DE102012024514A1

DE102012024514A1 - Longitudinal carrier for passenger car body, is formed as single-piece die casting component and as open profile, where longitudinal carrier has supporting surface for damping element and another supporting surface for spring element

Info

Publication number: DE102012024514A1
Application number: DE201210024514
Authority: DE
Inventors: Rafael Kaufmann; Bernd Mohrhardt; Stefan Linke
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2013-07-18

Abstract

The longitudinal carrier (10) is formed as a single-piece die casting component and as an open profile, where the longitudinal carrier has a supporting surface for a damping element and another supporting surface for a spring element of a passenger car. The latter supporting surface is spaced from the former supporting surface. A rib structure (24) is provided in an open hollow cross-section (12) of the longitudinal carrier for reinforcing the longitudinal carrier. The former supporting surface is arranged in vehicle vertical direction higher than the latter supporting surface.

Description

Die Erfindung betrifft einen Längsträger für eine Personenkraftwagenkarosserie gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a side member for a passenger car body according to the preamble of claim 1.

Im Serienfahrzeugbau von Personenkraftwagenkarosserien werden Längsträger in Schalenbauweise zunehmend durch Längsträger in Form von Gussbauteilen ersetzt. Durch den Einsatz von Gussbauteilen ist es möglich, auch komplexe Geometrien auf kostengünstige Weise zu realisieren. Aus der DE 10 2008 033 503 A1 geht beispielsweise ein solcher Längsträger hervor, welcher als einteiliges, hohl gegossenes Kokillengussbauteil ausgebildet ist. Zum Gießen des Längsträgers werden beispielsweise Gießkerne in Form von Sandkernen verwendet. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei derartigen, hohl gegossenen Längsträgern und bei der Verwendung von Sandkernen nur relativ große Wanddicken realisierbar sind, was zu einem unerwünscht hohen Gewicht des Längsträgers führt. Darüber hinaus besteht beim Hohlgießen die Gefahr der Lunkerbildung. Ferner erfordert die Maßhaltigkeit von hohl gegossenen Kokillengussbauteilen kostenintensive Nachbearbeitungen. Auch die Anbindung von Fahrwerksteilen an derartige Längsträger hat sich als aufwändig erwiesen.In series production of passenger car bodies side members in shell construction are increasingly being replaced by side members in the form of cast components. Through the use of cast components, it is possible to realize even complex geometries in a cost effective manner. From the DE 10 2008 033 503 A1 For example, such a longitudinal member protrudes, which is designed as a one-piece, hollow-cast Kokillengussbauteil. Casting cores in the form of sand cores, for example, are used to cast the longitudinal member. However, it has been found that only relatively large wall thicknesses can be realized in such hollow-cast longitudinal members and when using sand cores, resulting in an undesirably high weight of the longitudinal member. In addition, there is the risk of cavitation during hollow casting. Furthermore, the dimensional accuracy of hollow cast Kokillengussbauteil requires costly reworking. The connection of chassis parts to such side members has proved to be costly.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Längsträger der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine einfache, gewichts- und bauraumgünstige Ausgestaltung des Längsträgers sowie eine einfache Anbindung von Fahrwerksteilen realisieren lassen.It is therefore an object of the present invention, a longitudinal beam of the type mentioned in such a way that can be realized a simple, weight and space-favorable design of the longitudinal member and a simple connection of chassis parts.

Diese Aufgabe wird durch einen Längsträger 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 side member with the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um einen Längsträger zu schaffen, bei welchem ein nur sehr geringes Gewicht und ein geringer Bauraumbedarf sowie eine einfache Anbindung von Fahrwerksteilen realisierbar sind, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Längsträger als offenes Profil ausgebildet ist. Durch die offene Bauart beziehungsweise Struktur des Kokillengussbauteils kann der zur Verfügung stehende Bauraum hinsichtlich der Darstellung eines vorteilhaften Unfall-, Steifigkeits- und Geräuschverhaltens (NVH-Verhalten – NVH – Noise Vibration Harshness) insbesondere im Vergleich zu geschlossenen Gussbauteilen deutlich besser genutzt werden.In order to provide a side member in which only a very small weight and a small space requirement and a simple connection of chassis parts can be realized, it is inventively provided that the side member is formed as an open profile. Due to the open design or structure of the chill casting component of the available space can be used much better in terms of the representation of an advantageous accident, stiffness and noise behavior (NVH - NVH - Noise Vibration Harshness), especially compared to closed cast components.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Längsträgers sind eine erste Abstützfläche für ein Dämpferelement und eine – insbesondere in Fahrzeughochrichtung – davon beabstandete zweite Abstützfläche für ein Federelement des Personenkraftwagens vorgesehen.In a particularly advantageous embodiment of the longitudinal member, a first support surface for a damper element and a - spaced apart in particular vehicle support second support surface for a spring element of the passenger car are provided.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass am Längsträger Aufnahmen für hintere Achsanschraubpunkte vorgesehen sind.According to a development of the invention it is provided that receptacles for rear Achsanschraubpunkte are provided on the side rail.

Darüber hinaus ist eine einfache Integration einer jeweiligen Achse des Personenkraftwagens mit einem geteilten Feder-Dämpfersystem in den Längsträger möglich, da das Dämpferelement an der ersten Abstützfläche und das vom Dämpferelement separate Federelement an der zweiten Abstützfläche angebunden werden können. Ferner sind besonders geringe Wanddicken des offenen Profils auf einfache Weise darstellbar, was zu einem nur sehr geringen Gewicht des Längsträgers führt. Dies bedeutet, dass der Längsträger auch mit einem nur sehr geringen Materialaufwand und somit besonders kostengünstig herstellbar ist. Weiterhin lässt sich bei dem offenen Profil auch eine sehr hohe Maßhaltigkeit ohne zeit- und kostenintensive Nachbearbeitungen realisieren. Im Vergleich zum Hohlgießen unter Verwendung von Sandkernen können auch geringe Taktzeiten und bessere Wanddickentoleranzen realisiert werden. Zudem besteht beim Gießen des offenen Profils eine nur sehr geringe Gefahr der Lunkerbildung.In addition, a simple integration of a respective axle of the passenger car with a split spring-damper system in the side member is possible, since the damper element on the first support surface and the spring element separate from the damper element can be connected to the second support surface. Furthermore, particularly small wall thicknesses of the open profile can be displayed in a simple manner, which leads to only a very low weight of the longitudinal member. This means that the longitudinal member is also produced with a very low cost of materials and thus particularly inexpensive. Furthermore, in the case of the open profile, a very high dimensional accuracy can also be achieved without time-consuming and costly reworking. Compared to the hollow casting using sand cores also low cycle times and better wall thickness tolerances can be realized. In addition, there is only a very small risk of voids formation when casting the open profile.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. Showing:

1 eine schematische Perspektivansicht eines Längsträgers für eine Personenkraftwagenkarosserie, welcher als einstückiges Kokillengussbauteil in Form eines offenen Profils ausgebildet ist und zwei in Fahrzeughochrichtung voneinander beabstandete Abstützflächen für ein Dämpferelement beziehungsweise für ein Federelement eines Fahrwerks aufweist, gezeigt von einer ersten Seite; 1 a schematic perspective view of a side rail for a passenger car body, which is formed as a one-piece Kokillengussbauteil in the form of an open profile and two spaced from each other in the vehicle vertical direction supporting surfaces for a damper element or for a spring element of a landing gear, shown from a first side;

2 eine schematische Perspektivansicht auf den Längsträger, gezeigt von einer der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite; 2 a schematic perspective view of the side member, shown from a first side opposite the second side;

3 eine schematische Draufsicht auf den Längsträger; 3 a schematic plan view of the side member;

4 eine schematische Querschnittsansicht durch den Längsträger entlang einer in 3 gezeigten Schnittlinie A-A; und 4 a schematic cross-sectional view through the side member along a in 3 shown section line AA; and

5 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht der Personenkraftwagenkarosserie mit dem Längsträger. 5 a detail of a schematic perspective view of the passenger car body with the side member.

1 und 2 zeigen in einer jeweiligen Perspektivansicht einen Längsträger 10 für eine Personenkraftwagenkarosserie, welcher – wie in Zusammenschau mit 5 erkennbar ist – als hinterer Längsträger verwendet wird. Der Längsträger 10 ist vorliegend als einstückiges Kokillengussbauteil mit einem offenen Profil ausgebildet und weist demzufolge einen aus 2 erkennbaren, offenen Hohlquerschnitt 12 auf. Kerne, beispielsweise Sandkerne, sind zur Herstellung dieses offenen Hohlquerschnitts 12 nicht erforderlich. Um das Gewicht des Längsträgers 10 gering zu halten, ist er aus einem Leichtmetall bzw. einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung, gebildet. 1 and 2 show in a respective perspective view a side member 10 for one Passenger car body, which - as in synopsis with 5 recognizable - is used as a rear side member. The side member 10 is presently designed as a one-piece Kokillengussbauteil with an open profile and therefore has a 2 recognizable, open hollow cross section 12 on. Cores, such as sand cores, are used to make this open hollow section 12 not mandatory. To the weight of the longitudinal member 10 low, it is made of a light metal or a light metal alloy, in particular aluminum or an aluminum alloy.

Das Kokillengussbauteil weist in seinen Randbereichen Fügflansche 16 auf, über die der Längsträger 10 mit anderen Rohbauteilen des in 5 mit 14 bezeichneten Rohbaus der Personenkraftwagenkarosserie verbunden werden kann. Auf seiner in 1 erkennbaren Außenseite 18 weist der Längsträger 10 darüber hinaus eine Rippenstruktur 20 mit Versteifungsrippen 22 auf, die den Längsträger 10 aussteifen. Auch im offenen Hohlquerschnitt 12 ist eine Rippenstruktur 24 zum Aussteifen des Längsträgers 10 vorgesehen. Wie aus 2 erkennbar ist, ist der Längsträger 10 zumindest im Wesentlichen L-förmig ausgebildet.The Kokillengussbauteil has in its edge regions Fügflansche 16 on, over which the side member 10 with other raw components of in 5 With 14 Designated shell of the passenger car body can be connected. On his in 1 recognizable outside 18 has the side member 10 beyond a rib structure 20 with stiffening ribs 22 on that the side member 10 stiffen. Also in open hollow cross-section 12 is a rib structure 24 for stiffening the longitudinal member 10 intended. How out 2 is recognizable, is the side member 10 at least substantially L-shaped.

4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Längsträgers 10. Wie zu erkennen ist, ist der Längsträger 10 in seinem Querschnitt im Wesentlichen stufenförmig ausgebildet. Hierbei weist der Längsträger 10 eine erste Abstützfläche 26 zum Abstützen eines Dämpferelements eines Fahrwerks des Personenkraftwagens auf. Dies bedeutet, dass das Dämpferelement über die Abstützfläche 26 an den Längsträger 10 angebunden wird. Hierzu ist auch eine Aufnahme 28 für das Dämpferelement vorgesehen. Der Längsträger 10 weist darüber hinaus eine zweite Abstützfläche 30 für ein Federelement des Fahrwerks auf. Mit anderen Worten dient die zweite Abstützfläche 30 zum Anbinden des Federelements an den Längsträger 10. Die Abstützflächen 26, 30 sind dabei vorliegend insbesondere in Fahrzeughochrichtung voneinander beabstandet, wobei die erste Abstützfläche 26 in Fahrzeughochrichtung höher als die zweite Abstützfläche 30 angeordnet ist. Dadurch kann das geteilte Dämpfer-Feder-System besonders einfach in den Längsträger 10 integriert werden. 4 shows a schematic cross-sectional view of the longitudinal member 10 , As can be seen, the side member is 10 formed in its cross-section substantially stepped. Here, the side member has 10 a first support surface 26 for supporting a damper element of a chassis of the passenger car. This means that the damper element on the support surface 26 to the side member 10 is connected. This is also a recording 28 provided for the damper element. The side member 10 also has a second support surface 30 for a spring element of the chassis. In other words, the second support surface is used 30 for bonding the spring element to the longitudinal member 10 , The support surfaces 26 . 30 In this case, they are spaced apart, in particular in the vehicle vertical direction, with the first support surface 26 in the vehicle vertical direction higher than the second support surface 30 is arranged. This allows the split damper-spring system particularly easy in the side member 10 to get integrated.

Infolge der Ausgestaltung des Längsträgers 10 als einstückiges Kokillengussbauteil in Form des offenen Profils kann der Längsträger 10 einfach und kostengünstig sowie mit einer nur geringen Wanddicke hergestellt werden. Gleichzeitig besteht nur eine geringe Gefahr der Lunkerbildung, und kostenintensive Nachbearbeitungen können vermieden werden. Im Vergleich zu einem geschlossenen Profil weist der Längsträger 10 zumindest gleichwertige mechanische Eigenschaften auf und ermöglicht somit hinsichtlich der Darstellung eines sehr guten Unfall-, Steifigkeits- und Geräuschverhaltens der Personenkraftwagenkarosserie eine bessere Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums.Due to the design of the longitudinal member 10 as a one-piece Kokillengussbauteil in the form of the open profile, the side member 10 simple and inexpensive and can be produced with only a small wall thickness. At the same time there is little risk of voids formation, and costly rework can be avoided. Compared to a closed profile, the side member has 10 at least equivalent mechanical properties and thus allows for the representation of a very good accident, stiffness and noise behavior of the passenger car body better utilization of the available space.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008033503 A1 [0002]

Claims

Side member for a passenger car body, which is formed as a one-piece die casting component, characterized in that the longitudinal carrier ( 10 ) is designed as an open profile.

Side member according to claim 1, characterized in that the longitudinal carrier ( 10 ) a first support surface ( 26 ) for a damper element and a spaced therefrom second support surface ( 30 ) has for a spring element of the passenger car.

Side member according to claim 1 or 2, characterized in that in an open hollow cross-section ( 12 ) of the longitudinal member ( 10 ) a rib structure ( 24 ) for stiffening the longitudinal member ( 10 ) is provided.

Side member according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first support surface ( 26 ) in the vehicle vertical direction higher than the second support surface ( 30 ) is arranged.