DE102010037459A1 - Carrier for use in motor car, comprises hollow closed carrier profile-forming lower component which has rib-shaped portion to which inner wall of upper component is supported - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Träger zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, mit mindestens zwei, ein hohles, geschlossenes Trägerprofil bildenden Bauteilen, wobei ein erstes Bauteil ein schalenförmiges Profil aufweist und zweites Bauteil einen Anteil mit schalenförmigem Profil aufweist, wobei die beiden Bauteile in deren schalenförmigen Bereichen aneinanderliegen und miteinander verbunden sind.The invention relates to a carrier for use in a motor vehicle, with at least two, a hollow, closed carrier profile forming components, wherein a first component has a cup-shaped profile and second component has a share with cup-shaped profile, wherein the two components abut each other in the cup-shaped areas and connected to each other.
Bei Fahrzeugen finden vorrangig auf Biegung belastete Träger Verwendung, die insbesondere als Hohlträger ausgebildet sind. Es handelt sich hierbei beispielsweise um eine A-, B-, C-Säule, einen Stoßfängerquerträger, einen Stirnwandquerträger, einen Dachquerträger, einen Schweller, einen Seitenaufprallschutz, einen Überrollbügel und dergleichen.In vehicles are primarily used on bending loaded carrier use, which are designed in particular as a hollow beam. These are for example an A, B, C pillar, a bumper cross member, an end wall cross member, a roof cross member, a sill, a side impact protection, a roll bar and the like.
Werden solche Träger auf Biegung belastet, ergibt sich eine Zugseite des Trägers, die bei einer A-Säule eines Cabrios die fahrzeugäußere bzw. obere Seite des Trägers ist, sowie eine Druckseite, die bei der A-Säule des Cabrios die fahrzeuginnere bzw. eine untere Seite des Trägers ist. Zwischen der Zug- und der Druckseite liegt eine neutrale Phase.If such carrier loaded on bending, there is a train side of the carrier, which is the vehicle outside or upper side of the carrier in an A-pillar of a convertible, and a pressure side, the vehicle interior and a lower in the A-pillar of the convertible Side of the carrier is. Between the pull and the pressure side is a neutral phase.
Zum Stand der Technik sind unterschiedliche Ausführungen von Trägern zur Verwendung bei Fahrzeugen bekannt. Sie weisen auf der Zug- und Druckseite angeordnete, unterschiedlich gestaltete Zug- und Druckprofile auf. Es ist auch bekannt, zwischen einem Zug- und einem Druckprofil ein Verstärkungselement zur Querschnittstabilisierung des Trägers anzuordnen.Different designs of carriers for use in vehicles are known in the prior art. They have arranged on the tension and pressure side, differently shaped tension and pressure profiles. It is also known to arrange a reinforcing element for cross-section stabilization of the carrier between a tensile and a pressure profile.
Zum Abbau einer bestimmten Energiemenge bzw. aufgrund bestimmter gesetzlicher Vorschriften muss ein Biegeträger eine bestimmte Deformation erreichen und dabei ein möglichst hohes Lastniveau erreichen. Dabei bleibt die neutrale Phase in der Länge unverändert, während sich die Zugseite dehnt und die Druckseite gestaucht wird.To reduce a certain amount of energy or due to certain statutory provisions, a bending beam must reach a certain deformation and thereby achieve the highest possible load level. The neutral phase remains unchanged in length while the tension side expands and the pressure side is compressed.
Ein Träger der eingangs genannten Art ist aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Träger der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass dieser eine besonders hohe Biegesteifigkeit und Biegefestigkeit aufweist, sowie ein Leichtbaupotenzial aufweist.Object of the present invention is to develop a carrier of the type mentioned so that it has a particularly high bending stiffness and bending strength, and has a lightweight construction potential.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass das zweite Bauteil einen rippenförmigen Anteil aufweist und sich dieser im Bereich einer Innenwandung des ersten Bauteils an diesem abstützt.The object is achieved in that the second component has a rib-shaped portion and this is supported in the region of an inner wall of the first component at this.
Die erfindungsgemäße Gestaltung des Trägers ermöglicht es, den aus den mehreren Bauteilen gebildeten Träger besonders steif, widerstandsfähig im Crashfall und leicht auszubilden, da die beiden Bauteile nicht nur in deren schalenförmigen Bereichen aneinanderliegen und dort miteinander verbunden sind, sondern mittels des rippenförmigen Anteils des zweiten Bauteils auch eine formschlüssige Verbindung der beiden Bauteile in Querrichtung des Trägers erfolgt. Es greift der rippenförmige Anteil des zweiten Bauteils in den Innenquerschnitt des ersten Bauteils ein und stützt sich im Bereich einer Innenwandung des ersten Bauteils an diesem ersten Bauteil ab. Demzufolge ragt die Rippenstruktur des zweiten Bauteils deutlich über das schalenförmige Profil des zweiten Bauteils hinaus und ragt in den Bereich des Innenquerschnitts des ersten Bauteils.The inventive design of the carrier makes it possible to form the carrier formed from the plurality of components particularly rigid, resilient in the event of a crash and easy, since the two components abut each other not only in the cup-shaped areas and are connected to each other, but by means of the rib-shaped portion of the second component also a positive connection of the two components takes place in the transverse direction of the carrier. It engages the rib-shaped portion of the second component in the inner cross section of the first component and is supported in the region of an inner wall of the first component on this first component. As a result, the rib structure of the second component projects clearly beyond the shell-shaped profile of the second component and projects into the region of the inner cross section of the first component.
Die Bauweise ermöglicht es insbesondere, den rippenförmigen Anteil des zweiten Bauteils, somit die Rippenstruktur, mit dem ersten Bauteil, insbesondere einem Flankenbereich des ersten Bauteils zu verbinden. Die bevorzugte Verbindung erfolgt mittels Kleben. Dies insbesondere über die gesamte Länge des rippenförmigen Anteils.The design makes it possible in particular to connect the rib-shaped portion of the second component, thus the rib structure, with the first component, in particular a flank region of the first component. The preferred connection is by gluing. This in particular over the entire length of the rib-shaped portion.
Der rippenförmige Anteil weist vorzugsweise mindestens eine längs des Trägers verlaufende Rippe auf. Insbesondere sind zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Rippen vorgesehen, die mit unterschiedlichen Flanken des ersten Bauteils zusammenwirken, demnach sich in unterschiedlichen Bereichen der Innenwandung des ersten Bauteils an diesem abstützen. Gemäß einer bevorzugten, baulich besonders einfach gestalteten Variante des Trägers ist vorgesehen, dass das erste Bauteil durch ein schalenförmig gebogenes Blech gebildet ist. Aufgrund der Gestaltung dieses ersten Bauteils ist es somit nur erforderlich, ein Blech definierter Wandstärke, insbesondere ein relativ dünnwandiges Blech schalenförmig zu biegen. Das erste Bauteil besteht vorzugsweise aus Stahl, kann aber durchaus auch aus Aluminium oder einem Faser-Verbund-Werkstoff bestehen.The rib-shaped portion preferably has at least one rib extending along the carrier. In particular, two substantially mutually parallel ribs are provided, which cooperate with different edges of the first component, therefore, are supported in different areas of the inner wall of the first component of this. According to a preferred structurally particularly simple design variant of the carrier, it is provided that the first component is formed by a shell-shaped bent sheet metal. Due to the design of this first component, it is therefore only necessary to bend a sheet of defined wall thickness, in particular a relatively thin-walled sheet-metal shell. The first component is preferably made of steel, but may well consist of aluminum or a fiber composite material.
Der schalenförmige Anteil des zweiten Bauteils besteht vorzugsweise aus Stahl, Aluminium oder einem Faser-Verbund-Werkstoff. Für den rippenförmigen Anteil des zweiten Bauteils wird als bevorzugter Werkstoff Aluminium, Magnesium oder Kunststoff angesehen.The shell-shaped portion of the second component is preferably made of steel, aluminum or a fiber composite material. For the rib-shaped portion of the second component is considered as a preferred material aluminum, magnesium or plastic.
Der schalenförmige Anteil und der rippenförmige Anteil des zweiten Bauteils können durchaus ein Hybridbauteil bilden. Andererseits kann der schalenförmige Anteil und der rippenförmige Anteil des zweiten Bauteils aus demselben Werkstoff bestehen und in einem Bauteil realisiert sein. Bei diesem Bauteil kann es sich durchaus um ein Guss-Bauteil handeln. The cup-shaped portion and the rib-shaped portion of the second component may well form a hybrid component. On the other hand, the cup-shaped portion and the rib-shaped portion of the second component may consist of the same material and be realized in one component. This component may well be a cast component.
Eine baulich besonders einfach Gestaltung, sowohl von erstem als auch von zweitem Bauteil ergibt sich, wenn das erste und das zweite Bauteil jeweils zwei Flansche und einen Boden sowie den Boden mit den Flanschen verbindende Seitenwände aufweisen, wobei die beiden Bauteile im Bereich der Flansche miteinander verbunden sind. Weisen die Bauteile Flansche auf, erfolgt die Verbindung der beiden Bauteile vorzugsweise im Bereich der Flansche mittels Kleben.A structurally particularly simple design, both of the first and of the second component results when the first and the second component each have two flanges and a bottom and the bottom connecting the flanges with the side walls, wherein the two components connected to each other in the region of the flanges are. If the components have flanges, the connection of the two components preferably takes place in the region of the flanges by means of gluing.
Für den Fall, dass der rippenförmige Anteil zwei Rippen aufweist, sind diese beiden Rippen vorzugsweise in Längsrichtung des Trägers im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und stützen sich im Bereich der einander abgewandten Seiten an der Innenwandung des ersten Bauteils ab.In the event that the rib-shaped portion has two ribs, these two ribs are preferably arranged in the longitudinal direction of the carrier substantially parallel to each other and are supported in the region of the opposite sides on the inner wall of the first component.
Insbesondere weisen die beiden Rippen auf deren einander abgewandten Seiten geringfügig konisch zulaufende Außenflächen auf, und es ist das erste Bauteil gleichfalls mit entsprechend geringfügig konisch zusammenlaufenden Seitenwänden versehen.In particular, the two ribs have on their sides facing away from each other slightly tapered outer surfaces, and it is also the first component provided with correspondingly slightly conically converging side walls.
Bei dem erfindungsgemäßen Träger wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die jeweilige Rippe unmittelbar an der Innenwandung anliegt oder mit der Innenwandung verklebt ist, insbesondere über die gesamte Länge der Rippe anliegt und/oder verklebt ist. Beim Verkleben kann der Abstand der Rippe zum ersten Bauteil durchaus bis zu 5 mm betragen, zur Aufnahme eines Strukturschaumklebers zwischen dem rippenförmigen Anteil und dem ersten Bauteil.In the carrier according to the invention, it is considered to be particularly advantageous if the respective rib rests directly on the inner wall or is glued to the inner wall, in particular over the entire length of the rib and / or glued. When gluing, the distance of the rib to the first component may well be up to 5 mm, for receiving a structural foam adhesive between the rib-shaped portion and the first component.
Die Erfindung schlägt gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vor, dass der Träger aus einem Metallblech und einem Hybridbauteil aus einem Metallblech und einem weiteren Werkstoff, beispielsweise Kunststoff, Leichtmetall aufgebaut ist. Die Rippenstruktur des Hybridbauteils ist hierbei so angeordnet, dass sie sich auf dem Metallblech, das heißt der Innenschale, abstützt. Um einen geschlossenen Querschnitt mit höchster Strukturleistung zu erzielen, ragt die Rippenstruktur des Hybridbauteils deutlich über das Blech des Hybridbauteils hinaus und füllt einen großen Teil der Querschnittsfläche des Trägers. Durch diese Bauweise ist es möglich, die Rippenstruktur des Hybridbauteils mit dem anderen Metallblech (Innenschale) flächig zu verkleben. Es ergibt sich ein hohles, geschlossenes Trägerprofil mit versteifender Rippenstruktur, wobei die Rippe bzw. Rippen des einen Bauteils fest mit dem anderen Bauteil verbunden sind und in dessen Querschnitt ragen.The invention proposes according to a preferred embodiment, that the carrier of a metal sheet and a hybrid component of a metal sheet and another material, such as plastic, light metal is constructed. The rib structure of the hybrid component is in this case arranged so that it is supported on the metal sheet, that is, the inner shell. To achieve a closed cross-section with the highest structural performance, the rib structure of the hybrid component clearly projects beyond the metal sheet of the hybrid component and fills a large part of the cross-sectional area of the carrier. By this construction, it is possible to glue the rib structure of the hybrid component with the other metal sheet (inner shell) surface. The result is a hollow, closed carrier profile with stiffening rib structure, wherein the rib or ribs of one component are firmly connected to the other component and projecting in its cross-section.
In der nachfolgenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Trägers veranschaulicht, ohne auf diese beschränkt zu sein.In the following drawing, two embodiments of the carrier according to the invention are illustrated, without being limited thereto.
Es zeigt:It shows:
Figurenbeschreibungfigure description
Die in den
Bei dem in den
Das zweite Bauteil
Zusätzlich ist der rippenförmige Anteil
Der Querschnitt des rippenförmigen Anteils
In der in
Ausgehend von der Anordnung gemäß
Insbesondere sind die Rippen
Die Ausführungsform gemäß der
Wird bei dem erfindungsgemäßen Träger
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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