DE102009004885B4

DE102009004885B4 - Zusammengesetzter Verstärkungsträger für eine Aufbaustruktur eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102009004885B4
Application number: DE102009004885.5A
Authority: DE
Inventors: Tim Schmidt; Klaus Heinle
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2029-01-17
Also published as: US8020927B2; DE102009004885A1; CN101780813B; US20100181802A1; CN101780813A

Abstract

Zusammengesetzter Verstärkungsträger für eine Aufbaustruktur eines Kraftfahrzeugs, der aus mindestens zwei profilierten Trägerelementen (3, 4) sowie einer abschließenden Karosserieaußenschale (5) besteht,wobei die beiden im Querschnitt u-profilförmig ausgebildeten Trägerelemente (3, 4) ineinander verschachtelt angeordnet sind,wobei Schenkelabstellungen (12, 13) eines äußeren Trägerelements (3) randseitige Haltenasen (14) aufweisen, zwischen denen randseitige Ausschnitte (15) angeordnet sind,wobei die Haltenasen (14) mit Schenkelabstellungen (17, 18) eines inneren Trägerelements (4) verbindbar sind und in den dazwischen liegenden Ausschnitten (15) Verbindungspunkte (P) zur Karosserieaußenschale (5) angeordnet sind,dadurch gekennzeichnet, dassdas innere Trägerelement (4) mit der anschließend angeordneten Karosserieaußenschale (5) über eine Nietung (N) in den Verbindungspunkten (P) verbunden ist, die jeweils in den Ausschnitten (15) zwischen den Haltenasen (14) angeordnet ist,die miteinander über eine Schweißung (S) verbundenen Trägerelemente (3, 4), die jeweils aus einem Stahlwerkstoff bestehen, als Baueinheit mit der Karosserieaußenschale (5), die aus einem Aluminiumwerkstoff gebildet ist, vernietbar ist, wobei die Baueinheit endseitig mit einer Scharniersäule (6) und einem Längsträger (7) der Aufbaustruktur (2) verbindbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen zusammengesetzten Verstärkungsträger für eine Aufbaustruktur eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2005 060 146 A1 ist ein bimetallisches Verbindungselement mit Aussparungen in einer aus einem leichtmetallhaltigen Material bestehende obere Schicht und eine aus einem eisenhaltigen Material bestehende untere Schicht bekannt. Die Aussparungen im Verbindungselement dienen zur Durchführung einer Elektrode einer Schweißanlage zur Verbindung der eisenhaltigen Schicht des Verbindungselements mit einem Karosserieblech aus Stahl.
Des Weiteren ist aus der DE 521 417 A ein Träger mit randseitigen Ansätzen zum Verbinden mit einer Seitenwand eines Kraftfahrzeugs und dazwischen angeordneten Ausschnitten zum Verbinden mit einem Dach des Kraftfahrzeugs bekannt.
US 2008/0 178 467 A1 offenbart einen zusammengesetzten Verstärkungsträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen zusammengesetzten Verstärkungsträger für eine Aufbaustruktur eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, der in einfacher Weise mit einem Karosserieteil verbindbar ist, wobei der Verstärkungsträger und das Karosserieteil aus verschiedenen Werkstoffen bestehen.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass die Trägerelemente des Verstärkungsträgers aus einem Stahlwerkstoff bestehen, die vorab miteinander verbindbar sind und anschließend eine Verbindung des Verstärkungsträgers mit dem aus einem Aluminiumwerkstoff bestehenden Karosserieteil erfolgt. Diese Verbindung des Verstärkungsträgers mit dem Karosserieteil erfolgt nach der Erfindung, indem die beiden im Querschnitt u-profilförmig ausgebildeten Trägerelemente ineinander verschachtelt angeordnet sind und Schenkelabstellungen des äußeren Trägerelements randseitige Haltenasen aufweisen, zwischen denen randseitige Ausschnitte angeordnet sind und die Haltenasen mit Schenkelabstellungen des inneren Trägerelements verbindbar und in den dazwischen liegenden Ausschnitten Verbindungspunkte zur Karosserieaußenschale angeordnet sind.
Das äußere Trägerelement besteht aus einem Stahlwerkstoff mit insbesondere hoher Festigkeit und das innere Trägerelement aus einem Stahlwerkstoff mit insbesondere geringerer Festigkeit. Die abschließende Karosserieaußenschale ist aus einem Aluminiumwerkstoff ausgeführt. Durch die unterschiedlichen Materialien zum einen der Trägerelemente und zum anderen der Karosserieaußenschale ist eine Verbindung des einen Trägerelements mit dem Karosserieteil nach der Erfindung nur möglich, indem das äußere Trägerelement über die Haltenasen mittels einer Schweißung mit den darunter angeordneten Schenkelabstellungen des inneren Trägerelements verbunden wird, und das innere Trägerelement mit der anschließend angeordneten Karosserieaußenschale über eine Nietung verbunden ist, die jeweils in den Ausschnitten zwischen den Haltenasen angeordnet wird.
Somit können die beiden Trägerelemente in vorteilhafter Weise nach der Erfindung vorab über eine Schweißung miteinander verbunden werden. Daran anschließend ist eine Verbindung der miteinander verbundenen Trägerelemente am Karosserieteil über eine Nietung möglich.
Diese Nietung erfolgt in zwischen liegenden Ausschnitten der Haltenasen, die nach der Erfindung vorzugsweise aus einem wellenförmigen Beschnitt der Ränder der Schenkelabstellungen des äußeren Trägerelements bestehen und die dazwischen liegenden Ausschnitte sich bis zum Schenkel des äußeren Trägerelements erstrecken und die Schenkelabstellungen des inneren Trägerelements gerade verlaufend ausgeführt sind.
Durch diese wellenförmigen Beschnitte der Schenkelabstellungen des äußeren Trägerelements und der nicht beschnittenen geraden Schenkelabstellungen des inneren Trägerelements wird eine gleichmäßige Verbindung zum einen der beiden Trägerelemente miteinander und zum anderen des inneren Trägerelements mit dem Karosserieteil ermöglicht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:

1 eine schaubildliche Darstellung auf einen eingebauten zusammengesetzten Verstärkungsträger in einer Aufbaustruktur eines Vorderwagens eines Kraftfahrzeugs,
2 eine Ansicht auf die miteinander verbundenen Trägerelemente mit einem wellenförmigen Beschnitt der Schenkelabstellungen des äußeren Trägerelements und
3 einen Vertikalschnitt durch die beiden Trägerelemente und das Karosserieteil nach der Linie III-III der 1 ohne innere Karosseriewand.

Ein zusammengesetzter Verstärkungsträger 1 für eine Aufbaustruktur 2 eines Kraftfahrzeugs umfasst mindestens zwei Trägerelemente 3 und 4, sowie eine abschließende Karosserieaußenschale 5. Der Verstärkungsträger 1 ist mit einem hinteren Ende mit einer Scharniersäule 6 und einem Fahrzeugslängsträger 7 verbunden und erstreckt sich nach vorne in den Vorderwagen durch eine Stirnwand 8 des Fahrzeugs hindurch.
Die beiden im Querschnitt u-profilförmig ausgebildeten Trägerelemente 3 und 4 sind ineinander verschachtelt angeordnet, wobei das eine Trägerelement 4 innerhalb des weiteren Trägerelements 3 angeordnet ist. Ein offener Bereich der Trägerelemente 3 und 4 wird durch die Karosserieaußenschale 5 abgeschlossen, wobei gegenüberstehend ein Karosserieblech 10 am Steg 11 des äußeren Trägerelements 3 anliegt.
An Schenkelabstellungen 12, 13 des äußeren Trägerelements 3 sind randseitige Haltenasen 14 vorgesehen, zwischen denen sich randseitige Ausschnitte 15 ausbilden. Die Haltenasen 14 sind vorzugsweise durch einen wellenförmigen Beschnitt der Ränder der Schenkelabstellungen 12, 13 des äußeren Trägerelements 3 ausgebildet. Der Rand 16 der Schenkelabstellungen 17, 18 des inneren Trägerelements 4 weist keinen wellenförmigen Beschnitt auf und ist mit einer gerade durchgeführten Randkante 19 versehen.
Das äußere Trägerelement 3 besteht aus einem Stahlwerkstoff mit hoher Festigkeit und das innere Trägerelement 4 ist aus einem Stahlwerkstoff mit geringerer Festigkeit ausgeführt. Die abschließende Karosserieaußenschale 5 besteht aus einem Aluminiumwerkstoff.
Eine feste Verbindung der Trägerelemente 3, 4 erfolgt über die Haltenasen 14, welche mittels einer Schweißung (Verbindungspunkte S), bzw. einer Punktschweißung mit den Schenkelabstellungen 17, 18 des inneren Trägerelements 4 verbunden werden. Eine weitere Verbindung der aus den beiden Trägerelementen 3, 4 bestehenden Baueinheit mit der Karosserieaußenschale 5 erfolgt mittels einer Nietung (Verbindungspunkte P), vorzugsweise durch Stanznieten, wobei die Nietung in den zwischen liegenden Ausschnitten 15 der Schenkelabstellungen 12, 13 des äußeren Trägerelements 3 vorgenommen wird.

Claims

Zusammengesetzter Verstärkungsträger für eine Aufbaustruktur eines Kraftfahrzeugs, der aus mindestens zwei profilierten Trägerelementen (3, 4) sowie einer abschließenden Karosserieaußenschale (5) besteht, wobei die beiden im Querschnitt u-profilförmig ausgebildeten Trägerelemente (3, 4) ineinander verschachtelt angeordnet sind, wobei Schenkelabstellungen (12, 13) eines äußeren Trägerelements (3) randseitige Haltenasen (14) aufweisen, zwischen denen randseitige Ausschnitte (15) angeordnet sind, wobei die Haltenasen (14) mit Schenkelabstellungen (17, 18) eines inneren Trägerelements (4) verbindbar sind und in den dazwischen liegenden Ausschnitten (15) Verbindungspunkte (P) zur Karosserieaußenschale (5) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Trägerelement (4) mit der anschließend angeordneten Karosserieaußenschale (5) über eine Nietung (N) in den Verbindungspunkten (P) verbunden ist, die jeweils in den Ausschnitten (15) zwischen den Haltenasen (14) angeordnet ist, die miteinander über eine Schweißung (S) verbundenen Trägerelemente (3, 4), die jeweils aus einem Stahlwerkstoff bestehen, als Baueinheit mit der Karosserieaußenschale (5), die aus einem Aluminiumwerkstoff gebildet ist, vernietbar ist, wobei die Baueinheit endseitig mit einer Scharniersäule (6) und einem Längsträger (7) der Aufbaustruktur (2) verbindbar ist.
Zusammengesetzter Verstärkungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Trägerelement (3) aus einem Stahlwerkstoff mit hoher Festigkeit und das innere Trägerelement (4) aus einem Stahlwerkstoff mit geringerer Festigkeit besteht.
Zusammengesetzter Verstärkungsträger nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltenasen (14) aus einem wellenförmigen Beschnitt der Ränder der Schenkelabstellungen (12, 13) des äußeren Trägerelements (3) bestehen und die dazwischen liegenden Ausschnitte (15) sich bis zum Schenkel des äußeren Trägerelements (3) erstrecken und die Schenkelabstellungen (17, 18) des inneren Trägerelements (4) gerade verlaufend ausgeführt sind.
Zusammengesetzter Verstärkungsträger nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Trägerelement (3) über die Haltenasen (14) mittels einer Schweißung (S) mit den darunter angeordneten Schenkelabstellungen (17, 18) des inneren Trägerelements (3) verbunden ist.