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Die Erfindung betrifft ein Gussteil für eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Verstärkungsrippe, welche zumindest bereichsweise entlang eines sich bei einer Kraftbeaufschlagung des Gussteils zu dem Gussteil definierbaren Lastpfads verläuft. In einem Bereich des Gussteils weist eine Konturlinie des Gussteils in Richtung einer längsten Erstreckung des Gussteils gesehen eine Krümmung auf.
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Die
DE 10 2004 055 406 A1 beschreibt einen als Gussteil ausgebildeten Längsträger eines Kraftfahrzeugs, welcher im Bereich eines Radlaufs des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. In einem Bereich, in welchem der Längsträger um eine Achse des Kraftfahrzeugs herumgeführt ist, ist der Längsträger bogenförmig. Entsprechend weisen in diesem Bereich auch seine Konturlinien annähernd eine Kreisbogenform auf. Der Längsträger umfasst einen Obergurt und einen Untergurt, welche miteinander durch einen senkrecht verlaufenden Steg verbunden sind. Zwischen dem Obergurt und dem Untergurt ist an den Steg eine Verstärkungsrippe angeformt, welche in dem bogenförmigen Bereich einen gleichbleibenden Abstand zu dem Obergurt aufweist. Weitere Versteifungsrippen verlaufen orthogonal zum Obergurt und zum Untergurt sowie zickzackförmig zwischen diesen Gurten. Der Verlauf der Versteifungsrippen ist hierbei auf einen Kraftfluss innerhalb des Längsträgers derart abgestimmt, dass bei einer Kraftbeaufschlagung des Längsträgers eine Lastabtragung erfolgen kann.
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Wird ein solches Gussteil in Richtung seiner längsten Erstreckung mit einer Kraft beaufschlagt, etwa bei einem Heckaufprall des Kraftfahrzeugs, so treten innerhalb des Gussteils unerwünschte lokal hohe Belastungen auf.
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Die
US 6 447 052 B2 beschreibt eine A-Säule eines Kraftfahrzeugs. Hierbei sind ein äußeres Teil und ein inneres Teil der A-Säule durch Gießen gebildet. In der A-Säule sind Bereiche mit verringertem Deformationswiderstand vorgesehen und Bereiche mit Verstärkungsrippen beziehungsweise Rippen für eine Lastaufnahme. Eine vertikale Rippe für die Lastaufnahme ist bogenförmig ausgebildet, und von einer Rückseite dieser Rippe reichen gerade Verstärkungsrippen bis zu einem Seitenschweller.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Gussteil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einen verbesserten Lastabtrag ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Gussteil mit dem Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen gegeben.
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Das erfindungsgemäße Gussteil für eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs weist wenigstens eine Verstärkungsrippe auf, welche zumindest bereichsweise entlang eines sich bei einer Kraftbeaufschlagung des Gussteils zu dem Gussteil definierbaren Lastpfads verläuft. Der Lastpfad beschreibt hierbei den bei einer Kraftbeaufschlagung des Gussteils sich einstellenden Kraftfluss von einer Eintrittsstelle der Kraft in das Gussteil hin zu einer Austrittsstelle aus dem Gussteil. Die Kraft pflanzt sich hierbei entlang des Lastpfads auf einem Weg mit möglichst wenigen und möglichst geringen Richtungsänderungen durch das Gussteil fort. Entsprechend verläuft in einem Bereich des Gussteils, in welchem eine Konturlinie des Gussteils in Richtung einer längsten Erstreckung des Gussteils gesehen eine Krümmung aufweist, der Lastpfad ebenfalls mit einer Krümmung durch das Gussteil. Das Gussteil ist als Längsträger ausgebildet, welcher in dem zwischen einem heckseitigen Ende und einem frontseitigen Ende des Längsträgers angeordneten Bereich nach unten hin gekrümmt ist. Über diesen gekrümmten Bereich des Gussteils ist nun die wenigstens eine Verstärkungsrippe weniger stark gekrümmt als die in Fahrzeughochrichtung betrachtet untere Konturlinie in demselben Bereich. Durch den Verzicht auf eine zu starke Krümmung der wenigstens einen Verstärkungsrippe ist es vermeidbar, dass bei der Kraftbeaufschlagung im Bereich der gekrümmten Verstärkungsrippe eine unerwünschte Hebelwirkung auftritt. Eine solche Hebelwirkung würde nämlich zu einer lokal hohen Spannung in dem Gussteil führen. Das Gussteil ermöglicht so einen verbesserten Lastabtrag bei einer Kraftbeaufschlagung des Gussteils in Richtung einer längsten Erstreckung, etwa bei einem Aufprall des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis.
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Durch das Vorsehen der wenigstens einen zumindest bereichsweise entlang des Lastpfads verlaufenden Verstärkungsrippe anstelle einer über eine Seite des Gussteils gleichmäßig verteilten Kreuzverrippung werden Gewicht und Kosten eingespart. Die wenigstens eine lastpfadorientierte Verstärkungsrippe ermöglicht es zudem, das Gussteil insgesamt vergleichsweise dünnwandig auszulegen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in dem Bereich, in welchem die Konturlinie des Gussteils die Krümmung aufweist, wenigstens zwei sich in Richtung der Kraftbeaufschlagung bereichsweise überlappende Verstärkungsrippen vorgesehen. Anstelle einer das Gussteil von der Eintrittsstelle bis zu der Ausleitungsstelle der Kraft durchgängig entlang des Lastpfads durchziehenden Verstärkungsrippe sind somit wenigstens zwei lastpfadorientierte Verstärkungsrippen vorgesehen. Hierbei bringt in dem gekrümmten Bereich des Gussteils das Vorsehen der wenigstens zwei sich in Richtung der Kraftbeaufschlagung überlappenden Verstärkungsrippen die gewünschte Versteifung des Gussteils mit sich, ohne dass in diesem Bereich die Verstärkungsrippen selbst eine starke Krümmung aufweisen. Vielmehr erstrecken sich die wenigstens zwei Verstärkungsrippen in diesem Bereich im Wesentlichen in Richtung der Kraftbeaufschlagung.
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Das Gussbauteil lässt sich weiter versteifen, wenn die wenigstens eine Verstärkungsrippe durch wenigstens eine an diese anschließende Versteifungsrippe versteift ist. Hierbei kann die wenigstens eine Versteifungsrippe insbesondere schräg zu der Verstärkungsrippe verlaufen. Auf diese Weise ist zumindest bereichsweise eine Kreuzverrippung des Gussteils realisiert, wobei die schräg verlaufenden Versteifungsrippen die lastpfadorientierten Verstärkungsrippen abstützen. Jedoch brauchen für die gleiche Versteifungswirkung deutliche weniger Versteifungsrippen vorgesehen zu werden als bei einer Kreuzverrippung, welche keine lastpfadorientierten Verstärkungsrippen aufweist.
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Vorteilhaft ist eine Wandstärke der wenigstens einen Verstärkungsrippe zumindest bereichsweise größer als eine Wandstärke der Versteifungsrippe. Wenn nämlich die lastpfadorientierten Verstärkungsrippen besonders stabil ausgeführt sind, sorgen diese für eine besonders gute Versteifung des Gussteils, und die Versteifungsrippen können dünnwandiger sein.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt einen als Gussteil ausgebildeten Längsträger einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs.
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Die Figur zeigt einen Längsträger 10 einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs als Beispiel für ein Gussteil, welches insbesondere aus einer Aluminiumlegierung gebildet sein kann. Bei einem Heckaufprall des Kraftfahrzeugs auf ein (nicht gezeigtes) Hindernis wird der Längsträger 10 mit einer Kraft 12 beaufschlagt, wobei ein Kraftfluss von einem heckseitig an den Längsträger 10 anschließenden Bauteil zu einem frontseitig an den Längsträger 10 anschließenden Bauteil entlang eines Lastpfads erfolgt.
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An den Längsträger 10 sind drei lastpfadorientierte Verstärkungsrippen 14, 16, 18 angeformt. Diese im Wesentlichen dem Verlauf des Lastpfads folgenden Verstärkungsrippen 14, 16, 18 sind vergleichsweise dickwandig ausgebildet.
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In einem Bereich 20 ist der Längsträger 10 nach unten hin gekrümmt. Entsprechend weist eine obere Konturlinie 22 eine leichte, eine untere Konturlinie 24 eine vergleichsweise starke Krümmung auf. Die lastpfadorientierten Verstärkungsrippen 14, 16, 18 folgen in diesem Bereich 20 weder der Krümmung der oberen Konturlinie 22 noch der Krümmung der unteren Konturlinie 24. Vielmehr verläuft die obere Verstärkungsrippe 14 bis zu einem in dem Bereich 20 sich befindenden Endpunkt 26 der Verstärkungsrippe 14 vergleichsweise geradlinig. In dem Bereich 20 überlappen die Verstärkungsrippen 14, 16, 18, wobei die mittlere, also in Fahrzeughochrichtung betrachtet zwischen der oberen Verstärkungsrippe 14 und der unteren Verstärkungsrippe 18 angeordnete Verstärkungsrippe 16 vergleichsweise kurz ist.
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Auch die mittlere Verstärkungsrippe 16 und die untere Verstärkungsrippe 18 verlaufen in dem gekrümmten Bereich 20 vergleichsweise geradlinig.
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Dadurch, dass in dem gekrümmten Bereich 20 nicht eine einzige lastpfadorientierte Verstärkungsrippe vorgesehen ist, sondern die drei sich bereichsweise überlappenden Verstärkungsrippen 14, 16, 18, kann nämlich für jede einzelne der drei Verstärkungsrippen 14, 16, 18 der geradlinige, also auf eine unerwünscht starke Krümmung verzichtende Verlauf realisiert werden.
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Würde im Bereich 20 einer starken Krümmung des Längsträgers 10 eine Verstärkungsrippe dem Lastpfad streng folgend, würde bei Beaufschlagung des Längsträgers 10 mit der Kraft 12 die Verstärkungsrippe eine Hebelwirkung mit sich bringen, welche zu unerwünschten Belastungen in dem Längsträger 10 führen würde.
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Die Verstärkungsrippen 14, 16, 18 sind durch an diese anschließende und schräg zu diesen verlaufende Versteifungsrippen 28 versteift. Im Gegensatz zu einer gleichmäßig über die Innenseite des Längsträgers verteilten Anordnung von Kreuzrippen sind vergleichsweise wenige derartige Versteifungsrippen 28 vorgesehen, wobei dennoch eine der großflächigen Kreuzverrippung äquivalente Versteifung des Längsträgers 10 erzielt ist.
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Es können zum Versteifen der lastpfadorientierten Verstärkungsrippen 14, 16, 18 auch senkrecht zu diesen verlaufende Versteifungsrippen 30 vorgesehen sein.
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Die Versteifungsrippen 28, 30 können jedoch - wie bei dem in der Figur beispielhaft gezeigten Längsträger 10 realisiert - dünnwandiger ausgelegt sein als die Verstärkungsrippen 14, 16, 18.
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Durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen ist insgesamt ein geringes Gewicht des Längsträgers 10 erreicht, welchem dennoch durch die lastpfadorientierten Verstärkungsrippen 14, 16, 18 eine besonders hohe Steifigkeit verliehen ist.
