DE102004002276A1

DE102004002276A1 - Selbsttragendes großflächiges Karosseriebauteil an Kraftfahrzeugen und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE102004002276A1
Application number: DE102004002276A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dau
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2005-09-15

Abstract

Die Aufgabe, ein selbsttragendes großflächiges Karosseriebauteil an Kraftfahrzeugen zu schaffen, welches bei Einhaltung bestimmter Festigkeits- und Steifigkeitsanforderungen leicht baut sowie einfach herstellbar und kostengünstig ist, wird im Wesentlichen durch wenigstens zwei in einem bestimmten Abstand gegenüberliegende Schalenelemente (1, 2), die ihrerseits vermittels wenigstens einer zwischen derselben angeordneten Versteifungsplatte (3) zu einem geschlossenen flächenförmigen Wabenstrukturelement (4) fest verbunden sind, gelöst, wobei die Versteifungsplatte (3) eine Mehrzahl von Verpräfungen (7, 21) mit jeweils wechselnder Ausrichtung umfasst und wobei benachbarte Verprägungen (7, 21) jeweils eine gemeinsame Seitenwand (8; 8a, 8b) aufweisen und die Schalenelemente (1, 2) auf den Verprägungen (7, 21) zur Anlage gebracht sind. DOLLAR A Die Erfindung betrifft auch ein geeignetes Verfahren zur Herstellung eines solchen Karosseriebauteils.

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttragendes großflächiges Karosseriebauteil an Kraftfahrzeugen und ein Verfahren zur Herstellung desselben nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 18.

Vor dem Hintergrund eines erhöhten ökologischen Bewusstseins im Hinblick auf Kraftfahrzeuge bzw. deren Schadstoffausstoß werden erhebliche Anstrengungen unternommen, denselben wesentlich zu minimieren. Insoweit wird zum einen am Antriebsaggregat selbst und zugehörigen Aggregaten angesetzt, zum anderen ist man aufgrund der Erkenntnis, dass das Fahrzeuggewicht mit der erforderlichen Leistung des Antriebsaggregates und demgemäß dessen Schadstoffausstoß korrespondiert, bestrebt, das Gewicht der Kraftfahrzeugkarosserie bei Einhaltung der erforderlichen Festigkeit und Steifigkeit weitestgehend zu minimieren. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein selbsttragendes großflächiges Karosseriebauteil an Kraftfahrzeugen zu schaffen, welches bei Einhaltung bestimmter Festigkeits- und Steifigkeitsanforderungen leicht baut sowie einfach herstellbar und kostengünstig ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein geeignetes Verfahren zur Herstellung eines solchen Karosseriebauteils anzugeben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass wenigstens zwei in einem bestimmten Abstand gegenüberliegende Schalenelemente vermittels wenigstens einer zwischen denselben angeordneten Versteifungsplatte zu einem geschlossenen flächenförmigen Wabenstrukturelement fest verbunden sind derart, dass die Versteifungsplatte eine Mehrzahl von Verprägungen mit jeweils wechselnder Ausrichtung umfasst, wobei benachbarte Verprägungen jeweils eine gemeinsame Seitenwand aufweisen, und die Schalenelemente auf den Verprägungen zur Anlage gebracht sind.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Verprägungen eine Hohlstruktur auf, die weitestgehend auf die Grundgeometrie eines Würfels, Quaders, Prismas, Tetraeders, einer Pyramide und/oder eines Pyramidenstumpfes zurückgeführt ist. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Verprägungen ebene und/oder gekrümmte Seitenwände aufweisen. Gekrümmte Seitenwände sind insoweit derart gekrümmt ausgebildet, dass ein Kraftfluss infolge einwirkender Kräfte auf das Wabenstrukturelement respektive auf betroffene Verprägungen desselben umlenkbar ist.

In erfinderischer Fortbildung ist ferner vorgesehen, dass gekrümmte Seitenwände von dazu quer verlaufenden Seitenwänden gegen Ausknicken infolge besagten Kraftflusses abgestützt sind. Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch zueinander quer verlaufende Seitenwände der Verprägungen der Versteifungsplatte ein Fachwerksverbund ausgebildet ist, bei dem in jedem Fachwerksknoten die Kräfte im Gleichgewicht sind.

Wie die Erfindung weiter vorsieht, bildet der von den Seitenwänden der Verprägungen gebildete Fachwerksverbund in Form der Versteifungsplatte mit den daran angeschlossenen gegenüberliegenden Schalenelementen einen räumlich stabilisierten Fachwerksverbund aus derart, dass bei einem etwaigen Crash des Kraftfahrzeugs die auf die Schalenelemente wirkenden Zugkräfte aufgefangen werden und demgemäß ein Auseinanderreißen der Schalenelemente vermieden ist. Wie die Erfindung noch vorsieht, kann der räumlich stabilisierte Fachwerksverbund in Form des Wabenstrukturelementes eben oder gekrümmt ausgebildet sein respektive sich über eine oder über mehrere Karosserieebenen erstrecken. Erstreckt sich das Wabenstrukturelement über mehrere Karosserieebenen, so kann dieses gleichförmig und/oder in Stufensprüngen erfolgen, wobei die Stufensprünge dann mit durchgängigen Verprägungen, die von der einen zur anderen Karosserieebene reichen, versehen sind.

Fernerhin ist im Sinne der Erfindung vorgesehen, dass die Schalenelemente mit der Versteifungsplatte vorzugsweise durch Klebung und/oder Schweißung verbunden sind und die Schalenelemente und/oder die Versteifungsplatte aus Metall, Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff bestehen, wobei die gebildeten Hohlräume des Wabenstrukturelementes mit einem Kunststoff- oder Metallschaum ausgeschäumt sein können.

Schließlich wird vorgeschlagen, dass dem Wabenstrukturelement eine oder mehrere Trägerstrukturen und/oder sonstige Verstärkungs-, Befestigungs-, Design- und/oder andere Elemente zugeordnet sein können, wobei dieselben in das Wabenstrukturelement eingebunden und/oder auf der Oberfläche desselben befestigt sind.

Das in Rede stehende Karosseriebauteil kann erfindungsgemäß durch einen Fahrzeugboden mit oder ohne Mitteltunnel, ein Seitenteil, ein Fahrzeugdach, eine Rückwand und/oder jegliches andere selbsttragende großflächige Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs gebildet sein.

Das Verfahren zur Herstellung eines selbsttragenden großflächigen Karosseriebauteils an Kraftfahrzeugen zeichnet sich in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 18 insbesondere dadurch aus, dass zunächst eine Ausgangsplatine zu einer Versteifungsplatte mit einer Mehrzahl von Verprägungen mit wechselnder Ausrichtung durch formgebendes Pressen umgeformt wird, wobei benachbarte Verprägungen eine gemeinsame Seitenwand aufweisen, und nachfolgend beidseitig der umgeformten Versteifungsplatte jeweils wenigstens ein Schalenelement derart auf den Verprägungen zur Anlage gebracht und mit der Versteifungsplatte fest verbunden wird, dass ein geschlossenes flächenförmiges Wabenstrukturelement gebildet wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den nachgeordneten Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 die Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten, selbsttragenden großflächigen Karosseriebauteils eines Kraftfahrzeugs in Form eines Wabenstrukturelementes mit zwei Schalenelementen und dazwischen angeordneter Versteifungsplatte in einer Grundgestaltung,
2 die Schnittdarstellung eines geeignetes Werkzeugs zur Umformung einer Ausgangsplatine für die Versteifungsplatte nach 1,
3 das Werkzeug samt Ausgangsplatine nach 2 während des Umformvorganges,
4 die zu einer Versteifungsplatte fertig umgeformte Ausgangsplatine nach den 1 bis 3 in einer Draufsicht,
5 eine weitere Ausgestaltungsform einer Versteifungsplatte in einer Draufsicht,
6 die Ansicht A nach 5,
7 die Ansicht B nach 5,
8 das Werkzeug zur Umformung einer Ausgangsplatine für eine Versteifungsplatte nach 5 in einer Schnittdarstellung,
9 das Werkzeug samt Ausgangsplatine nach 8 während des Umformvorganges,
10 die Schnittdarstellung eines Werkzeugs zur Komplettierung einer Ausgangsplatine nach den 5 bis 9 zu einem fertigen Wabenstrukturelement,
11 das fertige Wabenstrukturelement nach 10 in einer Schnittdarstellung,
12 eine horizontale Schnittansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Wabenstrukturelements in Form eines Fahrzeugbodens mit integrierter formstabilisierender Trägerstruktur,
13 den Schnitt I-I nach 12,
14 die Einzelansicht respektive Draufsicht der Trägerstruktur nach den 12 und 13,
15 die Trägerstruktur nach 14 in der Seitenansicht,
16 ein weiter komplettiertes Wabenstrukturelement nach 12 in einer Schnittdarstellung in Fahrzeugquerrichtung,
17 eine dritte Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Wabenstrukturelementes in Form eines Seitenteils eines Kraftfahrzeugs in einem vertikalen Längsschnitt.
Gem. 1 besteht das selbsttragende großflächige Karosseriebauteil aus zwei in einem bestimmten Abstand gegenüberliegenden Schalenelementen 1 und 2, die ihrerseits vermittels einer zwischen denselben angeordneten und besonders ausgebildeten Versteifungsplatte 3 zu einem geschlossenen flächenförmigen Wabenstrukturelement 4 fest verbunden sind.
Das Wabenstrukturelement 4 wird, wie in den 2 und 3 gezeigt, vorzugsweise aus einer planen Ausgangsplatine 5 gefertigt, indem dieselbe in ein geeignetes Werkzeug 6, vorliegend in eine Formpresse mit einem oberen und unteren Werkzeugteil 6a, 6b eingelegt und derart umgeformt wird, dass eine Mehrzahl von Verprägungen 7 mit wechselnder Ausrichtung ausgebildet werden, wobei benachbarte Verprägungen 7 eine gemeinsame Seitenwand 8 aufweisen. Vorliegend weist jedes Werkzeugteil 6a, 6b eine Mehrzahl Zapfen 9 mit pyramidenstumpfförmigen Spitzen auf, wobei jeder Zapfen 9 des einen Werkzeugteils 6a, b in eine so genannte Zapfenlücke 10 des anderen Werkzeugteils 6a, b einführbar ist. Es ist somit ein Verprägungsmuster erstellt, welches nach oben und unten herausgezogene Pyramidenstümpfe mit jeweils ebener Stirnfläche 11 aufweist. Zur besseren Sichtbarmachung wurden die nach unten weisenden Verprägungen 7 dunkel markiert (4).
In der einfachsten Gestaltung verfügt die umgeformte Ausgangsplatine 5, welche nunmehr die Versteifungsplatte 3 darstellt, über eine ebene Grundstruktur und wird in der Folge zur Ausbildung des besagten geschlossenen flächenförmigen Wabenstrukturelementes 4 beidseitig vermittels vorzugsweise vorgefertigter planer Schalenelemente 1 und 2 abgedeckt, indem dieselben auf den Verprägungen 7 respektive deren Stirnflächen 11 zur Anlage gebracht und mit der Versteifungsplatte 3 fest verbunden werden.
In Abhängigkeit vom gewählten Material für die Schalenelemente 1, 2 und die Versteifungsplatte 3 können dieselben miteinander verklebt, verschweißt aber auch vermittels mechanischer Befestigungselemente fest verbunden werden, wobei Materialien aus Kunststoff, Leichtmetall oder einem Verbundwerkstoff, beispielsweise glasfaserverstärktem Kunststoff, der Vorzug gegeben wird, da diese ein geringes Gewicht aufweisen, sich leicht und kostengünstig verarbeiten lassen und durch Klebung 12 und/oder Schweißung ein ausreichend haltbarer Materialverbund erzielbar ist.
Gem. 1 sind Schalenelemente 1, 2 und Versteifungsplatte 3 durch Klebung 12 im Bereich der Stirnflächen 11 der Verprägungen 7 fest verbunden worden. Denkbar ist es jedoch auch, und wird durch Erfindung mit erfasst, die gebildeten Hohlräume 13 des geschlossenen flächenförmigen Wabenstrukturelementes 4 mit einem Kunststoff- oder Metallschaum 14 auszuschäumen mit dem Ziel, zum einen den besagten Materialverbund zu erzielen, zum anderen aber auch das Wabenstrukturelement 4 noch weiter zu verstärken und/oder die Wärme- und Schallisolierung desselben zu verbessern (11).
Vorstehendes Ausführungsbeispiel stellt auf Verprägungen 7 mit Hohlstrukturen ab, die weitestgehend auf die Grundgeometrie eines Pyramidenstumpfes zurückgeführt sind. Durch die Erfindung mit erfasst werden jedoch auch Grundgeometrien eines Würfels, Quaders, Prismas, Tetraeders, einer Pyramide u. ä. (nicht näher dargestellt).
Am Beispiel eines großflächigen Karosseriebauteils in Form eines Fahrzeugbodens soll die Erfindung weiter erläutert werden.
Den 5 bis 7 ist eine umgeformte Versteifungsplatte 3 respektive den 12 und 13 das fertige Wabenstrukturelement 4 zu entnehmen, welches sich zwischen einem vorderen Bodenquerträger 15 und einem hinteren Bodenquerträger 16 sowie zwischen gegenüberliegenden Längsträgern 17 und 18 der Kraftfahrzeugkarosserie und über dieselben hinaus bis zu äußeren Längsträgern erstreckt.
Gem. den 8 und 9 wird diese Versteifungsplatte 3 wie oben bereits dargetan, ebenfalls vermittels eines Werkzeugs 6 aus einer vorgeformten Ausgangsplatine 5 durch Umformung hergestellt, wobei dieselbe schon die Grundstruktur eines Mitteltunnels 19 aufweist und sich somit, wie besonders gut aus den 6 und 7 ersichtlich, sich bereichsweise in einer Karosserieebene, jedoch auch bereichsweise gleichförmig, gekrümmt oder gar in Stufensprüngen 20 über mehrere Karosserieebenen erstreckt.
Hinsichtlich der sich weitestgehend in einer Ebene bzw. gleichförmig oder gekrümmt über mehrere Ebenen erstreckenden Bereiche sind Wabenstrukturen vorgesehen, die, wie vorstehend dargelegt, weitestgehend durch Verprägungen 7 mit Hohlstrukturen gebildet sind, die auf die Grundgeometrie eines Pyramidenstumpfes zurückgeführt sind.
Demgegenüber sind im Bereich besagter Stufensprünge 20, vorliegend im Bereich der Wände des Mitteltunnels 19 sowie im Übergang vom unteren Bodenplattenbereich zum hinteren Sitzbankbereich, Verprägungen 21 vorgesehen, die ihrerseits durchgängig von der einen (unteren) Karosserieebene zur anderen (oberen) Karosserieebene reichen und vorliegend dreieckförmig bzw. als langgestreckter Pyramidenstumpf ausgebildet sind.
Durch vorstehende Maßnahmen können vorteilhaft die einzelnen Stirnflächen 11 der Hohlstrukturen der Versteifungsplatte 3 exakt auf den Kurvenverlauf des jeweils korrespondierenden Schalenelementes 1, 2 abgestimmt werden, woraus wiederum eine optimale Klebung 12 resultiert.
Mit den zueinander quer verlaufenden Seitenwänden 8 der Verprägungen 7 in der Versteifungsplatte 3 wird ein Fachwerksverbund ausgebildet, bei dem in jedem Fachwerksknoten die Kräfte im Gleichgewicht sind. Vermittels der daran angeschlossenen Schalenelemente 1, 2 wird der Fachwerksverbund des Weiteren derart räumlich stabilisiert, dass bei einem etwaigen Crash des Kraftfahrzeugs (Frontal-, Seitencrash, o.a.) die auf die Schalenelemente 1, 2 wirkenden Zugkräfte aufgefangen und demgemäß ein Auseinanderreißen der Schalenelemente 1, 2 und der Versteifungsplatte 3 respektive der Klebung 12 zwischen denselben vermieden wird.
10 zeigt ein geeignetes Pressenwerkzeug 22 mit einem oberen und einem unteren Werkzeugteil 22a, b zur Komplettierung der vorgefertigten Versteifungsplatte 3 mit den Schalenelementen 1, 2 und etwaigen formstabilisierenden Trägerstrukturen 23.
Vorliegend ist eine Trägerstruktur 23 in Form eines Längsträgers 18 gezeigt, welcher seinerseits in das Wabenstrukturelement 4 eingebunden werden soll, indem eine längsgeteilte Versteifungsplatte 3 an die Trägerstruktur 23 bzw. den Längsträger 18 anschließt.
Entgegen dem vorstehenden Ausführungsbeispiel werden hier nicht nur Anschlussflächen der einzelnen Bauteile verklebt, sondern es werden, wie oben bereits angedeutet und in 11 gezeigt, sämtliche zwischen den zu verbindenden Bauteilen gebildete Hohlräume 13 vermittels eines Kunststoff- oder Metallschaums 14 ausgeschäumt und bis zur Aushärtung bzw. bis zum Abbinden vermittels des Pressenwerkzeugs 22 in ihrer vorbestimmten Position fixiert.
Insoweit kann es auch angezeigt sein, statt einzelner Träger 17, 18 schon eine vorgefertigte komplette Trägerstruktur 23, beispielsweise eine Schweißkonstruktion, wie sie aus den 14 und 15 ersichtlich ist, mit insbesondere vorderem und hinterem Querträger 15, 16 und Längsträgern 17, 18 sowie ggf. Radhäusern 24, Federbeinaufnahmen 25 und besagten äußeren Längsträgern in Form von Schwellern 26 zu verwenden und in das Wabenstrukturelement 4 bereits während der Herstellung desselben einzubinden.
Ebenso besteht in Erweiterung vorstehenden Gedankens die Möglichkeit, während der Herstellung des Wabenstrukturelementes 4 demselben eine oder mehrere weitere Trägerstrukturen 23 und/oder sonstige Verstärkungs-, Befestigungs-, Design- und/oder andere Elemente zuzuordnen und bereits mittels des Pressenwerkzeugs 22 am Wabenstrukturelement 4 zu fixieren und mit demselben zu verkleben.
Ein derart komplettiertes Wabenstrukturelement 4 ist in 16 gezeigt, indem hier im Sinne der Erfindung bereits Sitzschienen 27, weitere Verstärkungen 28 und Teppiche 29 angebracht sind.
Wie insbesondere der 12 weiter zu entnehmen ist, können die Verprägungen 7 sowohl ebene Seitenwände 8a als auch gekrümmte Seitenwände 8b aufweisen. Beispielgebend sind im rechten Bodenbereich gekrümmte Seitenwände 8b derart angeordnet, dass sie in einem spitzen Winkel vom Längsträger 17 weg verlaufen und in einem Bogen, einen stumpfen Winkel in Fahrzeugquerrichtung ausbildend, auslaufen. Die gekrümmten Seitenwände 8b sind hierbei durch quer verlaufende, ebenfalls gekrümmte oder ebene Seitenwände 8a, 8b gegen Ausknicken abgestützt.
Durch diese Maßnahme kann ein Kraftfluss infolge einwirkender Kräfte auf die Wabenstruktur des Wabenstrukturelementes 4 respektive auf betroffene Verprägungen 7 desselben definiert umgelenkt werden. D.h., vorliegend können beispielsweise Kräfte infolge eines Frontalcrashes in Fahrzeugquerrichtung umgelenkt und demgemäß derart abgebaut werden, dass ein erweiterter Anteil der Gesamtkraftfahrzeugstruktur zum Kräfteabbau eingebunden wird, welches, sicherlich leicht nachvollziehbar, in vorteilhafter Weise mit geringeren örtlichen Verformungen beteiligter Kraftfahrzeugstrukturen einhergeht.
Vorstehendes Ausführungsbeispiel stellt auf einen Fahrzeugboden mit einem integrierten Mitteltunnel 19 ab. Die Erfindung erfasst jedoch jegliches großflächige Karosseriebauteil, welches geeignet erscheint, erfindungsgemäß als Wabenstrukturelement 4 ausgebildet zu werden. So können beispielsweise auch ein Seitenteil 30 (17), ein Fahrzeugdach, eine Rückwand und/oder ein Deckelelement, wie die Motor- und/oder Kofferraumklappe, erfindungsgemäß ausgebildet sein.
Schließlich kann es auch angezeigt sein, bestimmte ausgewählte selbsttragende großflächige Karosseriebauteile in Form von geschlossenen flächenförmigen Wabenstrukturelementen 4 zu kompletten Rohbaukarosseriestrukturen zu verbinden (nicht näher dargestellt). Insoweit bietet es sich beispielsweise besonders an, die Fahrgastzelle entsprechend auszubilden.

1: Schalenelement
2: Schalenelement
3: Versteifungsplatte
4: Wabenstrukturelement
5: Ausgangsplatine
6: Werkzeug
6a: oberes Werkzeugteil
6b: unteres Werkzeugteil
7: Verprägungen
8: Seitenwand
8a: ebene Seitenwand
8b: gekrümmte Seitenwand
9: Zapfen
10: Zapfenlücke
11: Stirnfläche
12: Klebung
13: Hohlräume
14: Kunststoff- oder Metallschaum
15: vorderer Bodenquerträger
16: hinterer Bodenquerträger
17: Längsträger
18: Längsträger
19: Mitteltunnel
20: Stufensprünge
21: Verprägungen
22: Pressenwerkzeug
22a: oberes Werkzeugteil
22b: unteres Werkzeugteil
23: Trägerstruktur
24: Radhäuser
25: Federbeinaufnahmen
26: Schweller
27: Sitzschiene
28: Verstärkung
29: Teppich
30: Seitenteil

Claims

Selbsttragendes großflächiges Karosseriebauteil an Kraftfahrzeugen, gekennzeichnet durch wenigstens zwei in einem bestimmten Abstand gegenüberliegende Schalenelemente (1, 2), die ihrerseits vermittels wenigstens einer zwischen denselben angeordneten Versteifungsplatte (3) zu einem geschlossenen flächenförmigen Wabenstrukturelement (4) fest verbunden sind derart, dass die Versteifungsplatte (3) eine Mehrzahl von Verprägungen (7, 21) mit jeweils wechselnder Ausrichtung umfasst, wobei benachbarte Verprägungen (7, 21) jeweils eine gemeinsame Seitenwand (8; 8a, 8b) aufweisen, und die Schalenelemente (1, 2) auf den Verprägungen (7, 21) zur Anlage gebracht sind.
Karosseriebauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verprägungen (7, 21) eine Hohlstruktur aufweisen, die weitestgehend auf die Grundgeometrie eines Würfels, Quaders, Prismas, Tetraeders, einer Pyramide und/oder eines Pyramidenstumpfes zurückgeführt ist.
Karosseriebauteil nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verprägungen (7, 21) ebene und/oder gekrümmte Seitenwände (8a, 8b) aufweisen.
Karosseriebauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass gekrümmte Seitenwände (8b) derart gekrümmt ausgebildet sind, dass ein Kraftfluss infolge einwirkender Kräfte auf das Wabenstrukturelement (4) respektive auf betroffene Verprägungen (7, 21) desselben umlenkbar ist.
Karosseriebauteil nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass gekrümmte Seitenwände (8b) von dazu quer verlaufenden Seitenwänden (8a, 8b) gegen Ausknicken infolge besagten Kraftflusses abgestützt sind.
Karosseriebauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch zueinander quer verlaufenden Seitenwände (8; 8a, 8b) der Verprägungen (7, 21) ein Fachwerksverbund ausgebildet ist, bei dem in jedem Fachwerksknoten die Kräfte im Gleichgewicht sind.
Karosseriebauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der von den Seitenwänden (8; 8a, 8b) der Verprägungen (7, 21) gebildete Fachwerksverbund in Form der Versteifungsplatte (3) mit den daran angeschlossenen gegenüberliegenden Schalenelementen (1, 2) einen räumlich stabilisierten Fachwerksverbund ausbildet.
Karosseriebauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vermittels der Schalenelemente (1, 2) räumlich stabilisierte Fachwerksverbund derart ausgebildet ist, dass bei einem etwaigen Crash des Kraftfahrzeugs die auf die Schalenelemente (1, 2) wirkenden Zugkräfte aufgefangen werden und demgemäß ein Auseinanderreißen der Schalenelemente (1, 2) vermieden ist.
Karosseriebauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der räumlich stabilisierte Fachwerksverbund in Form des Wabenstrukturelementes (4) eben oder gekrümmt ausgebildet ist respektive sich über eine oder über mehrere Karosserieebenen erstreckt.
Karosseriebauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Wabenstrukturelement (4) gleichförmig und/oder in Stufensprüngen (20) über mehrere Karosserieebenen erstreckt.
Karosseriebauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufensprünge (20) mit durchgängigen Verprägungen (21), die von der einen zur anderen Karosserieebene reichen, versehen sind.
Karosseriebauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenelemente (1, 2) mit der Versteifungsplatte (3) vorzugsweise durch Klebung (12) und/oder Schweißung verbunden sind.
Karosseriebauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenelemente (1, 2) und/oder die Versteifungsplatte (3) aus Metall, Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff bestehen.
Karosseriebauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildeten Hohlräume (13) des Wabenstrukturelementes (4) mit einem Kunststoff- oder Metallschaum (14) ausgeschäumt sind.
Karosseriebauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wabenstrukturelement (4) eine oder mehrere Trägerstrukturen (23) und/oder sonstige Verstärkungs-, Befestigungs-, Design- und/oder andere Elemente zugeordnet sind.
Karosseriebauteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Trägerstrukturen (23) und/oder sonstige Verstärkungs-, Befestigungs-, Design- und/oder andere Elemente in das Wabenstrukturelement (4) eingebunden und/oder auf der Oberfläche desselben befestigt sind.
Karosseriebauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Karosseriebauteil durch einen Fahrzeugboden mit oder ohne Mitteltunnel (19), ein Seitenteil (30), ein Fahrzeugdach, eine Rückwand und/oder jegliches andere selbsttragende großflächige Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines selbsttragenden großflächigen Karosseriebauteils an Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst eine Ausgangsplatine (5) zu einer Versteifungsplatte (3) mit einer Mehrzahl von Verprägungen (7, 21) mit wechselnder Ausrichtung durch formgebendes Pressen umgeformt wird, wobei benachbarte Verprägungen (7, 21) eine gemeinsame Seitenwand (8; 8a, 8b) aufweisen, und nachfolgend beidseitig der umgeformten Versteifungsplatte (3) jeweils wenigstens ein Schalenelement (1, 2) derart auf den Verprägungen (7, 21) zur Anlage gebracht und mit der Versteifungsplatte (3) fest verbunden wird, dass ein geschlossenes flächenförmiges Wabenstrukturelement (4) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Verprägungen (7, 21) ausgebildet werden, deren Hohlstruktur weitestgehend auf die Grundgeometrie eines Würfels, Quaders, Prismas, Tetraeders, einer Pyramide und/oder eines Pyramidenstumpfes zurückgeführt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass Verprägungen (7, 21) ausgebildet werden, die ebene und/oder gekrümmte Seitenwände (8a, 8b) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass gekrümmte Seitenwände (8b) derart gekrümmt ausgebildet werden, dass ein Kraftfluss infolge einwirkender Kräfte auf das Wabenstrukturelement (4) respektive auf betroffene Verprägungen (7, 21) desselben umgelenkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verprägungen (7, 21) derart ausgebildet werden, dass gekrümmte Seitenwände (8b) von dazu quer verlaufenden Seitenwänden (8a, 8b) gegen Ausknicken infolge besagten Kraftflusses abgestützt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Verprägungen (7, 21) in der Versteifungsplatte (3) ausgebildet werden, deren zueinander quer verlaufende Seitenwände (8; 8a, 8b) einen Fachwerksverbund ausbilden, bei dem in jedem Fachwerksknoten die Kräfte im Gleichgewicht sind.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass vermittels des von den Seitenwänden (8; 8a, 8b) der Verprägungen (7, 21) gebildeten Fachwerksverbundes in Form der Versteifungsplatte (3) und den daran angeschlossenen gegenüberliegenden Schalenelementen (1, 2) ein räumlich stabilisierter Fachwerksverbund ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der vermittels der Schalenelemente (1, 2) räumlich stabilisierte Fachwerksverbund derart ausgebildet wird, dass bei einem etwaigen Crash des Kraftfahrzeugs die auf die Schalenelemente (1, 2) wirkenden Zugkräfte aufgefangen werden und demgemäß ein Auseinanderreißen der Schalenelemente (1, 2) vermieden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein ebener oder gekrümmter respektive sich über eine oder über mehrere Karosserieebenen erstreckender räumlich stabilisierter Fachwerksverbund in Form des Wabenstrukturelementes (4) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wabenstrukturelement (4) ausgebildet wird, welches sich gleichförmig und/oder in Stufensprüngen (20) über mehrere Karosserieebenen erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass Stufensprünge (20) mit durchgängigen Verprägungen (21) ausgebildet werden, die von der einen zur anderen Karosserieebene reichen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenelemente (1, 2) mit der Versteifungsplatte (3) vorzugsweise durch Klebung (12) und/oder Schweißung verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Karosseriebauteils in Form des Wabenstrukturelements (4) Schalenelemente (1, 2) und/oder Versteifungsplatten (3) aus Metall, Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildeten Hohlräume (13) des Wabenstrukturelementes (4) mit einem Kunststoff- oder Metallschaum (14) ausgeschäumt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass in einem gemeinsamen Verfahrensschritt während der Herstellung des geschlossenen flächenförmigen Wabenstrukturelements (4) aus der Versteifungsplatte (3) und den Schalenelementen (1, 2) eine oder mehrere Trägerstrukturen (23) und/oder sonstige Verstärkungs-, Befestigungs-, Design- und/oder andere Elemente in das Wabenstrukturelement (4) eingebunden und/oder auf der Oberfläche desselben befestigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 32 zur Herstellung eines Karosseriebauteils an Kraftfahrzeugen in Form eines Fahrzeugbodens mit oder ohne Mitteltunnel (19), eines Seitenteils (30), eines Fahrzeugdachs, einer Rückwand und/oder eines jeglichen anderen selbsttragenden großflächigen Karosseriebauteils.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne selbsttragende großflächige Karosseriebauteile in Form von geschlossenen flächenförmigen Wabenstrukturelementen (4) zu kompletten Rohbaukarosseriestrukturen fest verbunden werden.