DE102009035326A1 - Verbundbauteil mit wenigstens zwei Verbundkomponenten und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil (1), insbesondere einen Integral- oder Hinterachsträger eines Fahrzeuges, mit wenigstens zwei Verbundkomponenten (2 bis 8), die über eine Verbundgussverbindung (17, 18) form- und/oder kraftschlüssig verbunden sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verbundbauteils (1).
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil mit wenigstens zwei Verbundkomponenten, insbesondere einen Integral- oder Hinterachsträger eines Fahrzeuges, und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verbundbauteils.
- Aus der
EP 1 880 784 A2 ist ein Verbund aus mindestens einem Leichtmetallgussbauteil und mindestens einem Stahlbauteil bekannt, wobei das Stahlbauteil verzinkt und teilweise in das Leichtmetallgussbauteil eingegossen ist. Ferner wird in derEP 1 880 784 A2 ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verbundes vorgeschlagen, bei dem das Stahlbauteil verzinkt wird, das verzinkte Stahlbauteil in eine Gussform eingelegt wird und das Leichtmetallbauteil gegossen wird, so dass ein Teil des verzinkten Stahlbauteils mit eingegossen wird. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verbundbauteil, insbesondere einen verbesserten Integral- oder Hinterachsträger eines Fahrzeuges, mit wenigstens zwei Verbundkomponenten, und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verbundbauteils anzugeben.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verbundbauteils durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Das erfindungsgemäße Verbundbauteil weist wenigstens zwei Verbundkomponenten auf, die über eine Verbundgussverbindung form-, stoff- und/oder kraftschlüssig verbunden sind.
- Eine Verbindung von zwei Verbundkomponenten über eine Verbundgussverbindung ermöglicht es insbesondere, aus unterschiedlichen Werkstoffen und/oder in unterschiedlichen Herstellungsverfahren hergestellte Verbundkomponenten form-, stoff- und/oder kraftschlüssig miteinander zu verbinden. Dadurch können vorteilhaft Verbundbauteile hergestellt werden, deren Verbundkomponenten der jeweils vorgesehenen Verwendung des Verbundbauteils hinsichtlich des Werkstoffes, aus dem sie gefertigt sind, und hinsichtlich des Herstellungsverfahrens, mittels dessen sie hergestellt werden, optimal angepasst sind.
- Ferner können Verbundgussverbindungen derart gestaltet werden, dass sie ein Eindringen von Wasser oder ähnlichen Elektrolyten an der Verbindungsstelle verhindern. Dadurch wird vorteilhaft die Bildung von Kontaktkorrosion an den Verbindungsstellen von Verbundkomponenten verhindert, die aus unterschiedlichen Werkstoffen, z. B. Aluminium und Stahl, gefertigt sind.
- Erfindungsgemäß sind derartige Verbundbauteile insbesondere als Integral- oder Hinterachsträger eines Fahrzeuges vorgesehen.
- Erfindungsgemäße Verbundbauteile eignen als Integral- oder Hinterachsträger eines Fahrzeuges, da Integral- und Hinterachsträger vielfältigen Anforderungen unterliegen, die am besten erfüllt werden, wenn die Integral- und Hinterachsträger aus Verbundkomponenten zusammengesetzt werden, die aus unterschiedlichen Werkstoffen und/oder in unterschiedlichen Herstellungsverfahren gefertigt sind. Die Verbindung der Verbundkomponenten durch Verbundgussverbindungen erhöht ferner vorteilhaft die Quersteifigkeit derartiger Verbindungen und die Stabilität eines Integral- oder Hinterachsträgers, insbesondere bei Unfällen, da die Verbindungsstellen von Verbundkomponenten, insbesondere bei Unfällen, besonders sicherheitskritische Zonen eines Verbundbauteils bilden.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbundbauteils werden wenigstens zwei Verbundkomponenten miteinander verbunden, indem sie in eine Vergießmaschine eingelegt werden und an jeweils wenigstens einem ihrer Enden mit einem sie verbindenden Vergießmaterial umgossen werden.
- Die Verbindung der Verbundkomponenten durch Verbundgussverbindungen ermöglicht es insbesondere, Verbundkomponenten ohne zusätzliche Verbindungselemente, z. B. Halter, zu verbinden, wodurch das Herstellungsverfahren vorteilhaft vereinfacht, beschleunigt und verbilligt wird.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben.
- Dabei zeigt
1 ein Verbundbauteil1 , das als ein Integralträger für ein Fahrzeug ausgebildet ist und sieben Verbundkomponenten2 bis8 aufweist. - Eine erste Verbundkomponente
2 und eine zweite Verbundkomponente3 sind jeweils als ein Strangpressprofil ausgebildet und bilden zusammen mit einer dritten Verbundkomponente4 , die als ein Gussbauteil ausgebildet ist, einen im Wesentlichen in Richtung einer Längsachse9 des Fahrzeuges verlaufenden ersten Längsträger des Verbundbauteils1 . - Dabei sind die erste Verbundkomponente
2 und die zweite Verbundkomponente3 beispielsweise als so genannte Crashboxen ausgeführt, d. h. als Bereiche des Integralträgers, die bei einem Unfall des Fahrzeuges relativ leicht verformbar sind, so dass ein großer Anteil einer Aufprallenergie bei dem Unfall zur Verformung der Crashboxen verbraucht wird. - Ein Ende der ersten Verbundkomponente
2 ist an einer ersten Verbindungsstelle10 in die dritte Verbundkomponente4 eingegossen, so dass die erste Verbundkomponente2 und die dritte Verbundkomponente4 an der ersten Verbindungsstelle10 form-, stoff- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Entsprechend ist ein Ende der zweiten Verbundkomponente3 an einer zweiten Verbindungsstelle11 in die dritte Verbundkomponente4 eingegossen. - Eine vierte Verbundkomponente
5 ist als ein zweites Gussbauteil ausgebildet und bildet einen im Wesentlichen in Richtung der Längsachse9 verlaufenden zweiten Längsträger des Verbundbauteils1 . Die vierte Verbundkomponente5 kann derart ausgeführt sein, dass sie wenigstens einen als eine weitere Crashbox ausgebildeten Bereich aufweist. - Die weiteren Verbundkomponente
6 bis8 bilden jeweils einen im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse9 zwischen den Längsträgern verlaufenden Querträger des Verbundbauteils1 . - Dabei bildet eine fünfte Verbundkomponente
6 einen hinteren Querträger und ist als ein im Wesentlichen stabförmiges Strangpressprofil ausgebildet, dessen eines Ende an einer dritten Verbindungsstelle12 in die dritte Verbundkomponente4 eingegossen und dadurch mit dieser form-, stoff- und/oder kraftschlüssig verbunden ist, und dessen anderes Ende an einer vierten Verbindungsstelle13 in die vierte Verbundkomponente5 eingegossen und dadurch mit dieser ebenso form-, stoff- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. - Eine sechste Verbundkomponente
7 bildet einen vorderen Querträger und ist als ein im Wesentlichen stabförmiges Strangpressprofil ausgebildet, dessen eines Ende an einer fünften Verbindungsstelle14 in die vierte Verbundkomponente5 eingegossen und dadurch mit dieser form-, stoff- und/oder kraftschlüssig verbunden ist, und dessen anderes Ende form-, stoff- und/oder kraftschlüssig, beispielsweise metallurgisch durch Verschweißen, mit der zweiten Verbundkomponente3 verbunden ist. - Die siebte Verbundkomponente
8 bildet einen mittleren Querträger und ist beispielsweise als ein in einem Innenhochdruckumformverfahren hergestelltes Profilbauteil oder als eine Blechkomponente, z. B. in Form einer Blechwanne, ausgebildet. Ein Ende der siebten Verbundkomponente8 ist an einer sechsten Verbindungsstelle15 in die dritte Verbundkomponente4 eingegossen und dadurch mit dieser form-, stoff- und/oder kraftschlüssig verbunden, das andere Ende ist an einer siebten Verbindungsstelle16 in die vierte Verbundkomponente5 eingegossen und dadurch mit dieser form-, stoff- und/oder kraftschlüssig verbunden. - Zur Herstellung des Verbundbauteils
1 werden die erste, zweite, fünfte, sechste und siebte Verbundkomponente2 ,3 ,6 ,7 ,8 in eine Vergießmaschine mit Gussformen für die dritte Verbundkomponente4 und die vierte Verbundkomponente5 eingelegt. Dann werden durch Vergießen der Gussformen mit einem Vergießmaterial die dritte Verbundkomponente4 und die vierte Verbundkomponente5 hergestellt, wobei gleichzeitig an den Verbindungsstellen10 bis16 das jeweilige Ende der ersten, zweiten, fünften, sechsten und siebten Verbundkomponente2 ,3 ,6 ,7 ,8 umgossen wird. - Auf diese Weise werden vorteilhaft in einem Arbeitsgang sowohl die dritte Verbundkomponente
4 und die vierte Verbundkomponente5 , als auch deren jeweilige Verbindungen mit anderen Verbundkomponenten2 ,3 ,6 ,7 ,8 hergestellt. - Die dritte Verbundkomponente
4 ist somit gleichzeitig eine erste Verbundgussverbindung17 , die die erste, zweite, fünfte und siebte Verbundkomponente2 ,3 ,6 ,8 form-, stoff- und/oder kraftschlüssig verbindet. Entsprechend ist die vierte Verbundkomponente5 eine zweite Verbundgussverbindung18 , die die fünfte, sechste und siebte Verbundkomponente6 ,7 ,8 form-, stoff- und/oder kraftschlüssig miteinander verbindet. - Das Vergießmaterial ist vorzugsweise eine Leichtmetalllegierung, beispielsweise eine besonders duktile Aluminiumlegierung. Dies hat den Vorteil, dass dadurch ein gutes Verformungsvermögen der dritten und vierten Verbundkomponente
4 ,5 erreichbar wird, das sich vorteilhaft bei einem Unfall durch Aufnahme von Aufprallenergie auswirken kann. - Das Vergießen erfolgt beispielsweise als Sand- oder Kokillengussverfahren oder im Vakuumdruckgussverfahren, jeweils z. B. mit einer Wärmebehandlung.
- Die dritte Verbundkomponente
4 und/oder die vierte Verbundkomponente5 können ferner beim Vergießen mit Hohlräumen gefertigt werden, z. B. im Sand- oder Kokillengussverfahren. Dadurch ist vorteilhaft ein besonders hohes Widerstandsmoment bzw. eine besonders hohe Bausteifigkeit dieser Verbundkomponenten4 ,5 erreichbar. - Außerdem können dem Verbundbauteil
1 beim Vergießprozess angrenzende Bauteile des Fahrzeuges, beispielsweise ein Kühlerquerträger oder ein Motorträger aus Blech, eingegossen werden. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Verbundbauteil
- 2
- erste Verbundkomponente
- 3
- zweite Verbundkomponente
- 4
- dritte Verbundkomponente
- 5
- vierte Verbundkomponente
- 6
- fünfte Verbundkomponente
- 7
- sechste Verbundkomponente
- 8
- siebte Verbundkomponente
- 9
- Längsachse
- 10
- erste Verbindungsstelle
- 11
- zweite Verbindungsstelle
- 12
- dritte Verbindungsstelle
- 13
- vierte Verbindungsstelle
- 14
- fünfte Verbindungsstelle
- 15
- sechste Verbindungsstelle
- 16
- siebte Verbindungsstelle
- 17
- erste Verbundgussverbindung
- 18
- zweite Verbundgussverbindung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1880784 A2 [0002, 0002]
Claims (7)
- Verbundbauteil (
1 ) mit wenigstens zwei Verbundkomponenten (2 bis8 ), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Verbundkomponenten (2 bis8 ) über eine Verbundgussverbindung (17 ,18 ) form-, stoff- und/oder kraftschlüssig verbunden sind. - Verbundbauteil (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Verbundkomponente (2 bis8 ) ein Strangpressprofil oder eine Blechkomponente ist. - Verbundbauteil (
1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundgussverbindung (17 ,18 ) aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere Aluminiumlegierung, gegossen ist. - Verbundbauteil (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundgussverbindung (17 ,18 ) einen Hohlraum aufweist. - Integral- oder Hinterachsträger eines Fahrzeuges, der als ein Verbundbauteil (
1 ) gemäß einem Ansprüche 1 bis 4 ausgebildet ist. - Integral- oder Hinterachsträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Integral- oder Hinterachsträger wenigstens ein angrenzendes Bauteil der Fahrzeugkarosserie eingegossen ist.
- Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils (
1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Verbundkomponenten (2 bis8 ) miteinander verbunden werden, indem sie in eine Vergießmaschine eingelegt werden und an jeweils wenigstens einem ihrer Enden mit einem sie verbindenden Vergießmaterial umgossen werden.
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