DE102012000824A1 - Method for manufacturing a vehicle structure component, particularly for a motor vehicle, involves hardening and mounting a reinforcement element made of a fiber reinforced material on a cross beam - Google Patents

Method for manufacturing a vehicle structure component, particularly for a motor vehicle, involves hardening and mounting a reinforcement element made of a fiber reinforced material on a cross beam Download PDF

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Abstract

The method involves hardening and mounting a reinforcement element (12) made of a fiber reinforced material on a cross beam (10). The reinforcement element is firmly connected with the cross beam. The reinforcement element is made of multiple fibers, which are formed from a material or from different materials.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing a vehicle structural component according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 10 2009 009 112 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welches einen Querträger und ein Verstärkungselement aus einem faserverstärkten Material aufweist, bekannt.From the DE 10 2009 009 112 A1 is a method for producing a vehicle structural component, in particular for a motor vehicle, which comprises a cross member and a reinforcing element made of a fiber-reinforced material known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels dem das Verstärkungselement auf einfache Weise mit dem Querträger verbunden werden kann.The invention is in particular the object of providing a method by means of which the reinforcing element can be easily connected to the cross member.

Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welches einen Querträger und ein Verstärkungselement aus einem faserverstärkten Material aufweist.The invention is based on a method for producing a vehicle structural component, in particular for a motor vehicle, which has a cross member and a reinforcing element made of a fiber-reinforced material.

Es wird vorgeschlagen, dass das Verstärkungselement in einem Verfahrensschritt an den Querträger montiert und in einem nachfolgenden Verfahrensschritt gehärtet wird, wodurch das Verstärkungselement vorteilhaft passgenau, unter Vermeidung von Formwerkzeugen, an den Querträger angeformt werden kann. Dadurch kann eine Steifigkeit des Querträgers vorteilhaft erhöht werden, was eine Fahrgastsicherheit, unter anderem bei einem Seitenaufprall, vergrößert. Unter einem „Verstärkungselement” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, eine Steifigkeit und/oder eine Festigkeit eines Bauteils zu erhöhen. Unter „gehärtet” soll in diesem Zusammenhang insbesondere von einem biegeweichen Zustand in einen biegesteifen Zustand gebracht verstanden werden.It is proposed that the reinforcing element is mounted in a method step to the cross member and cured in a subsequent process step, whereby the reinforcing element can advantageously be accurately formed, while avoiding molds, to the cross member. Thereby, a stiffness of the cross member can be advantageously increased, which increases passenger safety, including in a side impact. In this context, a "reinforcing element" is to be understood as meaning, in particular, an element which is intended to increase the rigidity and / or strength of a component. By "hardened" should be understood in this context, in particular, brought from a flexurally soft state in a rigid state.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Verstärkungselement in einem Verfahrensschritt stoffschlüssig mit dem Querträger verbunden wird, wodurch weitere Befestigungsbauteile und mithin zusätzliches Gewicht vermieden werden kann.In a further embodiment of the invention it is proposed that the reinforcing element is integrally connected in a method step with the cross member, whereby further fastening components and thus additional weight can be avoided.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Verstärkungselement zumindest aus einer Vielzahl von Fasern hergestellt wird, die aus einem Material oder aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind, wodurch vorteilhaft unterschiedliche Festigkeiten in unterschiedlichen Bereichen des Verstärkungselements erreicht werden kann. Somit kann eine lastgerecht gezielte Verstärkung am Querträger erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the reinforcing element is produced from at least one multiplicity of fibers, which are formed from one material or from different materials, whereby advantageously different strengths can be achieved in different regions of the reinforcing element. Thus, a load-targeted targeted reinforcement can be achieved on the cross member.

Es wird ferner vorgeschlagen, dass das Verstärkungselement eine Vielzahl an Fasern umfasst, die in unterschiedlichen Orientierungen ausgerichtet sind, wodurch eine Steifigkeit vorteilhaft in verschiedene Richtungen erhöht werden kann. Unter einer „Orientierung” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Haupterstreckungsrichtung verstanden werden.It is further proposed that the reinforcing element comprises a plurality of fibers which are oriented in different orientations, whereby a stiffness can advantageously be increased in different directions. An "orientation" is to be understood in this context in particular as a main direction of extension.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugstrukturbauteils und 1 a schematic view of a vehicle structural component according to the invention and

2 eine Schnittdarstellung durch ein Verstärkungselement des Fahrzeugstrukturbauteils aus 1. 2 a sectional view through a reinforcing element of the vehicle structural component 1 ,

Die 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeugstrukturbauteil für ein Kraftfahrzeug, welches einen Querträger 10 und ein Verstärkungselement 12 aus einem faserverstärkten Material aufweist. Der Querträger 10 ist als Sitzquerträger ausgebildet und für eine Befestigung von Fahrzeugsitzen (nicht dargestellt) vorgesehen. Der Querträger 10 stellt im Falle eines Crashs die Position der Fahrzeugsitze sicher und nimmt eingeleitete Gurtkräfte auf. Der Querträger 10 weist einen Durchbruch 22 auf, der zur Durchführung von Kabeln und/oder Luftschächten vorgesehen ist.The 1 schematically shows an inventive vehicle structural component for a motor vehicle, which is a cross member 10 and a reinforcing element 12 made of a fiber-reinforced material. The crossbeam 10 is designed as a seat cross member and (not shown) for attachment of vehicle seats. The crossbeam 10 In the event of a crash, it ensures the position of the vehicle seats and absorbs belt forces. The crossbeam 10 has a breakthrough 22 on, which is intended for the implementation of cables and / or air ducts.

Zur Vermeidung einer Profilschwächung des Querträgers 10 in einem Bereich um den Durchbruch 22, ist ein Verstärkungselement 12 an den Querträger 10 angeformt. Das Verstärkungselement 12 erhöht eine Steifigkeit und eine Festigkeit des Querträgers 10. Ein Verdecken des Durchbruchs 22 vom Verstärkungselement 12 ist durch einen weiteren Durchbruch 24 im Verstärkungselement 12 vermieden, welcher deckungsgleich über dem Durchbruch 22 des Querträgers 10 angeordnet ist. Es ist in diesem Zusammenhang auch denkbar, das Verstärkungselement 12 an anderen Fahrzeugstrukturbauteilen einer Fahrzeugkarosserie anzuordnen.To avoid a profile weakening of the cross member 10 in an area around the breakthrough 22 , is a reinforcing element 12 to the cross member 10 formed. The reinforcing element 12 increases rigidity and strength of the cross member 10 , A covering of the breakthrough 22 from the reinforcing element 12 is through another breakthrough 24 in the reinforcing element 12 avoided, which is congruent with the breakthrough 22 of the crossbeam 10 is arranged. It is also conceivable in this context, the reinforcing element 12 to arrange on other vehicle structural components of a vehicle body.

Zu einer Montage wird das Verstärkungselement 12 in einem ersten Verfahrensschritt an den Querträger 10 montiert. Dabei ist das Verstärkungselement 12 biegeweich und nimmt zumindest teilweise eine Form des Querträgers 10 an. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird das Verstärkungselement 12 gehärtet und stoffschlüssig mit dem Querträger 10 verbunden. Das Aushärten des Verstärkungselements 12 erfolgt bei Raumtemperatur. Es ist in diesem Zusammenhang jedoch auch denkbar, das Aushärten des Verstärkungselements 12 bei hoher Temperatur, insbesondere bei einer Temperatur größer als 50°C, vorzunehmen. Ebenfalls ist es denkbar, das Verstärkungselement 12 durch UV-Strahlung auszuhärten. Beim Aushärten geht das Verstärkungselement 12 von einem biegeweichen Zustand in einen biegesteifen Zustand über.To a mounting is the reinforcing element 12 in a first process step to the cross member 10 assembled. That's it reinforcing element 12 pliable and takes at least partially a shape of the cross member 10 at. In a subsequent method step, the reinforcing element 12 hardened and cohesively with the cross member 10 connected. The curing of the reinforcing element 12 takes place at room temperature. However, it is also conceivable in this context, the curing of the reinforcing element 12 at high temperature, in particular at a temperature greater than 50 ° C, make. It is also conceivable, the reinforcing element 12 cure by UV radiation. During curing, the reinforcing element goes 12 from a flexible state to a rigid state.

Das Verstärkungselement 12 wird vor einer kathodischen Tauchlackierung des Querträgers 10 angebracht. Es ist in diesem Zusammenhang jedoch auch denkbar, das Verstärkungselement 12 nach einer kathodischen Tauchlackierung des Querträgers 10 anzubringen. Das Verstärkungselement 12 weist einen Klebstoff auf, der das Verstärkungselement 12 nach dem Aushärten stoffschlüssig mit dem Querträger 10 verbindet.The reinforcing element 12 is before a cathodic dip painting of the cross member 10 appropriate. However, it is also conceivable in this context, the reinforcing element 12 after a cathodic dip painting of the cross member 10 to install. The reinforcing element 12 has an adhesive, which is the reinforcing element 12 after curing cohesively with the cross member 10 combines.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verstärkungselement 12 auf einer sitzabgewandten Seite 26 des Querträgers 10 angeordnet. Es ist in diesem Zusammenhang jedoch auch denkbar, das Verstärkungselement 12 auf einer sitzzugewandten Seite des Querträgers 10 anzuordnen.In the embodiment shown, the reinforcing element 12 on a side facing away from the seat 26 of the crossbeam 10 arranged. However, it is also conceivable in this context, the reinforcing element 12 on a seat facing side of the cross member 10 to arrange.

Wie in 2 gezeigt, umfasst das Verstärkungselement 12 ein Matrixmaterial 28 und eine Vielzahl darin angeordneter Fasern 16, 18, 20. Die Fasern 16, 18, 20 sind aus Glasfasern, Kohlefasern und Aramidfasern gebildet. Je nach Einsatzzweck ist es auch denkbar, dass ein Fachmann nur ein Fasermaterial oder andere Fasermaterialien verwendet. Die Fasern 16, 18, 20 können dabei in unterschiedlich großen Faserlagen angeordnet sein. Die Fasern 16, 18, 20 sind in unterschiedlichen Orientierungen ausgerichtet.As in 2 shown, includes the reinforcing element 12 a matrix material 28 and a plurality of fibers disposed therein 16 . 18 . 20 , The fibers 16 . 18 . 20 are made of glass fibers, carbon fibers and aramid fibers. Depending on the intended use, it is also conceivable for a person skilled in the art to use only one fiber material or other fiber materials. The fibers 16 . 18 . 20 can be arranged in different sized fiber layers. The fibers 16 . 18 . 20 are aligned in different orientations.

Es ist ferner denkbar, das Verstärkungselement 12 im Bereich von Anschraubstellen zur Vermeidung von Setzerscheinungen zurückzuschneiden. Alternativ ist es denkbar, Bundschrauben zur Vermeidung von Setzerscheinungen anzuwenden.It is also conceivable, the reinforcing element 12 cut back in the area of bolting points to avoid settling. Alternatively, it is conceivable to use collar screws to avoid settling phenomena.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009009112 A1 [0002] DE 102009009112 A1 [0002]

Claims (6)

Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welches einen Querträger (10) und ein Verstärkungselement (12) aus einem faserverstärkten Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (12) in einem Verfahrensschritt an den Querträger (10) montiert und in einem nachfolgenden Verfahrensschritt gehärtet wird.Method for producing a vehicle structural component, in particular for a motor vehicle, which has a cross member ( 10 ) and a reinforcing element ( 12 ) of a fiber-reinforced material, characterized in that the reinforcing element ( 12 ) in a method step to the cross member ( 10 ) and hardened in a subsequent process step. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (12) in einem Verfahrensschritt stoffschlüssig mit dem Querträger (10) verbunden wird.Method according to claim 1, characterized in that the reinforcing element ( 12 ) in one process step cohesively with the cross member ( 10 ) is connected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (12) zumindest aus einer Vielzahl von Fasern (14, 16, 18, 20) hergestellt wird, die aus einem Material oder aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing element ( 12 ) at least a plurality of fibers ( 14 . 16 . 18 . 20 ) made of one material or of different materials. Fahrzeugstrukturbauteil, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Vehicle structural component, produced by a method according to one of the preceding claims. Fahrzeugstrukturbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (12) eine Vielzahl an Fasern (14, 16, 18, 20) umfasst, die aus einem Material oder aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind.Vehicle structural component according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing element ( 12 ) a plurality of fibers ( 14 . 16 . 18 . 20 ) formed of a material or of different materials. Fahrzeugstrukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (12) eine Vielzahl an Fasern (14, 16, 18, 20) umfasst, die in unterschiedlichen Orientierungen ausgerichtet sind.Vehicle structural component according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing element ( 12 ) a plurality of fibers ( 14 . 16 . 18 . 20 ) aligned in different orientations.
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