-
Die Erfindung betrifft ein Strukturbauteil für eine Rohbaustruktur eines Kraftwagens der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
-
Aus der
EP 1 942 045 A1 ist ein solches Strukturbauteil bekannt, welches ein fahrzeugaußenseitiges Beplankungsteil und ein fahrzeuginnenseitiges Innenteil umfasst, zwischen welchen ein Verstärkungsteil angeordnet ist. In dem dort gezeigten Fall ist das Strukturbauteil in Schalenbauweise aufgebaut, wobei sowohl das fahrzeuginnenseitige Innenteil als auch das Verstärkungsteil in einem jeweiligen Flanschbereich miteinander verklebt sind.
-
Die
US 2002 01 67 197 A1 zeigt ebenfalls ein Strukturbauteil für eine Rohbaustruktur eines Kraftwagens. Das Strukturbauteil umfasst ein Beplankungsteil, an welchem innenseitig ein Innenteil angebracht ist, wobei wiederum an dem Innenteil innenseitig ein rohrförmig ausgebildetes Verstärkungsteil angeordnet ist.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Strukturbauteil der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem ein verbesserter Kraftschluss zwischen dem fahrzeuginnenseitigen Innenteil und dem Verstärkungsteil ermöglicht wird.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Strukturbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Um einen verbesserten Kraftschluss zwischen dem fahrzeuginnenseitigen Innenteil und dem Verstärkungsteil zu ermöglichen, ist es bei einem erfindungsgemäßen Strukturbauteil vorgesehen, dass das Verstärkungsteil und das Innenteil im Wesentlichen über die gesamte Länge des Verstärkungsteils an jeweils miteinander korrespondierenden Klebeflächen miteinander verklebt sind. Im Gegensatz zu dem in der
EP 1 942 045 A1 gezeigten Strukturbauteil, bei welchem eine Kraftübertragung zwischen dem Beplankungsteil, dem Innenteil und dem Verstärkungsteil lediglich in den Flaschen stattfindet, ist es demgegenüber erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Innenteil ausschließlich mit dem Verstärkungsteil an den jeweils miteinander korrespondierenden Klebeflächen über im Wesentlichen die gesamte Länge des Verstärkungsteils miteinander verklebt ist. Dadurch ergibt sich ein wesentlich verbesserter Kraftschluss zwischen dem Innenteil und dem Verstärkungsteil, wobei gleichzeitig in einem Crashfall von dem Beplankungsteil nur eine relativ geringe Kraftaufnahme erfolgt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das innere lasttragende Innenteil nicht mit Nieten, Schrauben oder dergleichen an dem Beplankungsteil befestigt werden muss.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Innenteil aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, ausgebildet ist. Zum einen kann das Innenteil dadurch besonders hohe Lasten bzw. Kräfte, beispielsweise in einem Crashfall, aufnehmen, wobei das Innenteil zum anderen besonders leichtgewichtig ausgebildet werden kann.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Innenteil als geschlossenes Hohlprofil ausgebildet ist. Dadurch weist das Innenteil eine besonders hohe Biegesteifigkeit auf, was sich positiv auf die mögliche Kraftaufnahme durch das Innenteil auswirkt.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Innenteil einen mehreckigen Querschnitt mit einer entsprechenden Anzahl an Teilmantelflächen aufweist, wobei eine Mehrzahl der Teilmantelflächen von dem Verstärkungsteil umschlossen und mit diesem verklebt ist. Dadurch wird eine besonders gute kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Innenteil und dem Verstärkungsteil ermöglicht, wobei insbesondere durch die Ummantelung neben einer kraftschlüssigen auch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Innenteil und dem Verstärkungsteil gegeben ist.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Beplankungsteil aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist. Dadurch kann dieses besonders leichtgewichtig ausgebildet sein.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verstärkungsteil aus Stahl, insbesondere aus einem hochfesten Stahl, ausgebildet ist.
-
Infolge dessen kann das Verstärkungsteil besonders hohe Kräfte aufnehmen und zudem für einen Crashfall wichtige duktile Eigenschaften aufweisen, so dass ein Brechen oder Splittern des Strukturbauteils durch das Verstärkungsteil effektiv vermieden werden kann.
-
Schließlich ist es in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Beplankungsteil ausschließlich mit jeweiligen Flanschflächen an korrespondierenden Flanschflächen des Verstärkungsteils angeordnet ist, wobei zwischen den übrigen einander zugewandten Flächen des Beplankungsteils und des Verstärkungsteils ein Hohlraum ausgebildet ist. Mit anderen Worten liegt das Beplankungsteil nicht vollständig an dem Verstärkungsteil an, so dass lediglich die korrespondierenden Flanschflächen relativ hohe Anforderungen hinsichtlich ihrer gegenseitigen Ausrichtungen und ihrer Passgenauigkeit, bzw. ihrer jeweiligen Toleranzen, aufweisen.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.
-
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine konventionelle A-Säule für einen Kraftwagen gemäß dem Stand der Technik, mit einem aus Stahl ausgebildeten fahrzeugaußenseitigen Beplankungsteil und einem fahrzeuginnenseitigen, ebenfalls aus Stahl ausgebildeten Innenteil, zwischen welchen ein aus Stahl ausgebildetes Verstärkungsteil angeordnet ist; und in
-
2 ein Strukturbauteil für eine Rohbaustruktur eines Kraftwagens mit einem aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildeten fahrzeugaußenseitigen Beplankungsteil und mit einem ebenfalls aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildeten und als geschlossenes Hohlprofil ausgebildeten fahrzeuginnenseitigen Innenteil, zwischen welchen ein aus Stahl ausgebildetes Verstärkungsteil angeordnet ist.
-
Ein Strukturbauteil 10 in einer konventionellen Bauweise gemäß dem Stand der Technik ist in einer Perspektivansicht in 1 gezeigt. Das Strukturbauteil 10 umfasst ein fahrzeugaußenseitiges Beplankungsteil 12, ein fahrzeuginnenseitiges Innenteil 14 und ein zwischen diesen Teilen 12, 14 angeordnetes Verstärkungsteil 16. Das Beplankungsteil 12, das Innenteil 14 und das Verstärkungsteil 16 sind aus Stahl ausgebildet. Wie zu erkennen, ist das Strukturbauteil 10 in einer Schalenbauweise aufgebaut, wobei sowohl das Innenteil 14 als auch das Verstärkungsteil 16 schalenförmig ausgebildet sind. Das Beplankungsteil 12, das Innenteil 14 und das Verstärkungsteil 16 sind an jeweiligen Flanschbereichen 18 miteinander verschweißt. Die Kraftübertragung zwischen dem Innenteil 14 und dem Verstärkungsteil 16 findet somit lediglich in den Flanschbereichen 18 statt.
-
In 2 ist ein weiteres Strukturbauteil 20 in einer Perspektivansicht gezeigt. Vorliegend handelt es sich bei dem Strukturbauteil 20 ebenfalls um eine A-Säule für einen Kraftwagen, wobei es sich bei dem Strukturbauteil 20 im Wesentlichen auch um beliebige andere Strukturbauteile für eine Rohbaustruktur eines Kraftwagens handeln kann.
-
Das Strukturbauteil 20 umfasst ein fahrzeugaußenseitiges Beplankungsteil 22 und ein fahrzeuginnenseitiges Innenteil 24, zwischen welchen ein Verstärkungsteil 26 angeordnet ist. Das Verstärkungsteil 26 und das Innenteil 24 sind im Wesentlichen über die gesamte Länge des Verstärkungsteils 26 an jeweils miteinander korrespondierenden Klebeflächen 28 miteinander verklebt. Das Innenteil 24 ist vorliegend aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff ausgebildet, das Beplankungsteil 22 aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise ebenfalls auch einem kohlefaser- oder glasfaserverstärkten Kunststoff, und das Verstärkungsteil aus Stahl, insbesondere aus einem hochfesten Stahl, beispielsweise EN10268-10548 (Usibor).
-
Wie vorliegend zu erkennen, weist das Innenteil 24 einen mehreckigen Querschnitt mit einer entsprechenden Anzahl an nicht näher bezeichneten Teilmantelflächen auf, wobei vorliegend drei Teilmantelflächen von dem Verstärkungsteil 26 umschlossen und mit diesem verklebt sind. Dadurch ist das Innenteil 24 zumindest auch teilweise formschlüssig mit dem Verstärkungsteil 26 verbunden, wodurch eine besonders stabile Verbindung zwischen dem Innenteil 24 und dem Verstärkungsteil 26 erzielt wird.
-
Das Beplankungsteil 22 ist ausschließlich mit jeweiligen Flanschflächen 30 an korrespondierenden Flanschflächen 32 des Verstärkungsbauteils 26 angeordnet, wobei zwischen den übrigen einander zugewandten Flächen des Beplankungsteils 22 und des Verstärkungsteils 26 ein Hohlraum ausgebildet ist. In einem Crashfall würden also entsprechend auf das Strukturbauteil 20 einwirkende Kräfte in relativ geringem Ausmaß von dem Beplankungsteil 22 aufgenommen werden, stattdessen würden diese Kräfte im Wesentlichen von dem durch das Verstärkungsteil 26 unterstützte Innenteil 24 aufgenommen werden.
-
Aufgrund der strukturellen Verklebung zwischen dem Innenteil 24 und dem Verstärkungsteil 26 sind die beiden Teile 24, 26 besonders fest miteinander verbunden. Die duktilen Eigenschaften des aus dem hochfesten Stahl ausgebildeten Verstärkungsteil 26 und die besonders hohe Steifigkeit des aus dem kohlefaserverstärkten Kunststoff ausgebildeten Innenteils 24 können dadurch besonders gut ausgenutzt werden. Infolgedessen ergibt sich ein besonders steifes und gleichzeitig duktiles Strukturbauteil 20, welches auch in solchen Bereichen eines Kraftwagens bzw. dessen Rohbaustruktur eingesetzt werden kann, wo relativ hohe Kräfte auf das Strukturbauteil 20 bei gleichzeitig relativ großen Verformungen des Strukturbauteils, insbesondere bei einem Crashfall, zu erwarten sind.
-
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
-
- EP 1942045 A1 [0002, 0006]
- US 20020167197 A1 [0003]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
