DE102011122053A1 - Body structure for passenger car, has structure component extending in vehicle transverse direction and formed as forged component, which is designed as rear center piece, where forged component is made of light metal or alloy - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für einen Kraftwagen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a body structure for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
Die
Der
Es hat sich gezeigt, dass Karosseriestrukturen aus Aluminium-Gussbauteilen und/oder Aluminium-Strangpressprofilen weiteres Potential aufweisen, ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern.It has been found that body structures made of cast aluminum components and / or aluminum extruded profiles have further potential to improve their mechanical properties.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Karosseriestruktur für einen Kraftwagen bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention to provide an improved body structure for a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird durch eine Karosseriestruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a body structure with the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.
Eine solche Karosseriestruktur für einen Kraftwagen umfasst wenigstens ein Strukturbauteil, welches sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Erfindungsgemäß ist das Strukturbauteil als Schmiedebauteil zumindest im Wesentlichen aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetalllegierung gebildet. Das aus dem Leichtmetall, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierung, gebildete Schmiedebauteil weist eine sehr hohe und im Vergleich zu Gussbauteilen und zu Strangpressprofilen bessere Festigkeit und Duktilität auf, woraus verbesserte mechanische, Eigenschaften der Karosseriestruktur resultieren. Ferner kann das durch Schmieden hergestellte Strukturbauteil besonders leicht ausgeführt werden. Dies führt zu einem besonders geringen Gewicht des Kraftwagens, wodurch dieser mit einem nur sehr geringen Energiebedarf angetrieben werden kann.Such a body structure for a motor vehicle comprises at least one structural component which extends at least substantially in the vehicle transverse direction. According to the invention, the structural component is formed as a forging component at least essentially of a light metal or a light metal alloy. The forged part formed from the light metal, in particular aluminum or aluminum alloy, has a very high strength and ductility, compared to cast components and extruded profiles, resulting in improved mechanical properties of the body structure. Further, the structural member made by forging can be made particularly easy. This leads to a particularly low weight of the motor vehicle, so that it can be driven with only a very small amount of energy.
Durch das Schmieden kann das Strukturbauteil zeit- und kastengünstig mit einer gekrümmten, dreidimensionalen Geometrie ausgebildet werden. Mit anderen Worten sind mittels des Schmiedens auch relativ komplexe Geometrien des Strukturbauteils zeit- und kostengünstig herstellbar. Das Schmieden birgt insbesondere den Vorteil, dass es beim Herstellen des Strukturbauteils zu einer Festigkeits- und Duktilitätserhöhung infolge eines Verdichtens des Werkstoffs des Strukturbauteils kommt. Vorzugsweise wird das Strukturbauteil zeitlich nach dem Schmieden wenigstens einer Wärmebehandlung unterzogen, woraus eine besonders hohe Festigkeit und Duktilität resultieren. Dadurch kann im Vergleich zu Strangpressprofilen und Gussbauteilen bei gleichem Querschnitt eine höhere Festigkeit erzielt werden.By forging the structural component can be formed time and box favorable with a curved, three-dimensional geometry. In other words, relatively complex geometries of the structural component can be produced in a timely and cost-effective manner by means of forging. The forging in particular has the advantage that during the production of the structural component there is an increase in strength and ductility as a result of a compaction of the material of the structural component. Preferably, the structural component is subjected to at least one heat treatment after forging, resulting in a particularly high strength and ductility. As a result, a higher strength can be achieved compared to extruded profiles and cast components with the same cross-section.
Das Schmieden ist insbesondere gegenüber einem Gießverfahren auch insofern vorteilhaft, als Lunker, Poren und/oder dergleichen Fehlbildungen vermieden werden können. In der Folge können zeit- und kostenaufwändige Nacharbeiten und/oder Bauteilkontrollen zum Identifizieren von Fehlbildungen entfallen oder hinsichtlich ihres Aufwands in einem sehr geringen Rahmen gehalten werden. Ferner kann das Strukturbauteil mit einer nur sehr geringen Anzahl an Herstellungsschritten sowie Nachbearbeitungsschritten hergestellt werden.Forging is also particularly advantageous over a casting process in that voids, pores and / or similar malformations can be avoided. As a result, time-consuming and costly reworking and / or component checks to identify malformations can be eliminated or kept to a very low cost in terms of their effort. Furthermore, the structural component can be produced with only a very small number of production steps and post-processing steps.
Das Schmieden ermöglicht auch eine belastungsgerechte Ausgestaltung des Strukturbauteils. Mittels des Schmiedens kann das Strukturbauteil hinsichtlich seines Querschnitts bzw. seiner Querschnitte und/oder hinsichtlich seiner Wanddicke beziehungsweise Wanddicken bedarfsgerecht eingestellt werden. Dabei ist es möglich, dass das Strukturbauteil einen ersten Bauteilbereich und wenigstens einen zweiten, sich an den ersten Bauteilbereich anschließenden Bauteilbereich aufweist. Im ersten Bauteilbereich ist ein erster Querschnitt vorgesehen, welcher von einem zweiten Querschnitt im zweiten Bauteilbereich beispielsweise hinsichtlich seiner Kontur und/oder seiner Fläche unterschiedlich ist. Alternativ oder zusätzlich kann im ersten Bauteilbereich eine erste Wanddicke des Strukturbauteils und im zweiten Bauteilbereich eine zweite Wanddicke des Strukturbauteils vorgesehen sein, wobei die Wanddicken unterschiedlich dick ausgebildet sind. Dies führt zu einem besonders geringen Gewicht des Strukturbauteils. Gleichzeitig kann das Strukturbauteil bedarfsgerecht an auftretende Belastungen angepasst werden. Mit anderen Worten weist das Strukturbauteil über die Bauteilbereiche eine diskontinuierliche Wanddicke und/oder einen diskontinuierlichen Querschnitt auf.The forging also allows a load-oriented design of the structural component. By means of forging, the structural component can be adjusted as required in terms of its cross section or its cross sections and / or with regard to its wall thickness or wall thicknesses. In this case, it is possible for the structural component to have a first component region and at least one second component region adjoining the first component region. In the first component region, a first cross-section is provided, which is different from a second cross-section in the second component region, for example with regard to its contour and / or its surface. Alternatively or additionally, a first wall thickness of the structural component can be provided in the first component region and a second wall thickness of the structural component in the second component region, wherein the wall thicknesses are formed differently thick. This leads to a particularly low weight of the structural component. At the same time, the structural component can be adapted as needed to occurring loads. In other words, the structural component has a discontinuous wall thickness and / or a discontinuous cross section over the component regions.
Das als Schmiedebauteil ausgebildete Strukturbauteil ermöglicht auch die Verwendung zeit- und kostengünstiger Verbindungstechniken zum Anbinden des Strukturbauteils an wenigstens ein weiteres Strukturbauteil, Anbauteil oder dergleichen des Kraftwagens. Dabei kann das Strukturbauteil beispielsweise mittels eines Schmelzschweißverfahrens mit dem anderweitigen Strukturbauteil, Anbauteil oder dergleichen verbunden werden.The formed as a forged component structural component also allows the use of time and cost-effective connection techniques for connecting the structural component to at least one further structural component, attachment or the like of the motor vehicle. In this case, the structural component can be connected to the otherwise structural component, attachment or the like, for example by means of a fusion welding process.
Im Rahmen des Schmiedens kann das Strukturbauteil insbesondere in wenigstens einem Endbereich des Strukturbauteils bedarfsgerecht ausgebildet werden, um eine vorteilhafte Anbindung des Strukturbauteils an wenigstens ein weiteres Strukturbauteil, Anbauteil oder dergleichen zu realisieren. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Strukturbauteil im Rahmen des Schmiedeverfahrens in dem Endbereich den ersten Querschnitt aufweist, welcher geringer ist als der zweite Querschnitt in dem sich an den Endbereich anschließenden, zweiten Bauteilbereich. Diese Querschnittsverjüngung in dem Endbereich gegenüber dem daran anschließenden, zweiten Bauteilbereich ermöglicht die Anbindung des Strukturbauteils an das wenigstens eine weitere Strukturbauteil, Anbauteil oder dergleichen unter Verwendung einer kostengünstigen Verbindungstechnik. Ferner ermöglicht diese Ausgestaltung des Strukturbauteils einen zumindest nahezu optimalen Kraftfluss, so dass das Strukturbauteil über das wenigstens eine weitere Strukturbauteil, Anbauteil oder dergleichen in das Strukturbauteil eingeleitete Kräfte und/oder anderweitige Belastungen sehr gut aufnehmen und gegebenenfalls weiterleiten kann. In the context of forging, the structural component can in particular be formed as required in at least one end region of the structural component in order to realize an advantageous connection of the structural component to at least one further structural component, attachment or the like. It can be provided that in the context of the forging process, the structural component in the end region has the first cross section which is smaller than the second cross section in the second component region adjoining the end region. This cross-sectional taper in the end region opposite the second component region adjoining allows the connection of the structural component to the at least one further structural component, attachment or the like using a cost-effective connection technique. Furthermore, this configuration of the structural component allows an at least almost optimal force flow, so that the structural component can absorb very well and, if necessary, forward forces introduced into the structural component via the at least one further structural component, attachment part or the like.
Das Strukturbauteil ist vorzugsweise ein Biegequerträger der Karosserie, welcher beispielsweise in einem Vorderwagenbereich der Karosseriestruktur angeordnet ist. Das Strukturbauteil kann auch als anderweitiges, sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckendes Querträgerelement oder als Heckmittelstück ausgebildet sein, das einem heckseitigen Stoßfänger des Kraftwagens zugeordnet ist.The structural component is preferably a bending cross member of the body, which is arranged for example in a front end region of the body structure. The structural component can also be embodied as another cross-member element extending at least substantially in the vehicle transverse direction or as a rear center piece which is assigned to a rear-side bumper of the motor vehicle.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Es zeigen:Show it:
Die
Die Karosseriestruktur
Zur bedarfsgerechten und insbesondere belastungsangepassten Ausgestaltung des Biegequerträgers
Durch das Schmieden ist es möglich, den Biegequerträger
Der Biegequerträger
Wie der
Bei dem Biegequerträger
Die
Der Stoßfänger
Das Heckmittelstück
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10218532 A1 [0002] DE 10218532 A1 [0002]
- DE 10032663 B4 [0003] DE 10032663 B4 [0003]
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DE201110122053 DE102011122053A1 (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | Body structure for passenger car, has structure component extending in vehicle transverse direction and formed as forged component, which is designed as rear center piece, where forged component is made of light metal or alloy |
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