DE102008033503A1 - Longitudinal beam i.e. rear longitudinal beam, for passenger car, has flanges for connection with body components and/or chassis components, where beam is represented in form of single-piece hollow-cast aluminum casting component - Google Patents

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Abstract

The beam (2) has flanges (20, 22) for connection with body components and/or chassis components, which are designed as sheet transforming parts, where the beam is represented in the form a single-piece hollow-cast aluminum casting component, an aluminum sand-casting component or an aluminum chill-casting component. The beam in an installation position runs in a vehicle longitudinal direction (24) and runs additionally upward within a rear area with respect to a vehicle vertical direction (26). A layer (18) serves as a contact surface for a suspension subframe. An independent claim is also included for a method for production of a longitudinal beam for a passenger car.

Description

Die Erfindung betrifft einen Längsträger eines Personenkraftwagens (Pkw) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a side member of a passenger car (Car) according to the preamble of claim 1.

In modernen Personkraftwagen werden hohe Anforderungen an die Steifigkeit der Karosserie gestellt, wobei stets ein massives Bestreben darin besteht, das Gewicht der Karosserie zu verringern und dabei dennoch kostengünstig zu produzieren.In Modern passenger cars have high rigidity requirements the body, with a constant effort reduce the weight of the body while still cost to produce.

Vielfach wurden dabei gegossene Bauteilkomponenten in den Karosserierohbau eingesetzt, die einzelne Blechbauteile substituierten.frequently cast component components were used in the body shop used, the individual sheet metal components substituted.

So ist beispielsweise in der DE 199 22 800 A1 ein Hilfsrahmen für einen Hinterachsträger beschrieben, der gegossene Knotenelemente aufweist, die zur Verbindung von Profilbauteilen dienen.For example, in the DE 199 22 800 A1 a subframe for a rear axle, which has cast node elements, which serve for the connection of profile components.

In anderen Konstruktionen werden beispielsweise Aluminiumdruckgussbauteile in komplex geformte Rohbau- oder Karosseriekomponenten integriert und dabei beispielsweise mit anderen Blechbauteilen durch teilweise aufwendige Fügeverfahren zur Rohbau- oder Karosseriekomponente zusammengefügt.In Other constructions include aluminum die-cast components integrated into complex shaped shell or body components and thereby, for example, with other sheet metal parts by partially complex joining process to shell or body component together.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Längsträger eines Pkws derart darzustellen, dass er gegenüber dem Stand der Technik ein geringeres Gewicht bei gleicher Festigkeit aufweist und dabei kostengünstiger herstellbar ist.task The invention is a side member of a Passenger cars so that he compared to the state of Technology has a lower weight with the same strength and is less expensive to produce.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Längsträger mit den Merkmalen des Patentanspruch 1.The Solution to the problem consists in a side member with the features of claim 1.

Der erfindungsgemäße Längsträger zeichnet sich dadurch aus, dass er einteilig ausgestaltet ist und dabei in Form eines hohlgegossenen Kokillengussbauteils dargestellt ist. Prinzipiell sind in diesem Zusammenhang alle Verfahren zum Giessen hohler Bauteile geeignet, besonders vorteilhaft sind allerdings die Verfahren des Kokillenguss oder aber des Sandguss anwendbar, da dadurch ein erfindungsgemäßer Längsträger entsprechend wirtschaftlich herstellbar ist.Of the inventive longitudinal beams is characterized by the fact that it is designed in one piece and represented in the form of a hollow cast Kokillengussbauteils is. In principle, in this context, all methods for Cast hollow components suitable, but are particularly advantageous the methods of chill casting or sand casting apply, as a result, an inventive longitudinal beam can be produced economically.

In dieser Ausgestaltung weist er gegenüber einem herkömmlichen Längsträger in Blechschalenbauweise, der in der Regel aus etwa 20 Einzelbauteilen zusammengesetzt ist, die vornehmlich Stahl-Blechteile sind, ein geringeres Gewicht auf. Zudem kann für jedes Einzelbauteil, das sonst zur Darstellung des Längsträgers benötigt würde, ein vergleichsweise teures Umformwerkzeug eingespart werden und durch ein einziges vergleichsweise günstiges Giesswerkzeug für den Aluminiumguss ersetzt werden.In this embodiment, he has over a conventional Side members in sheet metal shell construction, which in the Usually composed of about 20 individual components, mainly steel sheet metal parts are a lesser weight on. In addition, for each Single component, otherwise for the representation of the longitudinal member would be needed, a relatively expensive forming tool be saved and by a single comparatively cheap Casting tool for aluminum casting to be replaced.

Neben der Einsparung der Werkzeugkosten entfallen auch die Fügeprozesse – in der Regel Schweißen, Stanznieten oder Kleben – für das Zusammenfügen der einzelnen Komponenten.Next The saving of tool costs also eliminates the joining processes - in usually welding, punching or gluing - for the assembly of the individual components.

Der Längsträger ist dabei bevorzugt stufenförmig ausgestaltet und weist in Einbaulage eine Komponente in Fahrzeuglängsrichtung und eine Komponente in Fahrzeughochrichtung auf. Somit ist auf vorteilhafte Art und Weise die Möglichkeit geschaffen, den gegossenen Längsträger einfach an Fahrwerkstrukturen wie beispielsweise Hinterachse, Fahrschemel, Dämpferbein oder aber Federbein anzubinden. Gleichzeitig besteht aber auch die Möglichkeit den Längsträger alternativ oder additiv an Karosseriestrukturen wie beispielsweise Dach, B- oder C-Säule anzubinden. Dabei weist der Längsträger bevorzugt Flansche auf, die zur Verbindung mit anderen Karosserie- und/oder Fahrwerkstrukturen dienen.Of the The longitudinal member is preferably stepped configured and has in installation position a component in the vehicle longitudinal direction and a component in the vehicle vertical direction. Thus is on advantageous Way the possibility created the cast Longitudinal beams easy on suspension structures such as For example, rear axle, subframe, strut or but to connect strut. At the same time there is also the possibility the side member alternative or additive to body structures such as roof, B or C-pillar. there the longitudinal member preferably has flanges, for connection to other body and / or chassis structures serve.

Die Verbindung des Längsträgers mit weiteren Strukturen ist grundsätzlich mittels sämtlicher Fügemittel und -verfahren möglich. Als besonders vorteilhaft haben sich dabei thermische Fügeverfahren wie Schweißen, insbesondere zur Verbindung mit Karosseriestrukturen, und mechanische Fügeverfahren wie Stanznieten, insbesondere zur Verbindung mit Karosseriestrukturen, oder Schraubverbindungen, insbesondere zur Verbindung mit Fahrwerkstrukturen und/oder Montageteilen, herausgestellt. Zu beachten ist in diesem Zusammenhang allerdings die spezielle Problematik der Kontaktkorrosion, welche aus einer Verbindung vom Aluminiumgusswerkstoff des Längsträgers mit einem Eisenwerkstoff, wie er größtenteils bei den meisten Fahrwerks-, Montage- oder Karosserieteilen Verwendung findet, resultiert. Hierzu ist das jeweilige Fügemittel bzw. – verfahren selbstverständlich entsprechend der zu verbindenden Teile und Werkstoffe auszulegen oder aber es sind entsprechende korrosionsschützende Maßnahmen, beispielsweise mittels geeigneter passiver Korrosionsschutzbeschichtungen, vorzusehen.The Connection of the longitudinal member with other structures is basically by means of all joining agents and method possible. To be particularly advantageous thermal joining processes such as welding, in particular for connection to body structures, and mechanical Joining methods such as punched rivets, in particular for connection with Body structures, or screw, in particular for Connection with chassis structures and / or assembly parts, exposed. To note in this context, however, the specific problem the contact corrosion, which consists of a compound of the aluminum casting material of the longitudinal member with a ferrous material, like him mostly in most suspension, assembly and or body parts, results. This is the respective joining agent or method of course according to the parts and materials to be connected or it is appropriate corrosion protection measures, for example by means of suitable passive corrosion protection coatings, provided.

Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung eines Längsträgers nach Anspruch 8 Bestandteil der Erfindung, welches sich dadurch auszeichnet, dass der Längsträger mittels eines Verfahrens zum Aluminiumguss, insbesondere Sandguss oder Druckguss, als ein einteiliges Bauteil aus Aluminium gegossen wird, wobei zur Darstellung eines entsprechenden Hohlraums im Längsträger Gießkerne verwendet werden.Further is a method for producing a longitudinal member according to claim 8 part of the invention, which is characterized characterized in that the longitudinal member by means of a Process for aluminum casting, in particular sand casting or die casting, as a one-piece component is cast from aluminum, wherein for illustration a corresponding cavity in the longitudinal member Casting cores are used.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungsformen der Erfindung sind Bestandteil der folgenden Spezialbeschreibung und werden an Hand der Figuren näher erläutert.Further advantageous features and embodiments of the invention are Part of the following special description and will be on hand of the Figures explained in more detail.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 einen einteilig gegossenen Längsträger und 1 a one-piece molded side rail and

2 in schematischer Darstellung einzelne wesentliche Blechteile des konventionellen schalenartigen Zusammenbaus herkömmlicher Längsträger, wobei der Übersichtlichkeit wegen nicht alle einzelnen Blechbauteile eines konventionellen Zusammenbaus dargestellt werden. 2 a schematic representation of individual essential sheet metal parts of the conventional shell-like assembly of conventional side members, the sake of clarity not all the individual sheet metal components of a conventional assembly are shown.

In 1 ist ein hinterer Längsträger eines Pkws dargestellt, der sich dadurch auszeichnet, dass er einteilig in einem Aluminium-Kokillengussverfahren hergestellt ist.In 1 is a rear side member of a car shown, which is characterized in that it is made in one piece in an aluminum chill casting process.

Unter Kokillenguss wird hierbei ein Gießverfahren verstanden, das im Gegensatz zum Druckguss in der Regel mit dem Druck der Schwerkraft, die auf eine metallische Schmelze wirkt, auskommt. Eine Kokille ist dabei eine metallische Gießform, in die entsprechende Gießkerne eingelegt werden, insbesondere Sandkerne, die einen entsprechenden Formhohlraum beim Abgießen des Bauteils darstellen.Under Chill casting is understood to mean a casting process, unlike die-casting usually with the pressure of gravity, which acts on a metallic melt, gets by. A mold is a metallic mold, in the corresponding Casting cores are inserted, in particular sand cores, the a corresponding mold cavity during the casting of the component represent.

Alternativ ist allerdings auch Sandguss bei der Herstellung des Längsträgers anwendbar, wobei die Schmelze im Wesentlichen ebenfalls unter Schwerkraft vergossen wird. Weiterhin ist der erfindungsgemäße Längsträger aber alternativ ebenso mit einem Druckgussverfahren herstellbar, insbesondere mittels Niederdruckkokillenguss. Beim Niederdruckkokillenguss erfolgt die Formfüllung des Längsträgers entgegen der Schwerkraft, d. h. von unten, unter leichtem Überdruck.alternative However, sand casting is also involved in the production of the side member applicable, wherein the melt is also substantially under gravity is shed. Furthermore, the inventive But side members alternatively also with a die casting process producible, in particular by means of low-pressure chill casting. At the Low pressure chill casting is the mold filling of the longitudinal member against gravity, d. H. from below, under slight overpressure.

Auf Grund der Herstellung des Längsträgers mittels Kokillenguss oder der zuvor beschriebenen Alternativen sind die Werkzeugkosten als gering anzusehen, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Längsträgers wesentlich gesteigert wird. Weiterhin lässt sich durch eine entsprechende Wärmebehandlung des Längsträgers eine höhere Bauteilfestigkeit erzielen, wodurch die Vorteile des gegossenen Längsträgers nochmals gesteigert werden.On Reason for producing the longitudinal member by means of Chill casting or the alternatives described above are the To consider tooling costs as low, thereby reducing cost-effectiveness of the longitudinal member is significantly increased. Farther can be achieved by an appropriate heat treatment of the Longitudinal member a higher component strength Achieve, thereby, the advantages of the cast longitudinal member be increased again.

Der in 1 dargestellte Längsträger 2 wird in seiner Einbaulage durch den Pfeil 24, der die Fahrzeuglängsrichtung darstellt, und den Pfeil 26, der die Fahrzeughochrichtung darstellt, beschrieben.The in 1 illustrated side members 2 is in its installation position by the arrow 24 , which represents the vehicle longitudinal direction, and the arrow 26 , which represents the vehicle vertical direction, described.

An einem vorderen Ende 21 steht der Längsträger 2 in Verbindung mit einem nicht dargestellten Schweller. Diese Anbindung kann zumindest teilweise über einen Flansch 22 mittels Schweißen erfolgen. Über seine Längsausdehnung 24 weist der Längsträger 2 eine Veränderung in Fahrzeughöhe 26 auf, wodurch in der zusammengesetzten Karosserie in vorteilhafter Weise zusätzlicher Raum für die Radaufhängung geschaffen ist.At a front end 21 is the side member 2 in conjunction with a sill, not shown. This connection can at least partially via a flange 22 done by welding. About its longitudinal extent 24 has the side member 2 a change in vehicle height 26 on, which is created in the composite body advantageously additional space for the suspension.

Der Längsträger 2 weist dabei eine Stufe 18 auf, die als Auflagefläche für einen ebenfalls nicht dargestellten Fahrschemel dient. Dabei wird der Fahrschemel mittels einer Schraubverbindung über den in den gegossenen Längsträger 2 integrierten Flansch 20 mit den Längsträger 2 verbunden.The side member 2 indicates a step 18 on, which serves as a support surface for a subframe, also not shown. In this case, the subframe by means of a screw over the in the cast longitudinal member 2 integrated flange 20 with the side members 2 connected.

In 2 sind gemäß des Standes der Technik eine Vielzahl einzelner Blechbauteile dargestellt, die zu einem vergleichbaren Längsträger in konventioneller Schalenbauweise zusammengefügt werden können. Wie bereits erläutert, ist die Darstellung der Übersichtlichkeit halber auf einige wesentliche Blechbauteile beschränkt, wobei die Darstellung jedoch repräsentativ für eine konventionelle Blechschalenbauweise steht, bei der in der Regel mehr als 20 einzelne Blechbauteile zu einem Längsträger zusammengefügt werden. Dabei handelt es sich um die acht Blechbauteile 4, 6, 8, 10, 11, 12, 14 und 16. Zur Herstellung eines jeden Blechbauteils 4, 6, 8, 10, 11, 12, 14, 16 ist hierbei ein eigenes, teueres Umformwerkzeug nötig.In 2 are shown according to the prior art, a plurality of individual sheet metal components, which can be assembled to form a comparable longitudinal beam in conventional shell construction. As already explained, the illustration is restricted to a few essential sheet-metal components for the sake of clarity, but the illustration is representative of a conventional sheet-metal shell construction, in which more than 20 individual sheet metal components are joined together to form a longitudinal member. These are the eight sheet metal components 4 . 6 . 8th . 10 . 11 . 12 . 14 and 16 , For the production of each sheet metal component 4 . 6 . 8th . 10 . 11 . 12 . 14 . 16 Here is a separate, expensive forming tool needed.

22
Längsträgerlongitudinal beams
44
Blechteilsheet metal part
66
Blechteilsheet metal part
88th
Blechteilsheet metal part
1010
Blechteilsheet metal part
1111
Blechteilsheet metal part
1212
Blechteilsheet metal part
1414
Blechteilsheet metal part
1616
Blechteilsheet metal part
1818
Stufe im Längsträgerstep in the side member
2020
Flanschflange
2121
vorderes Endefront The End
2222
Flanschflange
2424
FahrzeuglängsrichtungVehicle longitudinal direction
2626
FahrzeughochrichtungVehicle vertical direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19922800 A1 [0004] DE 19922800 A1 [0004]

Claims (9)

Längsträger eines Personenkraftwagens dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (2) in Form eines einteiligen hohlgegossenen Aluminiumgussbauteils dargestellt ist.Side member of a passenger car, characterized in that the longitudinal member ( 2 ) is shown in the form of a one-piece hollow cast aluminum cast component. Längsträger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (2) als Aluminiumkokillengussbauteil dargestellt ist.Side member according to claim 1, characterized in that the longitudinal carrier ( 2 ) is shown as Aluminiumkokillengussbauteil. Längsträger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (2) als Aluminiumsandgussbauteil dargestellt ist.Side member according to claim 1, characterized in that the longitudinal carrier ( 2 ) is shown as Aluminiumandsandgussbauteil. Längsträger nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (2) ein hinterer Längsträger ist.Side member according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the longitudinal carrier ( 2 ) is a rear side member. Längsträger nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (2) stufenförmig ausgestaltet ist.Side member according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the longitudinal member ( 2 ) is stepped. Längsträger nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (2) in einer Einbaulage zunächst in Fahrzeuglängsrichtung (24) verläuft und in einem bezüglich des Fahrzeugs hinteren Bereich zusätzlich nach oben (26) verläuft.Side member according to claim 5, characterized in that the longitudinal carrier ( 2 ) in a mounting position initially in the vehicle longitudinal direction ( 24 ) and additionally in an upward direction with respect to the vehicle ( 26 ) runs. Längsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (2) Flansche (20, 22) zur Verbindung mit weiteren Karosseriebauteilen und/oder Fahrwerksbauteilen aufweist, die insbesondere als Blechumformteile ausgestaltet sind.Side member according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal member ( 2 ) Flanges ( 20 . 22 ) for connection to other body parts and / or chassis components, which are designed in particular as sheet metal formed parts. Verfahren zur Herstellung eines Längsträgers für einen Pkw mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (2) mittels eines Verfahrens zum Aluminiumguss, insbesondere Sandguss oder Druckguss, als ein einteiliges Bauteil aus Aluminium gegossen wird, wobei zur Darstellung eines entsprechenden Hohlraums im Längsträger (2) Gießkerne verwendet werden.Method for producing a longitudinal member for a passenger vehicle having the features of one of claims 1 to 7, characterized in that the longitudinal member ( 2 ) is poured by means of a method for aluminum casting, in particular sand casting or die casting, as a one-piece component made of aluminum, wherein for representing a corresponding cavity in the side member ( 2 ) Casting cores are used. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Gießkerne Sandkerne mit entsprechend komplexer Geometrie verwendet werden.Method according to claim 8, characterized in that that as foundry cores sand cores with correspondingly complex Geometry can be used.
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