DE102011118338A1

DE102011118338A1 - Integralträger

Info

Publication number: DE102011118338A1
Application number: DE201110118338
Authority: DE
Inventors: Konrad Eipper; Martin Weller
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2012-05-10

Abstract

Integralträger (10) zur Aufnahme eines Antriebsaggregats, einer Vorderachse sowie wenigstens einer Lenkungskomponente eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit zwei Längstragelementen (12), welche in Einbaulage des Integralträgers (10) in Fahrzeugquerrichtung mittels zweier Quertragelemente (14) verbrückt sind, wobei die Längstragelemente (12) als Schmiedeteile aus Aluminium ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Integralträger für einen Personenkraftwagen, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Integralträger von Personenkraftwagen dient zur Aufnahme des Antriebsaggregats, der Vorderachse sowie von Komponenten der Lenkung des Kraftwagens. Um diese Aufgabe zu erfüllen, erstreckt sich der Integralträger im Antriebsaggregatebereich beziehungsweise Motorraumbereich auf Höhe der Vorderachse im Wesentlichen über die Breite des Motorraums. Ein derartiger Integralträger besteht aus zumindest zwei Längstragelementen, die mittels wenigstens zwei Quertragelementen verbrückt sind und trägt eine Mehrzahl von Aufnahmen für Motorlager, Achslager und dergleichen.
Im Crashfall wird ein derartiger Integralträger besonders hoch belastet, insbesondere weil er das Gewicht des Antriebsaggregats tragen und gleichzeitig über Lenkung und Vorderachse eingeleitete unfallbedingte Kräfte abstützen muss. Insbesondere die Längsträger des Integralträgers benötigen daher eine hohe Festigkeit und hohe Duktilität, wobei aus Bauraum- und Gewichtsgründen in der Regel nur ein geringer Profilquerschnitt dieser Tragteile realisiert werden kann. Bekannte Integralträger sind in Blechschalenbauweise beziehungsweise aus Leichtmetallguss oder aus einer Kombination der beiden Techniken, also Blechbauteile, die mit Gussknoten verstärkt sind, ausgeführt. Diese können oftmals nicht alle der genannten Anforderungen im gewünschten Maß erfüllen.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, einen Integralträger der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher besonders leicht und bauraumsparend ist und dabei dennoch eine hohe Festigkeit und hohe Duktilität aufweist.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Integralträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Ein solcher Integralträger dient zur Aufnahme eines Antriebsaggregats, zumindest Komponenten einer Vorderachse sowie von Lenkungskomponenten eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Der Integralträger weist zwei Längstragelemente auf, welche in Einbaulage des Integralträgers in Fahrzeugquerrichtung mittels zweier Quertragelemente verbrückt, das heißt miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Längstragelemente als Schmiedeteile aus Aluminium ausgebildet sind. Hierdurch kann eine besonders betriebsfeste, leichte und gleichzeitig steife Integralträgerkonstruktion realisiert werden. Insbesondere weisen Schmiedeteile deutlich höhere Festigkeiten und höhere Duktilitäten auf als Aluminiumbleche oder Aluminiumgussbauteile. Im Falle einer Kollision des Kraftfahrzeugs kann ein solches Schmiedeteil beträchtliche Energien aufnehmen, ohne dass es zum Bruch kommt. Insbesondere die hohe Duktilität ermöglicht eine Deformation und eine damit einhergehende Energiedissipation, die deutlich besser ist als bei Guss- oder Blechbauteilen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Quertragelemente als Rohre, Blechbauteile oder Strangpressprofile ausgebildet. Derartige Bauteile sind deutlich kostengünstiger herzustellen als Schmiedeteile. Im Falle der Quertragelemente kann die mit einer derartigen Konstruktion einhergehende geringere Betriebsfestigkeit und Duktilität in Kauf genommen werden, da der Integralträger insbesondere beim Frontalaufprall hohe Kräfte abstützen muss, währen die Querbelastung bei üblichen Unfallszenarien von geringerer Bedeutung beziehungsweise von geringerer Höhe ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Längstragelemente jeweils wenigstens ein Lager- und/oder Halteelement für ein Antriebsaggregat, eine Vorderachse oder eine Lenkungskomponente auf. Diese Lager- und/oder Halteelemente können einstückig mit dem jeweiligen Längstragelement ausgebildet sein, also in einem Arbeitsschritt beim Schmieden des Längstragelements mit eingebracht werden. Dies ermöglicht eine besonders schnelle Herstellung mit besonders wenigen Arbeitsschritten, die daher besonders prozesssicher durchzuführen ist.
Alternativ kann das wenigstens eine Lager- und/oder Halteelement auch an einer mit dem jeweiligen Längstragelement gefügten Konsole ausgebildet sein. Zweckmäßiger Weise wird eine solche Konsole in Form eines Strangpressprofils bereitgestellt und mit an sich bekanntem Fügeverfahren mit dem Schmiedeteil des Längstragelements gefügt.
Hierdurch kann gegebenenfalls eine komplexere Gestaltung der Konsole realisiert werden.
Im Folgenden wird anhand der Zeichnung ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Integralträgers näher erläutert. Die einzige Figur zeigt hierbei eine schematische Darstellung eines im Ganzen mit 10 bezeichneten Integralträgers für einen Personenkraftwagen, welcher zwei Längstragelemente 12 umfasst, die mit Quertragelementen 14 verbrückt sind. Die Längstragelemente 12 sind dabei als Aluminiumschmiedeteile ausgebildet, während die Quertragelemente 14 als Leichtmetallrohre, insbesondere ebenfalls aus Aluminium gestaltet sind. An den Quertragelementen sind ferner Konsolen 16, 18 in Form von Strangpressprofilen angeordnet. Die Längstragelemente 12 sowie die Konsolen 16, 18 nehmen im montierten Zustand des Integralträgers 10 Lager für die Antriebsmaschine, für Lenkungskomponenten sowie für die Vorderachse des Kraftwagens auf.
Da auf dem Integralträger 10 sowohl das Gewicht des Antriebsaggregats tastet als auch im Falle eines Unfalls insbesondere über das Fahrwerk beträchtliche Kräfte eingeleitet werden, ist eine besonders hohe Festigkeit und ein gutes Deformationsverhalten des Integralträgers 10 wünschenswert. Von besonderer Bedeutung sind dabei die Längstragelemente 12, da der Integralträger 10 insbesondere beim Frontalaufprall schwerpunktmäßig in Fahrzeuglängsrichtung belastet wird, während die Querbelastungen deutlich geringer ausfallen. Aufgrund der hohen Duktilität und Festigkeit der für die Längstragelemente 12 verwendeten Aluminiumschmiedeteile weist der gezeigte Integralträger 10 ein besonders gutes Deformationsverhalten auf. Insbesondere können sich die Längstragelemente 12 beträchtlich verformen, ohne dass es zum Bruch oder zum Riss kommt. Hierdurch kann unfallbedingt eingetragene Energie in Form der Deformation dissipiert werden, so dass ein solcher Integralträger 10 zur Konstruktion eines besonders unfallsicheren Kraftwagens geeignet ist.
Da die in Fahrzeugquerrichtung wirkenden Kräfte deutlich geringer sind, können die Quertragelemente 14 leichter gestaltet werden, sodass, wie im gezeigten Fall, hierfür einfach Rohre aus Leichtmetall eingesetzt werden können. Auch Blechkonstruktionen oder Strangpressprofile können für die Quertragelemente 14 Anwendung finden.
Zur Gewichtseinsparung sind im gezeigten Beispiel die Konsolen 16, 18 nicht einstückig mit den Längstragelementen ausgeführt, sondern werden vielmehr durch Aluminiumstrangpressprofile gebildet, welche nachträglich mit den geschmiedeten Längstragelementen 12 gefügt werden. Dies ermöglicht eine besonders leichte Konstruktion der Konsolen 16, 18, die zudem einfach und kostengünstig herstellbar sind.

Claims

Integralträger (10) zur Aufnahme eines Antriebsaggregats, zumindest Komponenten einer Vorderachse sowie wenigstens einer Lenkungskomponente eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit zwei Längstragelementen (12), welche in Einbaulage des Integralträgers (10) in Fahrzeugquerrichtung mittels zweier Quertragelemente (14) verbrückt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Längstragelemente (12) als Schmiedeteile aus Aluminium ausgebildet sind.
Integralträger (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quertragelemente (14) als Rohre, Blechbauteile oder Strangpressprofile ausgebildet sind.
Integralträger (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längstragelemente (12) jeweils wenigstens ein Lager- und/oder Halteelement für ein Antriebsaggregat, eine Vorderachse, eine Lenkungskomponente oder dgl., aufweisen.
Integralträger (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Lager- und/oder Halteelement einstückig mit dem jeweiligen Längstragelement (12) ausgebildet ist.
Integralträger (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Lager- und/oder Halteelement an einer mit dem jeweiligen Längstragelement (12) gefügten Konsole (16), (18), insbesondere einer Konsole in Form eines Strangpressprofils, ausgebildet ist.