DE102008049485A1 - Carrier structure, e.g. integral carrier, axle carrier, cross beam or strut for motor vehicle, has one component and another reinforced operating component, where former component has internal foam-like structure - Google Patents

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Abstract

The carrier structure (1) has a component (2) and another reinforced operating component (3). The former component has an internal foam-like structure and a closed-porous surface. The former component is manufactured from a cast material. The latter component is formed as a depositor, where the depositor is partly surrounded by the cast material of the former component.

Description

Die Erfindung betrifft eine Trägerstruktur eines Kraftfahrzeuges, wie einen Integralträger, Achsträger, Querträger oder eine Verstrebung, mit einem ersten eine innere schaumartige Struktur aufweisenden und eine geschlossenporige Oberfläche aufweisenden, aus Gussmaterial gefertigten ersten Bauteil und mit einem zweiten verstärkend wirkendem zweiten Bauteil.The Invention relates to a support structure of a motor vehicle, like an integral carrier, axle carrier, cross member or a strut, with a first an inner foam-like Structure having a closed-pore surface having, made of cast material first component and with a second reinforcing acting second component.

Trägerstrukturen, wie Integralträger, Achsträger oder ähnliche Streben werden im Automobilbau bisher aus Leichtmetall-Druckguss gefertigt. Diese weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie nur eine geringe Duktilität innehaben. In einem Crash-Fall kommt es somit zu einem plötzlichen Bruchversagen ohne plastische Verformung. Dies ist jedoch ungewünscht, da sich dann etwaige Achsteile oder Aggregate lösen können.Support structures, like integral carrier, axle carrier or similar So far, automotive engineering has been striving for light metal die casting manufactured. However, these have the disadvantage that they only one have low ductility. In a crash case comes it thus leads to a sudden breakage failure without plastic Deformation. However, this is undesirable because then any Can solve axle parts or aggregates.

Grundsätzlich ist es auch bekannt, Bauteile aus Aluminium-Integral-Druckguss zu fertigen, wobei jedoch bisher eine ungleichmäßige Porenverteilung vorliegt.in principle It is also known to use components made of die-cast aluminum finished, but so far uneven Pore distribution is present.

Ferner ist aus dem Stand der Technik, etwa der DE 10158627 eine Trägerstruktur zur Aufnahme von Kräften und Verformungsenergie bekannt. Solche Bauteile werden benötigt, um einen Überlebensraum im Inneren eines Kraftfahrzeuges bei einem Crash, also einem starken Unfall, zur Verfügung zu stellen.Furthermore, from the prior art, such as DE 10158627 a support structure for receiving forces and deformation energy known. Such components are needed to provide a survival space in the interior of a motor vehicle in a crash, so a major accident available.

In der DE 10158627 B4 ist eine Trägerstruktur zur Aufnahme von Kräften und Verformungsenergie mit einer Schichtstruktur mit mindestens zwei Schichten bekannt, wobei mindestens eine erste Schicht aus einem aufgeschäumten Metallschaum besteht und mindestens eine zweite Schicht eine Trägerschicht bildet, wobei die Metallschaumschicht mit der Trägerschicht verbunden ist, und wobei die erste Schicht und die zweite Schicht durch eine vor dem Aufschäumen des Metallschaums erzeugte metallische Verbindung verbunden sind.In the DE 10158627 B4 a carrier structure for absorbing forces and deformation energy with a layer structure having at least two layers is known, wherein at least a first layer consists of a foamed metal foam and at least one second layer forms a carrier layer, wherein the metal foam layer is connected to the carrier layer, and wherein the first Layer and the second layer are connected by a metal compound generated before foaming of the metal foam.

Die Ausführungsformen aus dem Stand der Technik weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie besonders schwer sind, und/oder eine geringe Duktilität aufweisen, was zu einem plötzlichen Druckversagen führt.The However, prior art embodiments have the disadvantage that they are particularly heavy, and / or one have low ductility, resulting in a sudden Pressure failure leads.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden und eine leichtere Trägerstruktur eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung zu stellen, die sicherer ist, da sie größere Mengen an zugeführter Energie wirkungsvoll abbauen kann, ohne plötzlich einem Druckversagen zu unterliegen.It Therefore, the object of the present invention, the disadvantages to avoid from the prior art and a lighter carrier structure to provide a motor vehicle, the safer is because they have larger quantities of supplied Effectively breaking down energy without suddenly experiencing a pressure failure to be subject.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine gattungsgemäße Trägerstruktur dadurch gelöst, dass das als Einleger ausgebildete zweite Bauteil zumindest teilweise von dem Gussmaterial des ersten Bauteils umgeben ist.These The object is achieved by a generic Carrier structure solved by that as a depositor formed second component at least partially from the casting material surrounded by the first component.

Auf diese Weise wird auch eine gleichmäßigere Porenverteilung erreicht, was zu einem besseren Bauteilverhalten im Crash-Fall führt.On This way, there will be a more even pore distribution achieved, resulting in a better component behavior in the event of a crash.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachstehend näher erläutert.advantageous Embodiments are in the subclaims claimed and explained in more detail below.

So ist es von Vorteil, wenn das zweite Bauteil mit duktileren Eigenschaften als das erste Bauteil ausgestattet ist. So findet zumindest am Anfang eine Verformung statt, die vorzugsweise elastisch oder zumindest plastisch ist. Ein Totalausfall, etwa aufgrund eines Bruches, wird bei einer entsprechend ausgeformten Trägerstruktur dadurch in den frühen Crash-Stadien vermieden.So It is advantageous if the second component with more ductile properties as the first component is equipped. So at least at the beginning a deformation instead, preferably elastic or at least is plastic. A total failure, due to a break, for example at a correspondingly shaped support structure characterized avoided in the early crash stages.

Wenn der Einleger in einer neutralen Zone des ersten Bauteils angeordnet ist, so ist die Wirkung im Crash-Fall bei einer entsprechenden Trägerstruktur entsprechend positiv.If the insert is arranged in a neutral zone of the first component is, then the effect in the event of a crash with a corresponding support structure correspondingly positive.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil als Leichtmetall-Integralgussteil ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich eine geschlossenporige Oberfläche bei aufgeschäumtem Kern, also insgesamt geringer Dichte erreichen. Als Nebenaspekt wird bei einem entsprechend ausgeführten Ausführungsbeispiel die anfallende Verschmutzung auf der Bauteiloberfläche minimiert.One Another advantageous embodiment is characterized characterized in that the first component as a light metal Integralgussteil is trained. In this way, a closed-pored Surface with foamed core, so in total achieve low density. As a side aspect is at a corresponding embodiment executed incurred the Contamination on the component surface minimized.

Wenn der Einleger Ausnehmungen aufweist, welche vorzugsweise in einem Bereich angeordnet sind, der von Gussmaterial umgeben ist, so ist eine besonders gute Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Bauteil gewährleistet, so dass selbst im Crash-Fall die zwei Bauteile nicht auseinandergerissen werden und die Wirksamkeit der im Crash sich deformierenden Trägerstruktur gewährleistet bleibt.If the insert has recesses, which preferably in one Area is arranged, which is surrounded by cast material, so is a particularly good connection between the first and second component ensures that even in the event of a crash, the two components not be torn apart and the effectiveness of the crash Ensures deforming support structure remains.

Es ist ferner von Vorteil, wenn in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Einleger als Blechprofil, insbesondere als Strangpressprofilteil ausgebildet ist, der dann einen Rückgriff auf kostengünstige Fertigungsverfahren ermöglicht.It is also advantageous if in a further embodiment the insert as a sheet metal profile, in particular as extruded profile part is trained, who then resort to cost Manufacturing process allows.

Um die Stabilität der Trägerstruktur zu erhöhen ist es von Vorteil, wenn der Einleger Abkantungen aufweist.Around to increase the stability of the support structure it is advantageous if the insert has bends.

Wenn der Einleger aus Stahl gefertigt ist oder aus demselben Material mit aber höherer Duktilität wie das erste Bauteil gefertigt ist, so ist es möglich, die Trägerstruktur auf die zu erwartende Belastung zielgenau optimiert auszulegen.If the insert is made of steel or made of the same material but with higher ductility than the first component, then it is possible to optimally design the support structure to the expected load.

Es ist von Vorteil, wenn in einer weiteren Ausführungsform die Trägerstruktur des Querträgers nach Art einer Leichtbau-Gusskonsole ausgebildet ist, und insbesondere die Konsole durchgängig und/oder ohne Ausformungen an den Enden ausgebildet ist.It is advantageous, if in a further embodiment the support structure of the cross member in the manner of a Lightweight cast console is designed, and in particular the console formed throughout and / or without formations at the ends is.

Die Erfindung wird nachstehend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert.The Invention will become more apparent hereinafter with the aid of a drawing explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Draufsicht auf eine erste Trägerstruktur, die als Integralträger ausgebildet ist, mit einem innerhalb eines ersten Bauteils umgossen eingesetzten zweiten Bauteils, 1 a top view of a first support structure, which is designed as integral support, with a second component encapsulated within a first component used,

2 einen Querschnitt entlang der Linie II aus 1, 2 a cross section along the line II 1 .

3 eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Trägerstruktur mit einem darin enthaltenen Einleger im Querschnitt, 3 a cross-sectional view of another embodiment of a support structure with an insert contained therein in cross section,

4 die Trägerstruktur aus 3 in einer Draufsicht, 4 the support structure 3 in a plan view,

5 eine weitere Ausführungsform als Leichtbau-Gusskonsole am Beispiel eines Querträgers in einer Frontansicht, 5 a further embodiment as a lightweight cast console on the example of a cross member in a front view,

6 die Leichtbau-Gusskonsole in einer Ansicht von der Seite, 6 the lightweight cast console in a view from the side,

7 die Leichtbau-Gusskonsole aus den 5 und 6 in einer Schnittansicht entlang der Linie VII aus 5, 7 the lightweight cast console from the 5 and 6 in a sectional view taken along the line VII 5 .

8 eine weitere Ausführungsform einer Leichtbau-Gusskonsole gemäß der Erfindung in einer Frontansicht und 8th a further embodiment of a lightweight cast console according to the invention in a front view and

9 einen Querschnitt durch die Leichtbau-Gusskonsole aus 8 entlang der Linie IX. 9 a cross section through the lightweight cast console 8th along the line IX.

Die Figuren sind lediglich in einer schematischen Darstellungsart visualisiert. Sie dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Für die gleichen Elemente sind dieselben Bezugszeichen verwendet worden.The Figures are visualized only in a schematic representation. They are solely for the understanding of Invention. The same reference numerals are used for the same elements Service.

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Trägerstruktur, nämlich ein als Integralträger ausgefertigte Trägerstruktur 1. Die Trägerstruktur wird in einem Kraftfahrzeug, wie etwa einem Pkw oder einem Lkw verwendet und kann auch die Form eines Achsträgers oder einer sonstigen Verstrebung annehmen. 1 shows a first embodiment of a support structure, namely a carrier structure made as integral carrier 1 , The support structure is used in a motor vehicle such as a car or a truck and may also take the form of an axle beam or other bracing.

Die Trägerstruktur 1 ist aus zwei miteinander verbundenen Elementen, nämlich einem ersten Bauteil 2 und einem zweiten Bauteil 3 aufgebaut. Das erste Bauteil 2 ist ein Leichtmetall-Integralgussteil, das eine schaumartige Struktur bei gleichzeitig geschlossener Oberfläche aufweist. Die schaumartige Struktur weist somit Lufteinschlüsse auf.The support structure 1 is made of two interconnected elements, namely a first component 2 and a second component 3 built up. The first component 2 is a light metal Integralgussteil, which has a foam-like structure at the same time closed surface. The foam-like structure thus has air pockets.

Das zweite Bauteil 3 ist als Einleger ausgebildet, das im dargestellten Ausführungsbeispiel vollständig von dem Gussmaterial des ersten Bauteils 2 umgeben ist. Dies ist auch in der in 2 visualisierten Schnittdarstellung zu erkennen. An laschenförmigen Enden der Trägerstruktur 1 sind Befestigungsbereiche 4 ausgebildet. Mit Hilfe dieser Befestigungsbereiche 4 wird die Trägerstruktur 1 an weiteren tragenden Elementen des Kraftfahrzeuges, wie etwa der Längsträger- und/oder Querträgerstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie verbunden.The second component 3 is formed as a depositor, in the illustrated embodiment, completely of the casting material of the first component 2 is surrounded. This is also in the 2 to recognize visualized sectional representation. At tab-shaped ends of the support structure 1 are attachment areas 4 educated. With the help of these attachment areas 4 becomes the carrier structure 1 connected to other supporting elements of the motor vehicle, such as the Längsträger- and / or cross member structure of the vehicle body.

Die Befestigungsbereiche 4 sind vorzugsweise als Öffnungen, insbesondere als Durchgangslöcher ausgestaltet.The attachment areas 4 are preferably configured as openings, in particular as through-holes.

In den 3 und 4 ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel eine entsprechende Ausgestaltung eines Befestigungsbereiches 4 als Durchgangsloch realisiert. Es ist erkennbar, dass es nicht zwangsläufig ist, dass die geometrische Ausgestaltung des zweiten Bauteils 3 immer der Oberflächenform des ersten Bauteils 2 folgt.In the 3 and 4 is in the second embodiment, a corresponding embodiment of a mounting area 4 realized as a through hole. It can be seen that it is not inevitable that the geometric design of the second component 3 always the surface shape of the first component 2 follows.

In den 1 und 4 ist das zweite Bauteil 3 strichliert dargestellt.In the 1 and 4 is the second component 3 shown in dashed lines.

In den 5 bis 9 sind Leichtbau-Gusskonsolen dargestellt, wobei eine Ausführungsform durch die Visualisierungen der 5 bis 7 und die andere Ausführungsform durch die Visualisierungen der 8 bis 9 dargestellt ist. In einem mit dem Bezugszeichen 5 versehenen Bereich ist aufgeschäumtes Material vorhanden. Auch hier können die als Einleger ausgebildeten zweiten Bauteile 3 gelocht oder abgestellt ausgebildet sein. Ferner kann die Konsole auch ohne Ausformungen an den Enden ausgebildet sein. Auch kann die Konsole durchgehend ausgefertigt sein.In the 5 to 9 are lightweight cast consoles illustrated, wherein an embodiment by the visualizations of 5 to 7 and the other embodiment through the visualizations of 8th to 9 is shown. In one with the reference numeral 5 provided area is foamed material available. Again, trained as a depositor second components 3 be formed perforated or turned off. Furthermore, the console can also be formed without formations at the ends. Also, the console can be made out throughout.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10158627 [0004] - DE 10158627 [0004]
  • - DE 10158627 B4 [0005] - DE 10158627 B4 [0005]

Claims (9)

Trägerstruktur (1) eines Kraftfahrzeuges, wie ein Integralträger, Achsträger, Querträger oder eine Verstrebung, mit einem ersten eine innere schaumartige Struktur aufweisenden und eine geschlossenporige Oberfläche aufweisenden aus Gussmaterial gefertigten ersten Bauteil (2) und mit einem zweiten verstärkend wirkendem zweiten Bauteil (3), dadurch gekennzeichnet, dass das als Einleger ausgebildete zweite Bauteil (3) zumindest teilweise von dem Gussmaterial des ersten Bauteils (2) umgeben ist.Support structure ( 1 ) of a motor vehicle, such as an integral carrier, axle carrier, cross member or a strut, with a first having an inner foam-like structure and having a closed-pore surface made of cast material first component ( 2 ) and with a second reinforcing second component ( 3 ), characterized in that the insert formed as a second component ( 3 ) at least partially from the casting material of the first component ( 2 ) is surrounded. Trägerstruktur (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (3) mit duktileren Eigenschaften als das erste Bauteil (2) ausgestattet ist.Support structure ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the second component ( 3 ) with more ductile properties than the first component ( 2 ) Is provided. Trägerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger in einer neutralen Zone des ersten Bauteils (2) angeordnet ist.Support structure ( 1 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the insert in a neutral zone of the first component ( 2 ) is arranged. Trägerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (2) als Leichtmetall-Integralgussteil ausgebildet ist.Support structure ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first component ( 2 ) is designed as a light metal Integralgussteil. Trägerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger Ausnehmungen aufweist, welche vorzugsweise in einem Bereich angeordnet sind, der von Gussmaterial umgeben ist.Support structure ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the insert has recesses, which are preferably arranged in a region which is surrounded by casting material. Trägerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger als Blechprofil, insbesondere als Strangpressprofilteil ausgebildet ist.Support structure ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the insert is formed as a sheet-metal profile, in particular as an extruded profile part. Trägerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger Abkantungen aufweist.Support structure ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the insert has bends. Trägerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger aus Stahl gefertigt ist oder aus demselben Material aber mit höherer Duktilität wie das erste Bauteil (2) gefertigt ist.Support structure ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the insert is made of steel or of the same material but with higher ductility than the first component ( 2 ) is made. Trägerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (1) als Querträger nach Art einer Leichtbau-Gusskonsole, wobei die Konsole insbesondere durchgängig und/oder ohne Ausformungen an den Enden ausgebildet ist.Support structure ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the support structure ( 1 ) as a cross member in the manner of a lightweight cast console, wherein the console is formed in particular continuous and / or without formations at the ends.
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