DE102011054312A1

DE102011054312A1 - Verstärkungsprofil

Info

Publication number: DE102011054312A1
Application number: DE102011054312A
Authority: DE
Inventors: Rolf Götz; Reimund Schlachter; Zimmer Jens
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2013-04-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verstärkungsprofil für eine Tragstruktur (4) eines Kraftfahrzeugs (1). Um das Verformungsverhalten eines fächerförmigen Verstärkungsprofils für eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs zu verbessern, umfasst das Verstärkungsprofil (10) mindestens einen Längsträger (11,12) aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial, der in einem Außenabschnitt mit einem Metallblechmaterial (20) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verstärkungsprofil für eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer Tragstruktur, an der ein Verstärkungsprofil befestigt ist.
Aus dem US-Patent US 4,684,166 ist ein Metallträger mit einem Doppel-T-Profil bekannt, der mit einem Verstärkungsstreifen versehen ist. Aus der deutschen Übersetzung DE 698 36 259 T2 der europäischen Patentschrift EP 0 938 969 B1 ist ein Verbundmetall aus Leichtmetall bekannt, das teilweise mit einem mit Kohlenstofffasern verstärkten Kunststoff beschichtet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verformungsverhalten eines Verstärkungsprofils für eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Verstärkungsprofil für eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs dadurch gelöst, dass das Verstärkungsprofil mindestens einen Längsträger aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial umfasst, der in einem Außenabschnitt mit einem Metallblechmaterial versehen ist. Durch das in dem Außenabschnitt aufgebrachte Metallblechmaterial kann, insbesondere auch bei großen Eindringtiefen, eine gewünschte Verformung ermöglicht werden, ohne dass ein totales Versagen der Tragstruktur auftritt. Durch das Metallblechmaterial kann auf einfache Art und Weise ausreichend Verformungsweg zur Verfügung gestellt werden, wenn auf den Längsträger aus dem faserverstärkten Kunststoffmaterial eine Last, zum Beispiel bei einem Seitenaufprall, aufgebracht wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verstärkungsprofils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger ein Doppel-T-Profil aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial umfasst. Dabei ist der Längsträger vorzugsweise wo angeordnet, dass eine Fläche des Doppel-T-Profils nach außen gewandt ist. Die andere Fläche des Doppel-T-Profils ist entsprechend nach innen gewandt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verstärkungsprofils ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenfläche des Doppel-T-Profils aus dem faserverstärkten Kunststoffmaterial mit dem Metallblechmaterial versehen ist. Vorzugsweise ist die nach außen gewandte Außenfläche des Doppel-T-Profils vollständig mit dem Metallblechmaterial überzogen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verstärkungsprofils ist dadurch gekennzeichnet, dass das Metallblechmaterial aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist. Aluminium hat sich in Kombination mit dem faserverstärkten Kunststoffmaterial, aus dem das Verstärkungsprofil gebildet ist, als besonders vorteilhaft im Hinblick auf das Verformungsverhalten erwiesen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verstärkungsprofils ist dadurch gekennzeichnet, dass das faserverstärkte Kunststoffmaterial mit Kohlefasern verstärkt ist. Das teilweise mit Metallblechmaterial versehene Verstärkungsprofil ist vorzugsweise aus einem CFK-Material gebildet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verstärkungsprofils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger aus dem faserverstärkten Kunststoffmaterial stoffschlüssig mit dem Metallblechmaterial verbunden ist. Das Metallblechmaterial ist vorzugsweise auf das faserverstärkte Kunststoffmaterial aufgeklebt. Als Klebschicht wird dabei vorzugsweise ein ähnliches oder das gleiche Kunststoffmaterial verwendet, in welches die Fasern zur Darstellung des faserverstärkten Kunststoffmaterials eingebettet sind. Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein duromeres oder duroplastisches Kunststoffmaterial, das eine Matrix bildet, in welche die Fasern zur Darstellung des faserverstärkten Kunststoffmaterials eingebettet sind.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verstärkungsprofils ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil zwei Längsträger aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial umfasst, die V-förmig angeordnet sind. Dabei sind die Längsträger vorzugsweise so angeordnet, dass sie sich nicht berühren. Dabei schließen die beiden Längsträger vorzugsweise einen Winkel von etwa 20 Grad ein.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer Tragstruktur, an der ein vorab beschriebenes Verstärkungsprofil befestigt ist. Bei der Tragstruktur handelt es sich zum Beispiel um die Tragstruktur einer Fahrzeugtür. Durch das erfindungsgemäße Verstärkungsprofil kann das Verformungsverhalten bei einem Seitenaufprall auf die Fahrzeugtür verbessert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
In der einzigen beiliegenden Figur ist eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Verstärkungsprofil perspektivisch dargestellt.
In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Tragstruktur 4 perspektivisch dargestellt. Bei der Tragstruktur 4 handelt es sich zum Beispiel um die Tragstruktur einer Fahrzeugtür des Kraftfahrzeugs 1. Zur Verbesserung der Seitenaufpralleigenschaften des Kraftfahrzeugs 1 ist ein Verstärkungsprofil 10 an der Tragstruktur 4 angebracht.
Das Verstärkungsprofil 10 umfasst zwei Längsträger 11, 12, die mit ihren Enden an der Tragstruktur 4 befestigt sind. Die beiden Längsträger 11, 12 sind dabei V-förmig angeordnet, wobei sich die beiden Längsträger 11, 12 nicht berühren. In der V-förmigen Anordnung schließen die beiden Längsträger 11, 12 einen Winkel von etwa 20 Grad ein.
Die beiden Längsträger 11, 12 sind jeweils als Doppel-T-Profil 14 ausgeführt, wobei eine Fläche des Doppel-T-Profils 14 nach innen und die andere Fläche des Doppel-T-Profils 14 nach außen gewandt ist.
Auf die nach außen gewandte Fläche des Doppel-T-Profils 14, die auch als Außenfläche bezeichnet wird, ist ein Metallblechmaterial 20 aufgebracht. Das Metallblechmaterial 20 ist aus Aluminium gebildet und bedeckt die nach außen gewandte Fläche des Doppel-T-Profils 14 vollständig.
Das Verstärkungsprofil 10 mit den beiden Längsträgern 11, 12 ist aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffmaterial gebildet, das auch als CFK-Material bezeichnet wird. Dabei handelt es sich um einen Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff, bei dem Kohlenstofffasern in mehreren Lagen als Verstärkung, in mindestens einer Lage oder in mehreren Lagen, in eine Kunststoff-Matrix eingebettet sind. Als Matrix wird vorzugsweise ein Duromer oder Duroplast, wie zum Beispiel Epoxidharz, verwendet.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist das Verstärkungsprofil 10 mit einem Metallblechmaterial 20 überzogen. Bei dem Metallblechmaterial handelt es sich vorzugsweise um Aluminiumblech.
Das Metallblechmaterial 20 erstreckt sich außen vorzugsweise vollständig über die beiden Längsträger 11 und 12. Das Metallblechmaterial 20 ermöglicht eine Verformung des Verstärkungsprofils 10, insbesondere bei großen Eindringtiefen, ohne dass ein totales Versagen der Tragstruktur 4 eintritt.
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

US 4684166 [0002]
DE 69836259 T2 [0002]
EP 0938969 B1 [0002]

Claims

Verstärkungsprofil für eine Tragstruktur (4) eines Kraftfahrzeugs (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (10) mindestens einen Längsträger (11, 12) aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial umfasst, der in einem Außenabschnitt mit einem Metallblechmaterial (20) versehen ist.
Verstärkungsprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (11, 12) ein Doppel-T-Profil (14) aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial umfasst.
Verstärkungsprofil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenfläche des Doppel-T-Profils (14) aus dem faserverstärkten Kunststoffmaterial mit dem Metallblechmaterial (20) versehen ist.
Verstärkungsprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallblechmaterial (20) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist.
Verstärkungsprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das faserverstärkte Kunststoffmaterial mit Kohlefasern verstärkt ist.
Verstärkungsprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (11, 12) aus dem faserverstärkten Kunststoffmaterial stoffschlüssig mit dem Metallblechmaterial (20) verbunden ist.
Verstärkungsprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (10) zwei Längsträger (11, 12) aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial umfasst, die V-förmig angeordnet sind.
Kraftfahrzeug mit einer Tragstruktur (4), an der ein Verstärkungsprofil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche befestigt ist.