material. The selection of the material can therefore be made mainly from the point of view of mechanical strength. The wall thickness d 2 is, for example, 2 mm.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die bedarfsgerechte Kombination un terschiedlicher Werkstoffe und Materialstärken zu einem Verbundbauteil mit redu ziertem Gewicht und optimierten Festigkeitseigenschaften. Durch die separate Her stellung der Verstärkung 7 und deren nachträgliches Einbringen in den vorgefertig ten Grundkörper 6 ist der Herstellprozess leicht beherrschbar. Die großflächige Ver klebung der beiden Komponenten 6 und 7 erhöht die Belastbarkeit der Abstützung 1. Eine Beeinträchtigung der Festigkeit im Verbindungsbereich, wie sie beispiels weise bei einem Schweißverfahren auftritt, ist nicht gegeben.The method according to the invention enables the combination of different materials and material thicknesses as required to form a composite component with reduced weight and optimized strength properties. Due to the separate manufacture of the reinforcement 7 and its subsequent introduction into the prefabricated base body 6 , the manufacturing process is easily controllable. The large-area bonding of the two components 6 and 7 increases the resilience of the support 1 . There is no impairment of the strength in the connection area, as occurs, for example, in a welding process.
Claims (8)
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