DE102010014535A1

DE102010014535A1 - Composite component for motor car, has profile element designed as internal high pressure forming part and connected with another profile element in retaining area by hydro forming process, positive connection or mechanical connection unit

Info

Publication number: DE102010014535A1
Application number: DE201010014535
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Reese Eckhard
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-04-10
Filing date: 2010-04-10
Publication date: 2011-10-13

Abstract

The component (10) has a profile element (12) comprising a cavity (20), where a periphery-side of the cavity is enclosed by a hollow cross section (18). Another profile element (16) i.e. metal sheet profile, comprises a retaining area (14) with an open cross section. The former element is designed as an internal high pressure forming part and connected with the latter element in the area by a hydro forming process, a positive connection (26) or a mechanical connection unit (32), where the component is overmolded with plastic (34) at a location of the area to form a hybrid composite component. An independent claim is also included for a method for manufacturing a composite component for a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil, insbesondere für Kraftwagen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Verbundbauteils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.The invention relates to a composite component, in particular for motor vehicles, specified in the preamble of claim 1. Art. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a composite component according to the preamble of patent claim. 7

Aus der DE 100 22 360 A1 ist bereits ein derartiges Verbundbauteil als bekannt zu entnehmen, welches aus einem Profilbauteil und zumindest einem weiteren Bauteil gebildet ist. Das Profilbauteil weist dabei einen Hohlraum umfangsseitig umschließenden rechteckförmigen Querschnitt auf. Das wenigstens eine weitere Bauteil, welches gemäß der DE 100 22 360 A1 winkelförmig und zur Verbindung von zwei Profilbauteilen ausgebildet ist, weist einen im Querschnitt offenen Aufnahmebereich auf, in welchem das jeweilige Profilbauteil über einen Teilbereich durch das weitere Bauteil umgeben aufgenommen ist.From the DE 100 22 360 A1 is already such a composite component as can be seen, which is formed from a profile component and at least one further component. The profile component has a cavity circumferentially enclosing rectangular cross-section. The at least one further component, which according to the DE 100 22 360 A1 is formed angularly and for connection of two profile components, has a receptacle open in cross-section, in which the respective profile component is received over a portion surrounded by the further component.

Derartige Verbundbauteile beherbergen üblicherweise die Problematik, dass ein erheblicher Aufwand notwendig ist, um die Bauteile des Verbundbauteils insbesondere bei höheren Belastungen stabil miteinander zu verbinden. Dies bedingt hohe Werkzeug- und Verfahrenskosten, welche insbesondere bei der Anwendung bei Kraftfahrzeugen von großem Nachteil sind.Such composite components usually accommodate the problem that a considerable effort is necessary to stably connect the components of the composite component, especially at higher loads. This requires high tool and process costs, which are particularly in the application of motor vehicles of great disadvantage.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verbundbauteil sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen sich eine besonders stabile belastungsgerechte Verbindung der beteiligten Bauteile einerseits und eine kostengünstige Fertigung andererseits realisieren lassen.Object of the present invention is therefore to provide a composite component and a method of the type mentioned, by means of which can be a particularly stable load-compatible connection of the components involved on the one hand and a cost-effective production on the other hand realize.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verbundbauteil und ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a composite component and a method for producing a composite component having the features of patent claims 1 and 7, respectively. Advantageous embodiments with expedient non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um ein Verbundbauteil zu schaffen, bei welchem das Profilbauteil und das wenigstens eine weitere Bauteil besonders stabil und kostengünstig miteinander zu verbinden sind, ist es gemäß Patentanspruch 1 vorgesehen, dass das Profilbauteil als Innenhochdruckumformteil ausgebildet ist, welches durch Innenhochdruckumformen zumindest bereichsweise mit dem weiteren Bauteils in dessen Aufnahmebereich, der das Profilbauteil umgibt, verbunden ist. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, das innerhalb des Aufnahmebereichs des weiteren Bauteils aufgenommene Profilbauteil dadurch mit dem weiteren Bauteil zu verbinden, dass dieses entsprechend durch Innenhochdruckumformen zumindest bereichsweise in seinem Querschnitt vergrößert wird. Durch diese Querschnittvergrößerung des Profilbauteils kann auf einfache Weise eine Verbindung und Befestigung des Profilbauteils an bzw. mit dem weiteren Bauteil zumindest infolge einer verklemmenden Wirkung erreicht werden. Der besondere Vorteil einer derartigen Verbindung besteht darin, dass auf aufwändige Zusammenbauten des als umfänglich geschlossenes Hohlprofil gestalteten Profilbauteils und des weiteren Bauteils beispielsweise mithilfe einer Mehrzahl von Hilfsbauteilen und/oder Fügeverbindungen wie Schweißverbindungen verzichtet werden kann. Gleichzeitig zeichnet sich das Verbundbauteil dadurch aus, dass dieses äußerst gewichtsgünstig gestaltet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht in der kostengünstigen Verbindungstechnik mittels des Innenhochdruckumformens. Außerdem kann beispielsweise auf hohe Werkzeugkosten und viele Werkzeuge, welche beispielsweise für zusätzliche Hilfsbauteile in Form von Tiefzieh- oder Stanzteilen erforderlich sind, verzichtet werden. Dazu eignet sich das Verbundbauteil in der Anwendung bei Kraftfahrzeugen bzw. Kraftwagen insbesondere auch dann, wenn für die jeweilige Fahrzeugbauweise jeweils nur eine kleine oder nur mittlere Stückzahl von Verbundbauteilen erforderlich ist.In order to create a composite component in which the profile component and the at least one further component are particularly stable and inexpensive to connect with each other, it is provided according to claim 1, that the profile component is formed as hydroforming part, which by hydroforming at least partially with the other component in whose receiving area, which surrounds the profile component is connected. In other words, it is provided according to the invention that the profiled component accommodated within the receiving area of the further component is thereby connected to the further component in that it is correspondingly enlarged by hydroforming at least in regions in its cross section. As a result of this cross-sectional enlargement of the profile component, connection and fastening of the profile component to or with the further component can be achieved in a simple manner, at least as a result of a jamming effect. The particular advantage of such a connection is that it is possible to dispense with complex assemblies of the profile component designed as a circumferentially closed hollow profile and of the further component, for example by means of a plurality of auxiliary components and / or joint connections such as welded connections. At the same time, the composite component is characterized by the fact that it can be made extremely lightweight. Another advantage is the cost-effective connection technology by means of hydroforming. In addition, for example, high tooling costs and many tools, which are required for example for additional auxiliary components in the form of deep-drawn or stamped parts, are dispensed with. For this purpose, the composite component is particularly suitable for use in motor vehicles or motor vehicles, if in each case only a small or only medium number of composite components is required for the respective vehicle design.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich dabei als vorteilhaft gezeigt, wenn das weitere Bauteil ein Blechprofil ist. Ein solches Blechbauteil ist insbesondere durch Tiefziehen einfach und kostengünstig profiliert und mit dem Aufnahmebereich versehen herstellbar.In a further embodiment of the invention, it has been found to be advantageous if the further component is a sheet-metal profile. Such a sheet metal component is profiled in particular by deep drawing simple and inexpensive and provided with the receiving area produced.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Aufnahmebereich des weiteren Bauteils und das Profilbauteil über wenigstens eine formschlüssige Verbindung miteinander verbunden sind. Eine derartige formschlüssige Verbindung kann auf einfache Weise während des Innenhochdruckumformens hergestellt werden und gewährleistet eine besonders stabile Verbindung des Profilbauteils und des wenigstens einen weiteren Bauteils. Ein besonders guter Halt der beiden Bauteile aneinander ist in diesem Zusammenhang dann gegeben, wenn der Aufnahmebereich des weiteren Bauteils nicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Nach dem Innenhochdruckumformen des Profilbauteils legt sich dieses an die Kontur des Aufnahmebereiches an, wodurch sich eine drehfeste Verbindung ergibt. Weitergehende Verbesserungen des Haltes der Bauteile aneinander können durch Ausbildung von Hinterschneidungen in der Kontur des Aufnahmebereichs des weiteren Bauteils erzielt werden, welche durch lokale Ausbuchtungen oder Verengungen des Aufnahmebereichs bewerkstelligt werden können. Das Material des Profilbauteils umfließt beim aufweitenden Innenhochdruckprozess diese Hinterschneidungen, was zu einem dreh- und axial rutschfesten Halt der Bauteile aneinander führt.A further advantageous embodiment provides that the receiving area of the further component and the profile component are connected to each other via at least one positive connection. Such a positive connection can be made in a simple manner during hydroforming and ensures a particularly stable connection of the profile component and the at least one further component. A particularly good hold of the two components together is given in this context if the receiving area of the further component is not rotationally symmetrical. After the hydroforming of the profile component this applies to the contour of the receiving area, resulting in a rotationally fixed connection. Further improvements in the support of the components to each other can be achieved by forming undercuts in the contour of the receiving area of the further component, which can be accomplished by local bulges or constrictions of the receiving area. The material of the profile component flows around during expanding internal hydroforming these undercuts, which leads to a rotationally and axially non-slip grip of the components together.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Profilbauteil und der Aufnahmebereich des weiteren Bauteils zumindest im Wesentlichen in ihrem gesamten Überdeckungsbereich flächenbündig aneinander anliegen. Hierdurch wird eine besonders stabile und belastungsgerechte Verbindung des Profilbauteils und des wenigstens einen weiteren Bauteils erreicht. Gleichzeitig kann hierdurch beispielsweise auf einfache Weise eine erhöhte Verdrehsicherung der beiden Bauteile gegeneinander gewährleistet werden.It is also advantageous if the profile component and the receiving area of the further component lie flush against each other at least substantially in their entire coverage area. As a result, a particularly stable and load-compatible connection of the profile component and the at least one further component is achieved. At the same time this can be ensured, for example, in a simple manner increased rotation of the two components against each other.

In weiterer vorteilhafter Ausführung sind der Aufnahmebereich des weiteren Bauteils und das Profilbauteil über wenigstens ein mechanisches Verbindungsmittel, beispielsweise durch eine Formfließschraube oder eine Flow-Drill-Schraube, Pentaflow-Schraube, Nagel oder einen Niet miteinander verbunden. Ein derartiges mechanisches Verbindungsmittel kann insbesondere dort eingesetzt werden, wo die mechanische Belastung der miteinander verbundenen Bauteile besonders groß ist. Durch die weitere mechanische Verbindung kann somit zusätzlich sichergestellt werden, dass an Stellen, wo hohe mechanische Belastungen des fertigen Verbundbauteils vorliegen, eine entsprechende Festigkeit und Steifigkeit gegeben ist.In a further advantageous embodiment, the receiving area of the further component and the profile component are connected to one another via at least one mechanical connecting means, for example by a shaping screw or a flow-drill screw, pentaflow screw, nail or rivet. Such a mechanical connecting means can be used in particular where the mechanical load of the interconnected components is particularly large. By further mechanical connection can thus be additionally ensured that at locations where high mechanical loads of the finished composite component, a corresponding strength and rigidity is given.

Schließlich ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Verbundbauteil am Ort des Aufnahmebereichs mit einem Kunststoff zur Ausbildung eines Hybridverbundbauteils umspritzt ist. Durch den Kunststoff können somit zusätzliche Funktionsbereiche und Anbindungsstellen des Verbundbauteils auf einfache Weise geschaffen werden. Außerdem kann durch den Kunststoff auf einfache Weise eine Versteifung bzw. Versteifungsstruktur gebildet werden, um dem Hybridverbundbauteil zusätzliche Stabilität zu verleihen. Die Umspritzung und damit die zusätzliche Versteifung sind vorzugsweise auf das weitere Bauteil anzuwenden, so dass bei diesem ohne Steifigkeitsverluste dünnere Wandstärken vorgesehen werden können, wodurch das Gesamtgewicht des Verbundbauteils verringert werden kann. Das Umspritzen und Innenhochdruckumformen ist in werkzeugtechnisch und verfahrensökonomisch einfacher Weise in einem einzigen gemeinsamen Werkzeug vorgesehen, was zusätzlich Umpositionierungstoleranzen zwischen Werkzeugen vermeidet.Finally, it is provided in a further embodiment of the invention that the composite component is encapsulated at the location of the receiving area with a plastic for forming a hybrid composite component. The plastic thus additional functional areas and connection points of the composite component can be created in a simple manner. In addition, a stiffening structure can easily be formed by the plastic in order to give the hybrid composite component additional stability. The encapsulation and thus the additional stiffening are preferably applied to the further component, so that thinner wall thicknesses can be provided in this without stiffness losses, whereby the total weight of the composite component can be reduced. The overmolding and hydroforming is provided in a tool-technically and procedurally simple manner in a single common tool, which also avoids Umpositionierungstoleranzen between tools.

Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verbundbauteil beschriebenen Vorteile gelten in ebensolcher Weise für das Verfahren gemäß Patentanspruch 7. Dieses zeichnet sich des Weiteren dadurch aus, dass das Innenhochdruckumformen des Profilbauteils und das Versehen des Verbundbauteils mit einem Kunststoff in ein- und demselben Fertigungsverfahren, also beispielsweise in einem kombinierten Innenhochdruckumform- und Spritzgießverfahren, hergestellt wird.The advantages described above in connection with the composite component according to the invention apply equally to the method according to claim 7. This is further characterized by the fact that the hydroforming of the profile component and the provision of the composite component with a plastic in one and the same manufacturing process, ie For example, in a combined hydroforming and injection molding, is produced.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie aus der einzigen Figur.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the single figure.

Diese zeigt in einer Abfolge von sechs Verfahrensschritten das Verfahren zum Herstellen des Verbundbauteils, welches in einzelnen Verfahrensschritten in einer jeweiligen Querschnittsansicht dargestellt ist, wobei erkennbar ist, dass wenigstens ein Profilbauteil mit einem einen Hohlraum umfangsseitig umschließenden Hohlquerschnitt in einem einen offenen Querschnitt aufweisenden Aufnahmebereich eines weiteren Bauteils in Form eines Blechbauteils angeordnet und mit diesem durch Innenhochdruckumformen zumindest bereichsweise verbunden wird, wobei das Verbundbauteil im Anschluss daran mit einem Kunststoff zu einem Hybridverbundbauteil versehen wird.This shows in a sequence of six process steps, the method for producing the composite component, which is shown in individual process steps in a respective cross-sectional view, wherein it can be seen that at least one profile component with a hollow area enclosing a hollow cross-section in an open cross-section receiving portion of another Component is arranged in the form of a sheet metal component and at least partially connected to this by hydroforming, wherein the composite component is subsequently provided with a plastic to a hybrid composite component.

Gemäß des in der einzigen Figur in einer Abfolge von sechs Verfahrensschritten angegebenen Verfahrens zum Herstellen eines Verbundbauteils 10 wird zunächst in dem mit der Nr. 1 angegebenen ersten Verfahrensschritt ein Profilbauteil 12 in einem hierzu korrespondierenden Aufnahmebereich 14 eines weiteren Bauteils 16 in Form eines Blechbauteils angeordnet. Dabei ist in der Darstellung gemäß Nr. 1 erkennbar, dass das Profilbauteil 12 vorliegend einen rohrförmigen Hohlquerschnitt 18 umfasst, welcher einen korrespondierenden Hohlraum 20 außenumfangsseitig umgibt bzw. umschließt.According to the method given in the single figure in a sequence of six process steps for producing a composite component 10 First, in the first method step indicated by the No. 1 is a profile component 12 in a corresponding receiving area 14 another component 16 arranged in the form of a sheet metal component. It can be seen in the illustration according to no. 1 that the profile component 12 in this case, a tubular hollow cross-section 18 comprising a corresponding cavity 20 surrounds or encloses outer peripheral side.

Der korrespondierende Aufnahmebereich 14 des Bauteils 16 ist vorliegend in U-Form ausgebildet, und zwar durch drei einstückige Blechschenkel 22 des Bauteils 16. An einen der Blechschenkel 22 schließt sich ein weiterer Blechschenkel 24 an.The corresponding reception area 14 of the component 16 is presently formed in a U-shape, by three integral sheet metal legs 22 of the component 16 , On one of the sheet metal legs 22 closes another sheet metal leg 24 at.

Wie in der Figur gemäß dem ersten Verfahrensschritt mit der Nr. 1 erkennbar ist, wird zunächst das Profilbauteil 12 in dem den offenen Querschnitt aufweisenden Aufnahmebereich 14 positioniert. Dies kann beim Einlegen der Bauteile 12 und 16 in das im Weiteren noch erläuterte Innenhochdruckumformwerkzeug erfolgen oder aber bereits außerhalb des Werkzeugs. Wie aus der Darstellung mit der Nr. 1 erkennbar ist, sind die Blechschenkel 22 so voneinander beabstandet, dass deren Abstand etwa dem Durchmesser des Profilbauteils 12 entspricht. Gegebenenfalls ist eine klemmende Festlegung des Profilbauteils 12 innerhalb des Aufnahmebereichs 14 verwirklicht, um eine Vorfixierung der beiden Bauteile 12, 16 zueinander zu ermöglichen.As can be seen in the figure according to the first method step with the No. 1, first the profile component 12 in the receiving area having the open cross-section 14 positioned. This can occur when inserting the components 12 and 16 take place in the below-described hydroforming or already outside of the tool. As can be seen from the illustration with the No. 1, the sheet metal legs 22 spaced so that their distance about the diameter of the profile component 12 equivalent. Optionally, a clamping fixing of the profile component 12 within the reception area 14 realized in order to pre-fix the two components 12 . 16 to enable each other.

In dem Verfahrensschritt gemäß der Nr. 2 ist dann die finale Vorpositionierung des Profilbauteils 12 dem den offenen Querschnitt aufweisenden Aufnahmebereich des Bauteils 16 dargestellt. In the method step according to the no. 2 is then the final pre-positioning of the profile component 12 the receiving area of the component having the open cross-section 16 shown.

Gemäß dem dritten Verfahrensschritt wird – wie aus der Darstellung mit der Nr. 3 erkennbar ist – das Profilbauteil 12 mit einem Innenhochdruck beaufschlagt. Das in das entsprechende Innenhochdruckumformwerkzeug gelegte Profilbauteil 12 wird hierzu mit entsprechenden Stempeln abgedichtet und mit einem Druckmedium – beispielsweise Wasser, einer Emulsion oder mit einem Gas – befüllt. Im Anschluss daran wird das Profilbauteil 12 – wie aus dem dritten Verfahrensschritt gemäß Nr. 3 erkennbar ist – durch Beaufschlagung mit einem Innenhochdruck entsprechend aufweitend umgeformt, bis es die dargestellte, im Wesentlichen quadratische bzw. rechteckförmige Kontur annimmt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Profilbauteil 12 soweit durch Innenhochdruckbeaufschlagung umgeformt, bis dieses und der Aufnahmebereich 14 des weiteren Bauteils 16 zumindest im Wesentlichen in deren gesamten Überdeckungsbereich flächenbündig aneinander anliegen. Als im Rahmen der Erfindung mit umfasst ist es jedoch zu betrachten, dass eine derartige vollflächige Anlage nicht zwingend erforderlich ist, sondern dass gegebenenfalls das Profilbauteil 12 nur in Teilbereichen am korrespondierenden Aufnahmebereich 14 anliegt. Ebenfalls aus der Darstellung gemäß Nr. 3 ist erkennbar, dass durch das Innenhochdruckumformen das Profilbauteil 12 und der Aufnahmebereich 14 des weiteren Bauteils 16 über eine Mehrzahl von vorliegend drei formschlüssigen Verbindungen 26 miteinander verbunden sind. Hierzu weisen die Blechschenkel 22 jeweilige Vertiefungen bzw. Ausbuchtungen 28 auf, in welche korrespondierende Wandbereiche 30 des Profilbauteils 12 bleibend hineingedrückt werden.According to the third method step is - as can be seen from the illustration with the No. 3 - the profile component 12 subjected to an internal high pressure. The profile component placed in the corresponding hydroforming tool 12 is sealed for this purpose with appropriate punches and with a pressure medium - for example, water, an emulsion or a gas - filled. Subsequently, the profile component 12 - As can be seen from the third method step according to No. 3 - deformed by applying an internal high pressure according to widening until it assumes the illustrated, substantially square or rectangular contour. In the present embodiment, the profile component 12 so far transformed by pressurization of internal high pressure, up to this and the receiving area 14 of the further component 16 at least essentially lie flush against each other in their entire coverage area. As included in the scope of the invention, however, it should be considered that such a full-surface system is not absolutely necessary, but that optionally the profile component 12 only in partial areas at the corresponding receiving area 14 is applied. Also from the illustration according to No. 3 it can be seen that the hydroforming of the profile component 12 and the recording area 14 of the further component 16 over a plurality of present three positive connections 26 connected to each other. For this purpose, the sheet metal legs 22 respective depressions or bulges 28 on, in which corresponding wall areas 30 of the profile component 12 be pressed in permanently.

Das Profilbauteil 12 bildet somit einen stabilisierenden und versteifenden Einleger für das weitere Bauteil 16, und zwar insbesondere an Stellen, welche aufgrund von mechanischen Belastungen oder an Anbindungsstellen entsprechend verstärkt werden müssen. Das Profilbauteil 12 kann als Träger im Kraftfahrzeug als auch als Rahmen bzw. Rahmenelement dienen.The profile component 12 thus forms a stabilizing and stiffening insert for the other component 16 , Especially in places that need to be strengthened due to mechanical stress or at connection points accordingly. The profile component 12 can serve as a carrier in the vehicle as well as a frame or frame element.

Aus den weiteren Verfahrensschritten gemäß Nr. 4 und Nr. 5 wird erkennbar, dass im Anschluss an das Innenhochdruckumformen des Profilbauteils 12 dieses mit dem weiteren Bauteil 16 über wenigstens ein mechanisches Verbindungsmittel 32 verbunden wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieses mechanische Verbindungsmittel 32 eine Schraube, welche beispielsweise über das Verfahren des Fließlochformschraubens oder ein sogenanntes Flow-Drill-Verfahren eingebracht wird. Durch dieses mechanische Verbindungsmittel 32 wird somit der Einleger bzw. das Profilbauteil 12 zusätzlich am Bauteil 16 gesichert, wodurch besonders hohe Kräfte von der Verbindung aufgenommen werden können. Diese Maßnahme erhöht zwar das Gewicht des Zusammenbaus, jedoch ist diese Erhöhung geringfügig und hinsichtlich einer nachteiligen Bewertung gegenüber dem Benefit an Verstärkungszuwachs vernachlässigbar.It can be seen from the further process steps according to No. 4 and No. 5 that, following the hydroforming of the profile component 12 this with the other component 16 via at least one mechanical connection means 32 is connected. In the present embodiment, this mechanical connection means 32 a screw, which is introduced for example via the method of Fließlochformschraubens or a so-called flow-drilling method. By this mechanical connection means 32 Thus, the insert or the profile component 12 additionally on the component 16 secured, whereby particularly high forces can be absorbed by the connection. Although this measure increases the weight of the assembly, this increase is negligible and negligible in terms of disadvantageous evaluation against the gain gain benefit.

Im hier gezeigten besonderen Ausführungsbeispiel wird der Einleger bzw. das Profilbauteil 12 und das Bauteil 16, welche das Verbundbauteil 10 bilden, am Ort des Aufnahmebereichs 14 zusätzlich mit einem Kunststoff 34 umspritzt. Im vorliegenden Fall erfolgt dies insbesondere in einem kombinierten Innenhochdruckumform- und Spritzgussverfahren, welches in ein- und demselben Werkzeug durchgeführt werden kann. Dabei ist vorliegend aus der Darstellung gemäß Nr. 6 erkennbar, dass das gesamte Verbundbauteil 10 außenseitig mit Kunststoff 34 umspritzt wird und somit ein Hybridverbundbauteil aus den Metallteilen 12, 16 und dem Kunststoff 34 gebildet ist.In the particular embodiment shown here, the insert or the profile component 12 and the component 16 which the composite component 10 form, at the location of the reception area 14 additionally with a plastic 34 molded. In the present case, this is done in particular in a combined hydroforming and injection molding process, which can be carried out in one and the same tool. It can be seen here from the illustration according to No. 6 that the entire composite component 10 outside with plastic 34 is overmoulded and thus a hybrid composite component of the metal parts 12 . 16 and the plastic 34 is formed.

Mit dem Kunststoff können zusätzlich Anbindungskonturen, Konsolen und funktionelle filigrane Strukturen ausgebildet werden, die nicht die hohen Ansprüche an mechanischer Belastbarkeit erfüllen müssen wie das restliche Verbundbauteil.In addition, plastic contours, consoles and functional filigree structures can be formed which do not have to meet the high demands on mechanical load-bearing capacity like the rest of the composite component.

Insgesamt ist somit aus der Figur erkennbar, dass das Innenhochdruckumformverfahren es durch Einwirkung auf einen Zusammenschluss eines umfänglich geschlossenen Hohlprofils mit einem offenen Blechprofil ermöglicht, das Verbundbauteil gezielt den Belastungen anzupassen und Aufnahmen für im Kraftfluss liegende Elemente wie Buchsen etc. in die Verstärkungsstruktur zu integrieren. Die formschlüssige Verbindung mit dem Profilbauteil 12 ermöglicht dabei eine zusätzliche Verbindung des Profilbauteils 12 bzw. des Einlegers mit dem Bauteil 16. Das Fließlochformschrauben ermöglicht eine Schraubverbindung ohne Vorbohren, bei der die eingesetzte Schraube 32 oder dergleichen Verbindungsmittel das Durchgangsloch und das Gewinde selbst bohrt bzw. schneidet. Dadurch werden drei Arbeitsschritte zu einem zusammengefasst. Beim Pentaflow-Verfahren muss das hierfür vorgesehene Loch ebenfalls nicht vorhanden sein sondern wird bei dem Verfahren geformt. Dadurch wird die Positionierung der Bauteile 12, 16 zueinander erleichtert. Als im Rahmen der Erfindung mit umfasst ist es dabei zu betrachten, dass anstelle eines Bauteils 16 auch mehrere metallische Tiefziehbleche oder dergleichen vorgesehen sein können. Besonders vorteilhaft ist es des Weiteren, wenn der Aufnahmebereich 14 des Bauteils 16 zumindest etwa 180° des Umfangs des Hohlquerschnitts 18 des Profilbauteils 12 umgibt, dass sich hierdurch eine besonders günstige Verbindung zwischen den Bauteilen 12, 16 realisieren lässt. Als im Rahmen der Erfindung mit umfasst ist es jedoch zu betrachten, dass gegebenenfalls auch ein kleinerer Bereich des Umfangs des Hohlquerschnitts 18 des Profilbauteils 12 von dem Aufnahmebereich 14 umgeben sein kann. Ebenso kann das Flow-Drill-Verfahren zum Einsatz kommen, mittels dem ein Gewinde in das Hohlprofil und/oder Blechprofil eingeformt wird, wonach eine entsprechende Schraube als Verbindungs- und Versteifungselement eingeschraubt wirdOverall, it can thus be seen from the figure that the hydroforming method makes it possible, by acting on an association of a circumferentially closed hollow profile with an open sheet metal profile, to specifically adapt the composite component to the loads and to integrate receptacles for elements lying in the force flow, such as bushes etc., into the reinforcing structure. The positive connection with the profile component 12 allows an additional connection of the profile component 12 or the insert with the component 16 , The flow-hole forming screws allow a screw connection without pre-drilling, in which the screw used 32 or the like connecting means pierces the through hole and the thread itself. As a result, three work steps are combined into one. In the case of the pentaflow process, the hole provided for this purpose likewise does not have to be present but is formed during the process. This will help position the components 12 . 16 facilitated to each other. As encompassed within the scope of the invention it is to be considered that instead of a component 16 It is also possible to provide a plurality of metallic deep-drawn sheets or the like. It is furthermore particularly advantageous if the receiving area 14 of the component 16 at least about 180 ° of the circumference of the hollow cross-section 18 of the profile component 12 surrounds that thereby a particularly favorable connection between the components 12 . 16 can be realized. As part of the invention, however, it should be considered that optionally also a smaller portion of the circumference of the hollow cross-section 18 of the profile component 12 from the receiving area 14 can be surrounded. Likewise, the flow-drilling method can be used, by means of which a thread is formed in the hollow profile and / or sheet metal profile, after which a corresponding screw is screwed as connecting and stiffening element

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10022360 A1 [0002, 0002]

Claims

Composite component ( 10 ), in particular for motor vehicles, with at least one profile component ( 12 ) with a cavity ( 20 ) circumferentially enclosing hollow cross-section ( 18 ), and with at least one further component ( 16 ) with an open cross-section receiving area ( 14 ), in which the profile component ( 12 ) over a partial area through the component ( 16 ), characterized in that the profile component ( 12 ) is formed as a hydroforming part, which by hydroforming at least partially with the other component ( 16 ) in the reception area ( 14 ) connected is.

Composite component ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the further component ( 16 ) is a sheet metal profile.

Composite component ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the further component ( 16 ) and the profile component ( 12 ) in the reception area ( 14 ) via at least one positive connection ( 26 ) are interconnected.

Composite component ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the profile component ( 12 ) and the recording area ( 14 ) of the further component ( 16 ) abut flush against each other at least substantially in their entire coverage area.

Composite component ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the receiving area ( 14 ) of the further component ( 16 ) and the profile component ( 12 ) via at least one mechanical connection means ( 32 ) are interconnected.

Composite component ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the composite component ( 10 ) at the location of the reception area ( 14 ) with a plastic ( 34 ) is encapsulated to form a hybrid composite component.

Method for producing a composite component ( 10 ), in particular for motor vehicles, in which at least one profile component ( 12 ) with a cavity ( 18 ) circumferentially enclosing hollow cross-section ( 20 ) in a receiving area having an open cross-section ( 14 ) of another component ( 16 ) is arranged and connected to this, characterized in that the formed as hydroforming profiled part ( 12 ) by hydroforming at least partially with the other component ( 16 ) in the reception area ( 14 ) is connected.

Method according to claim 7, characterized in that the further component ( 16 ) and the profile component ( 12 ) via at least one positive connection ( 26 ).

Method according to claim 7 or 8, characterized in that the further component ( 16 ) and the profile component ( 12 ) via at least one mechanical connection means ( 32 ).

Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the composite component ( 10 ) at the location of the reception area ( 14 ) with a plastic ( 34 ) is overmolded to form a hybrid composite component.