DE102013002035A1

DE102013002035A1 - Karosserieelement, insbesondere Fahrzeugsäule, für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines solchen

Info

Publication number: DE102013002035A1
Application number: DE201310002035
Authority: DE
Inventors: Hermann Pfeifer; Michael Schremmer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2014-03-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Karosserieelement (1), insbesondere Fahrzeugsäule, für ein Fahrzeug, welches ein erstes Verstärkungselement (1.1), welches in ein Leichtmetallgussbauteil (1.3) eingegossen ist, umfasst. Erfindungsgemäß ist im Bereich einer kollisionsbedingt maximalen plastischen Verformbarkeit ein zweites Verstärkungselement (1.2) in das Leichtmetallgussbauteil (1.3) eingegossen. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Karosserieelementes (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Karosserieelement, insbesondere Fahrzeugsäule, für ein Fahrzeug, umfassend ein erstes Verstärkungselement, welches in ein Leichtmetallgussbauteil eingegossen ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Karosserieelementes.
Aus der DE 10 2009 035 324 A1 sind ein Karosserieelement für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines Karosserieelementes bekannt. Das Karosserieelement umfasst zumindest ein Stahlbauteil und zumindest ein Leichtmetallgussbauteil, wobei das Stahlbauteil zumindest teilweise in das Leitmetallgussbauteil eingegossen ist. Dabei bildet das Karosserieelement eine Fahrzeugsäule.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Karosserieelement und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines solchen Karosserieelementes anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Karosserieelementes durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Karosserieelement, insbesondere eine Fahrzeugsäule, für ein Fahrzeug umfasst ein erstes Verstärkungselement, welches in ein Leichtmetallgussbauteil eingegossen ist. Erfindungsgemäß ist im Bereich einer kollisionsbedingt maximalen plastischen Verformbarkeit ein zweites Verstärkungselement in das Leichtmetallgussbauteil eingegossen.
Dadurch, dass die Verstärkungselemente in das Leichtmetallgussbauteil eingegossen sind, ist es möglich, das Karosserieelement in Leichtbauweise herzustellen, so dass ein Gewicht außerhalb eines Fahrzeugschwerpunktes reduziert werden kann. Darüber hinaus ist es durch das Eingießen der Verstärkungselemente eine im Wesentlichen unlösbare Verbindung hergestellt, so dass eine unerwünschte Geräuschbildung zwischen dem Leichtmetallgussbauteil und dem oder den Verstärkungselementen weitestgehend vermieden werden kann.
Zudem kann mittels eines derart ausgebildeten Karosseriebauteiles das Risiko von Kontaktkorrosionen zumindest verringert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine Schnittdarstellung eines Karosserieelementes und
2 schematisch eine mögliche Ausführungsform des Karosserieelementes.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 und 2 zeigen ein Karosserieelement 1 für ein Fahrzeug, wobei es sich bei dem Karosserieelement 1 um eine Fahrzeugsäule, bevorzugt eine A-Säule handelt. Dabei ist in 1 eine Schnittdarstellung und in 2 eine mögliche Ausführungsform des Karosserieelementes 1 dargestellt.
Das Karosserieelement 1 umfasst zwei Verstärkungselemente 1.1, 1.2 und ein Leichtmetallgussbauteil 1.3, wobei die beiden Verstärkungselemente 1.1, 1.2 in das Leichtmetallgussbauteil 1.3, welches aus Aluminium gebildet ist, eingegossen sind.
Ein erstes Verstärkungselement 1.1 erstreckt sich über die Längsausdehnung des hergestellten Karosseriebauteiles 1 und ist als ein Rohr oder Strangpressprofil ausgebildet.
Ein zweites Verstärkungselement 1.2 ist ein Blech und ist, sofern es sich um eine A-Säule als Karosserieelement 1 handelt, im Bereich eines so genannten Spiegeldreieckes angeordnet. In diesem Bereich treten bei einer Kollision des Fahrzeuges maximale plastische Verformungen auf, wobei das Risiko einer solchen Verformung mittels des zweiten Verstärkungselementes 1.2 zumindest vermindert werden soll.
Das erste Verstärkungselement 1.1 dient zur Verstärkung des Karosserieelementes 1 bei einer Kollision, so dass das Karosserieelement 1 weitestgehend formbeständig ausgebildet ist. Ist das erste Verstärkungselement 1.1 als Rohr ausgebildet, werden zur Bildung desselben Materialien wie Stahl, Aluminium und/oder ein faserverstärkter Kunststoff verwendet.
Ist das Rohr als erstes Verstärkungselement 1.1 aus Aluminium und/oder Stahl gebildet, und weist eine unzureichende Kollisionsstabilität auf, kann vorgesehen sein, das erste Verstärkungselement 1.1 mit einem faserverstärkten Kunststoff zu versteifen und somit zu verstärken.
In einer möglichen Ausführungsform zur Bildung des ersten Verstärkungselementes 1.1 kann vorgesehen sein, ein Rohr, welches aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist, in ein aus Aluminium und/oder Stahl bestehendes Rohr einzuschieben. Dadurch ist es möglich, das erste Verstärkungselement 1.1 im Vergleich zu einem vollständig aus Stahl gebildeten Rohr mit geringerem Gewicht auszubilden.
Ist das erste Verstärkungselement 1.1 als Strangpressprofil ausgebildet, so ist dasselbe aus Aluminium und/oder Magnesium gebildet. Ist vorgesehen, ein geschlossenes Strangpressprofil als erstes Verstärkungselement 1.1 zu verwenden, können im Inneren eines derart ausgebildeten ersten Verstärkungselementes 1.1 Rippen zur zusätzlichen Verstärkung ausgebildet und/oder angeformt sein.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform kann das erste Verstärkungselement 1.1 mehrteilig ausgebildet sein, wobei die einzelnen Bestandteile zur Bildung des ersten Verstärkungselementes 1.1 besonders bevorzugt stoffschlüssig aneinander befestigt sind.
Wie oben beschrieben, weist das Karosserieelement 1 einen Bereich auf, in dem maximale plastische Verformungen auftreten können. Würde in diesem Bereich eine Struktur aus Druckguss ausgebildet sein, bestünde bei einer Kollision, insbesondere bei einem Überschlag die Gefahr einer Rissbildung in diesem Bereich. Um eine solche Rissbildung zu vermeiden, wird in diesem Bereich das zweite Verstärkungselement 1.2 in das Leichtmetallgussbauteil 1.3 eingegossen.
Das zweite Verstärkungselement 1.2 in Form des Bleches wird in das Leichtmetallgussbauteil 1.3 eingegossen und ist aus Aluminium und/oder Stahl ausgebildet.
Zur Verbesserung der Fixierung der Verstärkungselemente 1.1, 1.2 im nicht näher dargestellten Gießwerkzeug sind die Verstärkungselemente 1.1, 1.2 mechanisch und/oder thermisch gefügt. Nach dem Fügevorgang werden diese zur Bildung des Leichtmetallgussbauteiles 1.3 mit Aluminium und/oder Magnesium als Leichtmetallgussbauteil 1.3 umgossen, um das Karosserieelement 1, insbesondere die A-Säule des Fahrzeuges, herzustellen.
Als Verfahren zum Umgießen der Verstärkungselemente 1.1, 1.2 eignen sich beispielsweise Druckgießen, Schwerkraftgießen und/oder Niederdruckgießen.
Mittels eines derart ausgebildeten Karosserieelementes 1 ist es möglich, die Verwendung von Stahl in Rohbauten, deren Hauptbestandteil Aluminium ist, zu verringern. Dadurch wiederum kann ein Gewicht außerhalb des Fahrzeugschwerpunktes reduziert werden. Zudem ist ein Geräuschbildungsverhalten einer Gesamt-Karosserie des Fahrzeuges optimiert.
Weiterhin werden sogenannte Hybridfügestellen, insbesondere zwischen Aluminium und Stahl vermieden, wodurch die Gefahr von Kontaktkorrosion zumindest reduziert ist.
Bezugszeichenliste

1: Karosserieelement
1.1: erstes Verstärkungselement
1.2: zweites Verstärkungselement
1.3: Leichtmetallgussbauteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009035324 A1 [0002]

Claims

Karosserieelement (1), insbesondere Fahrzeugsäule, für ein Fahrzeug, umfassend ein erstes Verstärkungselement (1.1), welches in ein Leichtmetallgussbauteil (1.3) eingegossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer kollisionsbedingt maximalen plastischen Verformbarkeit ein zweites Verstärkungselement (1.2) in das Leichtmetallgussbauteil (1.3) eingegossen ist.
Karosserieelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verstärkungselement (1.2) ein Blech aus Aluminium und/oder Stahl ist.
Karosserieelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verstärkungselement (1.1) ein Rohr und/oder ein Strangpressprofil ist.
Karosserieelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verstärkungselement (1.1), das zweite Verstärkungselement (1.2) und/oder das Leichtmetallgussbauteil (1.3) mit faserverstärktem Kunststoff versehen sind bzw. ist.
Verfahren zur Herstellung eines Karosserieelementes (1), insbesondere Fahrzeugsäule, für ein Fahrzeug, wobei ein erstes Verstärkungselement (1.1) in ein Leichtmetallgussbauteil (1.3) eingegossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer kollisionsbedingt maximalen plastischen Verformung ein zweites Verstärkungselement (1.2) in das Leichtmetallgussbauteil (1.3) eingegossen wird.