DE102011054313A1 - Fan-shaped amplification profile for support structure of vehicle door of motor car, has two V-shaped longitudinal beams integrally connected with each another by triangular area, where profile is made of fiber reinforced plastic material - Google Patents

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Abstract

The profile (10) has two V-shaped longitudinal beams (11, 12) integrally connected with each another by a triangular area (15), where the profile is made of fiber reinforced plastic material. Middle area of an outer portion of the profile is coated with a sheet metal material (20), where the sheet metal material comprises aluminum or aluminum alloy. The sheet metal material is firmly bonded with the fiber reinforced plastic material that is amplified with carbon fibers. The plastic material is one of duromeres or duroplastic material.

Description

Die Erfindung betrifft ein fächerförmiges Verstärkungsprofil für eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer Tragstruktur, an der ein fächerförmiges Verstärkungsprofil befestigt ist. The invention relates to a fan-shaped reinforcing profile for a support structure of a motor vehicle. The invention further relates to a motor vehicle with a support structure to which a fan-shaped reinforcing profile is attached.

Aus der deutschen Patentschrift DE 10 2004 041 382 B4 ist eine Fahrzeugtür mit einer Tragstruktur bekannt, die aus einem Aluminiumträger besteht, auf deren Innenseite ein Zugband aus einem CFK-Material aufgebracht ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 2 240 858 A1 ist eine Fahrzeugtür mit einem Y-förmigen, metallenen Verstärkungsteil bekannt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 063 537 A1 ist eine Türversteifungseinrichtung mit mindestens einem Profilelement bekannt, das mindestens einen umfangsseitig offenen Profilelementabschnitt aufweist, in welchem ein Versteifungselement in Form eines Blechteils angeordnet ist. From the German patent DE 10 2004 041 382 B4 a vehicle door with a support structure is known, which consists of an aluminum support, on the inside of a tension band is applied from a CFRP material. From the German patent application DE 2 240 858 A1 For example, a vehicle door with a Y-shaped metal reinforcement part is known. From the German patent application DE 10 2007 063 537 A1 is a door stiffening device with at least one profile element is known, which has at least one circumferentially open profile element section, in which a stiffening element is arranged in the form of a sheet metal part.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Verformungsverhalten eines fächerförmigen Verstärkungsprofils für eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs zu verbessern. The object of the invention is to improve the deformation behavior of a fan-shaped reinforcing profile for a support structure of a motor vehicle.

Die Aufgabe ist bei einem fächerförmigen Verstärkungsprofil für eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs dadurch gelöst, dass das Verstärkungsprofil aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial gebildet und in mindestens einem Außenabschnitt mit einem Metallblechmaterial versehen ist. Das fächerförmige Verstärkungsprofil hat zum Beispiel die gleiche oder eine ähnliche Gestalt wie die Tragstruktur der in der deutschen Patentschrift DE 10 2004 041 382 B4 offenbarten Fahrzeugtür oder wie das in der deutschen Offenlegungsschrift DE 2 240 858 A1 offenbarte Y-förmige Verstärkungsteil. Im Unterschied zu dem bekannten Verstärkungsprofil ist das erfindungsgemäße Verstärkungsprofil jedoch aus dem faserverstärkten Kunststoffmaterial gebildet. 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. The object is achieved with a fan-shaped reinforcing profile for a support structure of a motor vehicle in that the reinforcing profile is formed from a fiber-reinforced plastic material and provided in at least one outer portion with a sheet metal material. The fan-shaped reinforcing profile has, for example, the same or a similar shape as the support structure in the German patent specification DE 10 2004 041 382 B4 disclosed vehicle door or as in the German Offenlegungsschrift DE 2 240 858 A1 revealed Y-shaped reinforcement part. In contrast to the known reinforcing profile, however, the reinforcing profile according to the invention is formed from the fiber-reinforced plastic material. By the metal sheet material applied in the outer section, a desired deformation can be made possible, in particular even with large penetration depths, without a total failure of the supporting structure occurring.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des fächerförmigen Verstärkungsprofils ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil aus dem faserverstärkten Kunststoffmaterial in einem mittleren Bereich mit dem Metallblechmaterial versehen ist. In seinen Endbereichen ist das faserverstärkte Kunststoffmaterial besonders bevorzugt nicht mit dem Metallblechmaterial versehen beziehungsweise verbunden. A preferred embodiment of the fan-shaped reinforcing profile is characterized in that the reinforcing profile of the fiber-reinforced plastic material is provided in a central region with the metal sheet material. In its end regions, the fiber-reinforced plastic material is particularly preferably not provided or connected to the sheet metal material.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des fächerförmigen 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. Another preferred embodiment of the fan-shaped reinforcing profile is characterized in that the metal sheet material is formed of aluminum or an aluminum alloy. Aluminum, in combination with the fiber-reinforced plastic material of which the reinforcing profile is formed, has proven to be particularly advantageous in terms of deformation behavior.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des fächerförmigen 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. Another preferred embodiment of the fan-shaped reinforcing profile is characterized in that the fiber-reinforced plastic material is reinforced with carbon fibers. The reinforcing profile, which is partially provided with sheet metal material, is preferably formed from a CFRP material.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des fächerförmigen Verstärkungsprofils ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil 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. A further preferred exemplary embodiment of the fan-shaped reinforcing profile is characterized in that the reinforcing profile made of the fiber-reinforced plastic material is connected in a material-bonded manner to the sheet metal material. The sheet metal material is preferably adhered to the fiber reinforced plastic material. The adhesive layer used is preferably a similar or the same plastic material in which the fibers are embedded for the representation of the fiber-reinforced plastic material. This is preferably a thermoset or thermoset plastic material that forms a matrix into which the fibers are embedded to represent the fiber reinforced plastic material.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des fächerförmigen Verstärkungsprofils ist dadurch gekennzeichnet, dass das fächerförmige Verstärkungsprofil zwei V-förmig angeordnete Längsträger umfasst, die durch einen dreieckigen erhabenen Bereich einstückig miteinander verbunden sind. Die Längsträger schließen vorzugsweise einen Winkel von etwa 10 Grad ein. A further preferred exemplary embodiment of the fan-shaped reinforcing profile is characterized in that the fan-shaped reinforcing profile comprises two V-shaped longitudinal members which are integrally connected to one another by a triangular raised area. The side members preferably enclose an angle of about 10 degrees.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des fächerförmigen Verstärkungsprofils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger als rohrförmige Aufprallprofile ausgeführt sind. Die rohrförmigen Aufprallprofile sind, zumindest teilweise, durch einen Verbindungsabschnitt einstückig miteinander verbunden, in welchem der in der Draufsicht dreieckige erhabene Bereich ausgebildet ist. Another preferred embodiment of the fan-shaped reinforcing profile is characterized in that the longitudinal members are designed as tubular impact profiles. The tubular impact profiles are, at least partially, integrally connected to each other by a connecting portion, in which the triangular in the plan view raised portion is formed.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer Tragstruktur, an der ein vorab beschriebenes fächerförmiges Verstärkungsprofil befestigt ist. Bei der Tragstruktur handelt es sich zum Beispiel um die Tragstruktur einer Fahrzeugtür. Durch das erfindungsgemäße fächerförmige Verstärkungsprofil kann das Verformungsverhalten bei einem Seitenaufprall auf die Fahrzeugtür verbessert werden. The invention further relates to a motor vehicle with a support structure to which a previously described fan-shaped reinforcement profile is attached. The support structure is, for example, the support structure of a vehicle door. Due to the fan-shaped reinforcing profile according to the invention, the deformation behavior in the event of a side impact on the vehicle door can be improved.

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. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, an embodiment is described in detail.

In der einzigen beiliegenden Figur ist eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Verstärkungsprofil perspektivisch dargestellt. In the single accompanying figure, a support structure of a motor vehicle with a reinforcing profile according to the invention is shown in perspective.

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. In 1 is a motor vehicle 1 with a supporting structure 4 shown in perspective. In the supporting structure 4 it is for example the support structure of a vehicle door of the motor vehicle 1 , To improve the side impact properties of the motor vehicle 1 is a reinforcement profile 10 on the supporting structure 4 appropriate.

Das Verstärkungsprofil 10 umfasst zwei Längsträger 11, 12, die durch einen Verbindungsabschnitt 14 einstückig miteinander verbunden sind. Dabei sind die Längsträger 11, 12 V-förmig so angeordnet, dass sie einen Winkel von etwa 10 Grad einschließen. In den Verbindungsabschnitt 14 ist ein dreieckiger erhabener Bereich 15 ausgebildet. The reinforcement profile 10 includes two side rails 11 . 12 passing through a connecting section 14 are integrally connected to each other. Here are the side members 11 . 12 V-shaped arranged so that they enclose an angle of about 10 degrees. In the connecting section 14 is a triangular raised area 15 educated.

Das Verstärkungsprofil 10 mit den beiden Längsträgern 11, 12 und dem Verbindungsabschnitt 14 mit dem erhabenen Bereich 15 ist aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffmaterial gebildet, das auch als CFK-Material bezeichnet wird. The reinforcement profile 10 with the two side rails 11 . 12 and the connection section 14 with the sublime area 15 is formed of a carbon fiber reinforced plastic material, also referred to as CFRP material.

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. This is a fiber-plastic composite material in which carbon fibers are embedded in a plurality of layers as reinforcement, in at least one layer or in several layers, in a plastic matrix. The matrix used is preferably a duromer or thermoset, such as epoxy resin.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist das Verstärkungsprofil 10 in einem mittleren Bereich mit einem Metallblechmaterial 20 überzogen. Bei dem Metallblechmaterial handelt es sich vorzugsweise um Aluminiumblech. According to an essential aspect of the invention, the reinforcing profile 10 in a central area with a sheet metal material 20 overdrawn. The sheet metal material is preferably aluminum sheet.

Das Metallblechmaterial 20 erstreckt sich in dem mittleren Bereich außen über die beiden Längsträger 11 und 12 sowie über einen Teil des Verbindungsabschnitts 14 mit dem erhabenen Bereich 15. The sheet metal material 20 extends in the middle area outside over the two side members 11 and 12 as well as over a part of the connection section 14 with the sublime area 15 ,

Das Metallblechmaterial 20 ermöglicht eine Verformung des fächerförmigen Verstärkungsprofils 10, insbesondere bei großen Eindringtiefen, ohne dass ein totales Versagen der Tragstruktur 4 eintritt. The sheet metal material 20 allows deformation of the fan-shaped reinforcing profile 10 , especially at high penetration depths, without a total failure of the support structure 4 entry.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • DE 2240858 A1 [0002, 0004] DE 2240858 A1 [0002, 0004]
  • DE 102007063537 A1 [0002] DE 102007063537 A1 [0002]

Claims (8)

Fächerförmiges Verstärkungsprofil für eine Tragstruktur (4) eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (10) aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial gebildet und in mindestens einem Außenabschnitt mit einem Metallblechmaterial (20) versehen ist. Fan-shaped reinforcing profile for a supporting structure ( 4 ) of a motor vehicle, characterized in that the reinforcing profile ( 10 ) formed of a fiber-reinforced plastic material and in at least one outer portion with a sheet metal material ( 20 ) is provided. Fächerförmiges Verstärkungsprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (10) aus dem faserverstärkten Kunststoffmaterial in einem mittleren Bereich mit dem Metallblechmaterial (20) versehen ist. Fan-shaped reinforcing profile according to claim 1, characterized in that the reinforcing profile ( 10 ) of the fiber-reinforced plastic material in a middle region with the metal sheet material ( 20 ) is provided. Fächerförmiges Verstärkungsprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallblechmaterial (20) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist. Fan-shaped reinforcing profile according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet metal material ( 20 ) is formed of aluminum or an aluminum alloy. Fächerförmiges Verstärkungsprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das faserverstärkte Kunststoffmaterial mit Kohlefasern verstärkt ist. Fan-shaped reinforcing profile according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber-reinforced plastic material is reinforced with carbon fibers. Fächerförmiges Verstärkungsprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (10) aus dem faserverstärkten Kunststoffmaterial stoffschlüssig mit dem Metallblechmaterial (20) verbunden ist. Fan-shaped reinforcing profile according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing profile ( 10 ) of the fiber-reinforced plastic material material fit with the sheet metal material ( 20 ) connected is. Fächerförmiges Verstärkungsprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fächerförmige Verstärkungsprofil (10) zwei V-förmig angeordnete Längsträger (11, 12) umfasst, die durch einen dreieckigen erhabenen Bereich (15) einstückig miteinander verbunden sind. Fan-shaped reinforcing profile according to one of the preceding claims, characterized in that the fan-shaped reinforcing profile ( 10 ) two V-shaped longitudinal members ( 11 . 12 ) defined by a triangular raised area ( 15 ) are integrally connected. Fächerförmiges Verstärkungsprofil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (11, 12) als rohrförmige Aufprallprofile ausgeführt sind. Fan-shaped reinforcing profile according to claim 6, characterized in that the longitudinal members ( 11 . 12 ) are designed as tubular impact profiles. Kraftfahrzeug mit einer Tragstruktur (4), an der ein fächerförmiges Verstärkungsprofil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche befestigt ist. Motor vehicle with a supporting structure ( 4 ), at which a fan-shaped reinforcing profile ( 10 ) is attached according to one of the preceding claims.
DE201110054313 2011-10-07 2011-10-07 Fan-shaped amplification profile for support structure of vehicle door of motor car, has two V-shaped longitudinal beams integrally connected with each another by triangular area, where profile is made of fiber reinforced plastic material Withdrawn DE102011054313A1 (en)

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