DE102014000055B4

DE102014000055B4 - Lightweight component and method for its production

Info

Publication number: DE102014000055B4
Application number: DE102014000055.9A
Authority: DE
Inventors: Thilo Röth; Bastien Nadaud
Original assignee: Imperia GmbH
Current assignee: Fev Vehicle De GmbH
Priority date: 2014-01-08
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2034-01-09
Also published as: DE102014000055A1

Abstract

Ein Leichtbauteil (1) umfasst einen ein offenes Querschnittsprofil aufweisenden Blecheinleger (2) aus Stahl oder einem Leichtmetallwerkstoff, eine lokal an den Blecheinleger (2) angegossene oder angesinterte, aus einem Leichtmetallwerkstoff bestehende Verstärkungsstruktur (3), welche mehrere Verstärkungsrippen (3a) aufweist sowie weiterhin auf dem Blecheinleger (2) diesen bedeckende Gussstege (30) ausbildet, und ein mit dem Blecheinleger (2) verbundenes Strukturteil (4) aus Stahl oder einem Leichtmetallwerkstoff. Dabei bilden die Gussstege (30) bereichsweise mehrere voneinander beabstandete Teil-Gussstege (3G) aus. Und der Blecheinleger (2) ist mit dem Strukturteil (4) direkt zwischen benachbarten Teil-Gussstegen (3G) verbunden. Ein zur Herstellung dieses Leichtbauteils besonders geeignetes Verfahren zeichnet sich insbesondere aus durch Verdrängen von auf dem Blechflansch (2) befindlichem, einen Gussteg (30) ausbildenden Leichtmetallwerkstoff vor dessen Erstarrung durch einen Schieber des Gusswerkzeugs und Verbinden des Blecheinlegers (2) mit dem Strukturteil (4) im Bereich des Blecheinlegers (2), in welchem Leichtmetallwerkstoff verdrängt worden ist.A lightweight component (1) comprises a sheet metal insert (2) made of steel or a light metal material having an open cross-sectional profile, a reinforcing structure (3) which is cast or sintered locally on the sheet metal insert (2) and comprises a plurality of reinforcing ribs (3a) further on the sheet inserter (2) forming this covering cast webs (30), and one with the sheet inserter (2) connected structural part (4) made of steel or a light metal material. In this case, the cast webs (30) form, in certain areas, a plurality of spaced partial cast webs (3G). And the sheet feeder (2) is connected to the structural part (4) directly between adjacent partial cast webs (3G). A method which is particularly suitable for producing this lightweight component is characterized in particular by displacing light metal material forming on the sheet metal flange (2) before solidification thereof by a slide of the casting tool and connecting the sheet inserter (2) to the structural member (4) ) in the region of the sheet feeder (2), in which light metal material has been displaced.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leichtbauteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Leichtbauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Das Leichtbauteil umfasst einen ein offenes Querschnittsprofil aufweisenden Blecheinleger aus Stahl oder einem Leichtmetallwerkstoff, eine lokal an den Blecheinleger angegossene oder angesinterte, Verstärkungsrippen aufweisende und Gussstege auf dem Blecheinleger ausbildende Verstärkungsstruktur aus einem Leichtmetallwerkstoff und ein mit dem Blecheinleger verbundenes Strukturteil aus Stahl oder einem Leichtmetallwerkstoff.The invention relates to a lightweight component and a method for its production. In particular, the present invention relates to a lightweight component according to the preamble of claim 1. The lightweight component comprises an open cross-sectional profile sheet insert made of steel or a light metal material, a locally cast or sintered to the sheet metal depositors, having reinforcing ribs and cast webs on the sheet inserter forming reinforcing structure of a light metal material and a structural part of steel or a light metal material connected to the sheet metal insert.

Ein Leichtbauteil mit den eingangs angegebenen Merkmalen (vgl. die weiter unten erläuterte DE 101 53 712 C1 , aus der ein gattungsgemäßes Leichtbauteil bekannt ist) wird insbesondere als Karosseriebauteil, z. B. im Automobilbereich, vorwiegend zur Materialeinsparung und Gewichtsreduzierung bei gleichzeitig hoher Belastbarkeit eingesetzt. Ein solches Karosseriebauteil wird schwerpunktmäßig als länglicher Träger mit Längen im Bereich von ca. 20 cm bis 1,5 m verwendet, z. B. als Längsträger, Querträger oder als Instrumententafelträger. Weiterhin werden betreffende Leichtbauteile jedoch auch beispielsweise als flächige Bauteile mit integrierten Trägern hergestellt, z. B. als Sitzstrukturen. Der Blecheinleger ist dünnwandig, d. h. er weist typischerweise eine Materialstärke von ca. 3 mm und weniger auf. Das Querschnittsprofil des Blecheinlegers ist typischerweise im Wesentlichen U-förmig.A lightweight component with the features specified at the outset (cf. DE 101 53 712 C1 from which a generic lightweight component is known) is used in particular as a body component, for. As in the automotive industry, mainly used for material savings and weight reduction while high load capacity. Such a body component is mainly used as an elongated carrier with lengths in the range of about 20 cm to 1.5 m, z. B. as a side member, cross member or as an instrument panel support. Furthermore, however, lightweight components in question are also produced, for example, as flat components with integrated carriers, for. B. as seating structures. The sheet feeder is thin-walled, ie it typically has a material thickness of about 3 mm and less. The cross-sectional profile of the metal insert is typically substantially U-shaped.

Die Verstärkungsstruktur besteht aus einem Leichtmetallwerkstoff, bevorzugt basierend auf Aluminium oder Magnesium und dient der Verstärkung des Leichtbauteils. Die Verbindung zwischen Blecheinleger und Verstärkungsstruktur erfolgt nur in diskreten Bereichen, das heißt lokal und nicht flächendeckend, wodurch eine erhebliche Materialeinsparung und Gewichtsreduktion erreichbar ist. Typischerweise sind dabei weniger als 40% der Oberfläche des Blecheinlegers mit der Verstärkungsstruktur verbunden bzw. von dieser bedeckt und mehr als 60% der Oberfläche des Blecheinlegers sind typischerweise Freiflächen, das heißt nicht mit der Verstärkungsstruktur verbunden bzw. von dieser bedeckt. Die Verstärkung des Blecheinlegers durch die Verstärkungsstruktur wird bevorzugt dort vorgesehen, wo im eingebauten Zustand hohe Belastungen in der Regel durch lokales Ausbeulen auftreten. Die Verstärkungsstruktur weist kein Vollprofil auf und kann beispielsweise rippenförmig oder wabenförmig ausgebildet sein, wobei die Rippen bzw. Waben bevorzugt dünnwandig, insbesondere mit einer Materialstärke zwischen ca. 1 mm und 8 mm ausgeführt sind.The reinforcing structure is made of a light metal material, preferably based on aluminum or magnesium, and serves to reinforce the lightweight component. The connection between sheet metal insert and reinforcement structure takes place only in discrete areas, that is locally and not nationwide, whereby a considerable material savings and weight reduction can be achieved. Typically, less than 40% of the surface area of the metal insert is connected to or covered by the reinforcing structure, and more than 60% of the surface of the metal insert is typically open space, ie, not covered by the reinforcing structure. The reinforcement of the sheet metal insert by the reinforcing structure is preferably provided where high loads usually occur in the installed state by local bulging. The reinforcing structure has no solid profile and may be formed, for example, rib-shaped or honeycomb-shaped, wherein the ribs or honeycombs are preferably made thin-walled, in particular with a material thickness between about 1 mm and 8 mm.

Unter ein eingangs genanntes Strukturteil fallen beispielsweise jegliche Art von Beplankung, ein Schließblech oder ein weiteres, vorstehend beschriebenes Leichtbauteil. Typischerweise ist das Strukturteil aus Stahl und/oder einem beispielsweise auf Aluminium oder Magnesium basierenden Leichtmetallwerkstoff gefertigt.For example, any kind of planking, a striking plate or another lightweight structural component described above is covered by an aforementioned structural part. The structural part is typically made of steel and / or a light metal material based on aluminum or magnesium, for example.

Bei der Herstellung eines einleitend beschriebenen Leichtbauteils wird typischerweise die Verstärkungsstruktur in einem Formhohlraum eines Gusswerkzeugs an den zuvor in den Formhohlraum eingelegten Blecheinleger angegossen (die folgenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem Angießen der Verstärkungsstruktur an den Blecheinleger gelten sinngemäß auch für ein nicht näher erläutertes Ansintern). Dabei wird der nicht durch den Blecheinleger eingenommene Teil des Formhohlraums des Gusswerkzeugs mit gießfähigem Leichtmetallwerkstoff zur Ausbildung der Verstärkungsstruktur gefüllt. Dabei erfolgt die Zufuhr von Gussmaterial über einen Anguss und die Abfuhr von Gussmaterial über einen Steiger. Der Anguss und der Steiger sind dabei typischerweise dort in dem Gusswerkzeug vorgesehen, wo der in das Gusswerkzeug eingelegte Blecheinleger randseitige Flanschbereiche aufweist. Durch den Anguss und den Steiger bildet die Verstärkungsstruktur Gussstege auf dem Blecheinleger aus. Gussstege werden ferner auch überall dort durch die Verstärkungsstruktur ausgebildet, wo Gussmaterial während des Gussprozesses zur Ausbildung der Verstärkungsstruktur entlang des Blecheinlegers geführt wird. ”Führen” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass Gussmaterial in dem Formhohlraum auf dem Weg zu Positionen, auf denen vorgesehene Geometrien, z. B. Rippenformen, auszubilden sind, auch entlang von Bereichen verläuft, in welchen eigentlich keine Verstärkungsstruktur vorgesehen ist. Die Gussstege stellen somit die erstarrten ”Versorgungswege” der vorgesehenen Geometrien der Verstärkungsstruktur dar. Entsprechendes gilt für die Weiterführung bzw. Abfuhr des Gussmaterials von Positionen, an denen eine gewünschte Geometrie auszubilden ist. Gussstege sorgen zwar einerseits für eine lokale Verstärkung, andererseits stehen sie einer Verbindung des Strukturteils mit dem Blecheinleger im Wege.In the manufacture of a light component described in the introduction, the reinforcing structure is typically cast in a mold cavity of a casting tool on the previously inserted in the mold cavity sheet insert (the following statements in connection with the casting of the reinforcing structure to the sheet insert apply mutatis mutandis to an unspecified Ansintern). In this case, the part of the mold cavity of the casting tool not occupied by the sheet metal insert is filled with castable light metal material to form the reinforcing structure. The supply of cast material via a sprue and the removal of cast material via a riser. The sprue and the riser are typically provided there in the casting tool, where the inserted into the casting tool sheet metal insert has edge-side flange portions. Through the sprue and the riser, the reinforcing structure forms cast webs on the sheet feeder. Cast webs are also everywhere formed by the reinforcing structure, where casting material is guided during the casting process to form the reinforcing structure along the sheet inserter. "Guiding" in this context means that casting material in the mold cavity on the way to positions on which provided geometries, eg. B. rib forms, are also along along areas, in which actually no reinforcing structure is provided. The cast webs thus represent the solidified "supply paths" of the intended geometries of the reinforcing structure. The same applies to the continuation or removal of the cast material from positions at which a desired geometry is to be formed. On the one hand, cast webs provide local reinforcement, on the other hand, they prevent the structural part from joining with the sheet metal insert.

Zur Erhöhung der Verbindungsfestigkeit zwischen dem Blecheinleger und der Verstärkungsstruktur ist es aus der gattungsbildenden DE 101 53 712 C1 bekannt, die Randbereiche des Blecheinlegers vollständig mit der Verstärkungsstruktur zu umgießen oder Letztere an den Blecheinleger einseitig anzugießen. Zur Anbindung des aus dem Blecheinleger und der angegossenen Verstärkungsstruktur bestehenden Hybridbauteils an ein weiteres Bauteil lehrt die DE 101 53 712 C1 , an der Verstärkungsstruktur einen angegossenen Flansch auszubilden. Alternativ wird vorgeschlagen, den Blecheinleger an einem freien Ende des Hybridbauteils aus der Leichtmetall-Verstärkungsstruktur herausragen zu lassen, um dort ein weiteres Bauteil (beispielsweise durch Schweißen) befestigen zu können. Weitere Ansätze wie ein Strukturteil mit dem Blecheinleger verbunden werden kann, liefert die DE 101 53 712 C1 nicht.To increase the bond strength between the sheet inserter and the reinforcing structure, it is of the generic type DE 101 53 712 C1 known to completely encase the edge areas of the sheet metal insert with the reinforcing structure or the latter to one side of the sheet feeder. To connect the existing of the sheet metal insert and the molded reinforcing structure hybrid component to another component teaches the DE 101 53 712 C1 to form a cast-on flange on the reinforcing structure. Alternatively, it is suggested that Sheet metal insert at a free end of the hybrid component to protrude from the light metal reinforcing structure in order to attach another component (for example, by welding) can. Further approaches to how a structural part can be connected to the sheet metal inserter provides the DE 101 53 712 C1 Not.

Die DE 10 2006 043 853 B3 zeigt ein Verbundgussteil bestehend aus mindestens einem Einsatzteil, welches zumindest teilweise von Gussmaterial umgeben ist, und zumindest einer Befestigungsvorrichtung für ein mechanisches Befestigungsmittel. Das Einsatzteil kann aus (hochfestem) Stahl und das Gussmaterial aus Leichtmetall oder einer Leichtmetalllegierung, z. B. Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, bestehen. Die Befestigungsvorrichtung stellt eine Aussparung in dem Einsatzteil zum Durchführen des mechanischen Befestigungsmittels dar, wobei in der Aussparung Gussmaterial vorliegt. Das Verbundgussteil kann ein Zusatzteil umfassen, welches an dem Verbundgussteil über mindestens eine der Befestigungsvorrichtungen durch ein mechanisches Befestigungsmittel befestigt ist. Die DE 10 2006 043 853 B3 lehrt ausschließlich die Anbindung eines Zusatzteils an Gussmaterial eines Verbundgussteils. Eine Verbindung des Zusatzteils mit einem Einsatzteil ist nicht vorgesehen, sondern erfolgt nur indirekt über das Gussmaterial.The DE 10 2006 043 853 B3 shows a composite casting consisting of at least one insert part, which is at least partially surrounded by casting material, and at least one fastening device for a mechanical fastening means. The insert may be made of (high strength) steel and the casting material of light metal or a light metal alloy, eg. As aluminum or an aluminum alloy exist. The fastening device constitutes a recess in the insert part for performing the mechanical fastening means, casting material being present in the recess. The composite casting may comprise an attachment attached to the composite casting via at least one of the attachment devices by a mechanical fastener. The DE 10 2006 043 853 B3 exclusively teaches the connection of an additional part of casting material of a composite casting. A connection of the additional part with an insert is not provided, but takes place only indirectly via the casting material.

Die DE 196 16 959 A1 zeigt ein Tragelement für Kraftfahrzeugkarosserien, welches aus einem Stahlblechprofil besteht, das mindestens auf einem Teil seiner Länge mit einem Einsatz aus Leichtmetall oder einem anderen Leichtbauwerkstoff versehen ist. Das Stahlblechprofil ist aus mindestens einer Halbschale aufgebaut und der Einsatz ist als Profilträger ausgebildet, der an der Halbschale befestigt ist. Das Stahlblechprofil kann aus zwei an Anschlussflanschen miteinander verschweißten Halbschalen aufgebaut sein, wobei der Profilträger an einer der Halbschalen befestigt ist. Der Profilträger kann mit einem eingegossenen Stahlblech versehen sein, das an gegenüberliegenden Seiten frei vom Profilträger abragt und zur Befestigung, beispielsweise durch Verschweißung, an den Flanschen der Halbschalen dient. Die 196 16 959 A1 lehrt jedoch noch nicht, wie der Problematik von Gussstegen in Bereichen, in denen eine Verbindung zwischen einem Blecheinleger und einer Verstärkungsstruktur vorgesehen ist, begegnet werden kann.The DE 196 16 959 A1 shows a support member for motor vehicle bodies, which consists of a sheet steel profile which is provided at least over part of its length with an insert made of light metal or other lightweight material. The sheet steel profile is constructed from at least one half-shell and the insert is designed as a profile carrier which is fixed to the half-shell. The sheet steel profile can be constructed of two half shells welded together at connection flanges, the profile support being fastened to one of the half shells. The profile support may be provided with a cast sheet steel, which protrudes freely on opposite sides of the profile carrier and is used for fastening, for example by welding, on the flanges of the half-shells. However, the 196 16 959 A1 does not teach how the problem of cast webs in areas where a connection between a sheet metal insert and a reinforcing structure is provided, can be met.

Die DE 198 48 516 A1 betrifft ein Hohlkammer-Leichtbauteil, bestehend mindestens aus einem schalenförmigen Gehäuseteil aus hochfestem Werkstoff, einer gerippten Stützstruktur aus Kunststoff und wenigstens einer Deckplatte. Die Deckplatte ist im Bereich der freiliegenden Flansche des Gehäuseteils mit diesem verbunden, beispielsweise mittels Kunststoffnieten.The DE 198 48 516 A1 relates to a hollow-chamber lightweight component, comprising at least a shell-shaped housing part made of high-strength material, a ribbed support structure made of plastic and at least one cover plate. The cover plate is connected in the region of the exposed flanges of the housing part with this, for example by means of plastic rivets.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein eingangs beschriebenes Leichtbauteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, bei denen der Blecheinleger und das Strukturteil in Bereichen, in welchen Gussstege vorliegen bzw. sich ausbilden, besonders fest und haltbar miteinander verbunden sind (Leichtbauteil) bzw. miteinander verbunden werden (Verfahren zur Herstellung des Leichtbauteils).The object of the present invention is to provide a lightweight component described in the introduction and a method for the production thereof, in which the sheet metal insert and the structural part are particularly firmly and durably connected to one another in areas in which cast webs are present or develop (lightweight component) or respectively ., are joined together (method for producing the lightweight component).

Die Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Leichtbauteil nach Anspruch 1 und ein erfindungsgemäßes Verfahren nach Anspruch 16.The object is achieved by an inventive lightweight component according to claim 1 and an inventive method according to claim 16.

Das erfindungsgemäße Leichtbauteil nach Anspruch 1 ist neben den eingangs genannten Merkmalen dadurch gekennzeichnet, dass die Gussstege bereichsweise mehrere voneinander beabstandete Teil-Gussstege ausbilden und der Blecheinleger mit dem Strukturteil direkt zwischen benachbarten Teil-Gussstegen verbunden ist.The lightweight component according to the invention according to claim 1, in addition to the features mentioned above, characterized in that the cast webs partially form a plurality of spaced-apart part-cast webs and the sheet metal insert is connected to the structural part directly between adjacent part-cast webs.

Bei dem erfindungsgemäßen Leichtbauteil ist somit vorgesehen, dass auch in Bereichen, in denen die Verstärkungsstruktur Gussstege ausbildet, der Blecheinleger mit dem Strukturteil verbunden ist. Ermöglicht wird dies dadurch, dass sich die Gussstege in solchen Bereichen in mehrere einzelne, voneinander beabstandete Gussstege aufteilen, was z. B. durch eine dazu geeignete Formgebung des Gusswerkzeugs erreicht werden kann. In den durch die Teilung der Gussstege entstehenden Zwischenräumen, kann der Blecheinleger besonders fest und haltbar direkt mit dem Strukturteil verbunden werden. Nach Ihrer Teilung können sich die einzelnen Gussstege wieder zu einem gemeinsamen Gusssteg vereinigen, wodurch eine besonders hohe Festigkeit der Verstärkungsstruktur erreicht werden kann.In the case of the lightweight component according to the invention, it is thus provided that the sheet inserter is also connected to the structural part in regions in which the reinforcing structure forms cast webs. This is made possible by the fact that divide the cast webs in such areas in several individual, spaced apart casting webs, which z. B. can be achieved by a suitable shaping of the casting tool. In the gaps created by the division of the cast webs, the sheet metal insert can be connected particularly firmly and durably directly to the structural part. After their division, the individual cast webs can unite again to form a common cast web, whereby a particularly high strength of the reinforcing structure can be achieved.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Blecheinleger randseitig wenigstens einen Blechflansch und das Strukturteil randseitig wenigstens einen Strukturflansch ausbildet, wobei der Blecheinleger und das Strukturteil im Bereich des Blechflansches und des Strukturflansches miteinander verbunden sind. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders feste und haltbare Verbindung des Strukturteils mit dem Blecheinleger im Bereich von dessen Blechflansch, obwohl dieser teilweise mit Gussstegen (den Teil-Gussstegen), welche durch den Anguss und Steiger beim Gussprozess entstanden sind, bedeckt ist.According to a first embodiment, it is advantageously provided that the sheet inserter forms at least one sheet metal flange on the edge side and at least one structural flange on the edge side, the sheet metal insert and the structural part being connected to one another in the region of the sheet metal flange and the structural flange. This embodiment allows for a particularly strong and durable connection of the structural member to the sheet metal insert in the region of its sheet metal flange, although it is partially covered with cast webs (the partial cast webs) created by the sprue and riser in the casting process.

Vorteilhaft kann der Blechflansch mehrere nebeneinander angeordnete und voneinander beabstandete Laschen umfassen. Die Laschen des Blechflansches werden mit dem Strukturflansch des Strukturteils verbunden. Durch mehrere mit dem Strukturflansch verbundene Laschen wird ein Beitrag zu einer besonders festen und haltbaren Verbindung geleistet. Weiterhin können die Laschen besonders flexibel überall dort angeordnet werden, wo eine besonders hohe Verbindungsfestigkeit erforderlich ist. Die Laschen können beispielsweise dadurch besonders einfach gebildet werden, dass der Blechflansch an seinem Längsrand mehrere nebeneinander angeordnete und voneinander beabstandete Aussparungen aufweist, deren Erstreckungen in Querrichtung zum Längsrand des Blechflansches die Länge der Laschen definieren. Die Laschen sind bevorzugt eben ausgebildet, sodass sie stumpf mit einem korrespondierenden Strukturflansch in Anlage gebracht und anschließend mit Letzterem verbunden werden können. Die Aussparungen können beispielsweise durch Ausstanzen erzeugt werden.Advantageously, the sheet metal flange comprise a plurality of juxtaposed and spaced apart tabs. The tabs of the sheet metal flange are connected to the structural flange of the structural part. A number of tabs connected to the structural flange contribute to a particularly strong and durable connection done. Furthermore, the tabs can be arranged particularly flexible anywhere where a particularly high connection strength is required. The tabs can be particularly easily formed, for example, that the sheet metal flange has at its longitudinal edge a plurality of juxtaposed spaced-apart recesses whose extensions define the length of the tabs in the transverse direction to the longitudinal edge of the sheet metal flange. The tabs are preferably flat, so that they can be brought into abutment with a corresponding structural flange in abutment and then connected to the latter. The recesses can be generated for example by punching.

Die geteilten Gussstege (d. h. die Teil-Gussstege) können jeweils zwischen zwei benachbarten Laschen verlaufen bzw. die benachbarten Laschen sind zwischen den geteilten Gussstegen (d. h. den Teil-Gussstegen) angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders leichte Herstellung des erfindungsgemäßen Leichtbauteils, weil die Angüsse und Steiger im Bereich des Blechflansches belassen und die Bereiche zwischen den Angüssen und Steigern vorteilhaft zur Ausbildung der Laschen genutzt werden können. Die Laschen können dabei über die Teil-Gussstege seitlich hinausragen, das heißt die Aussparungen müssen nicht durch Gussmaterial der Verstärkungsstruktur ausgefüllt werden, wodurch Material, Gewicht und Kosten eingespart werden können.The split cast webs (i.e., the partial cast webs) may each extend between two adjacent flaps, or the adjacent flaps are disposed between the split cast webs (i.e., the partial cast webs). This allows a particularly easy production of the lightweight component according to the invention, because the sprues and risers left in the region of the sheet metal flange and the areas between the sprues and risers can be advantageously used to form the tabs. The tabs can protrude laterally beyond the partial cast webs, that is, the recesses need not be filled by casting material of the reinforcing structure, whereby material, weight and cost can be saved.

Bevorzugt erstrecken sich die Aussparungen nicht über die volle Breite des Blechflansches, sodass ein wenigstens abschnittsweise durchgehender Rand des Blechflansches entsteht. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft auf die Festigkeit des Blechflansches und damit auch des Leichtbauteils als Ganzes aus. Weiterhin wird ermöglicht, dass die Teil-Gussstege den Blechflansch zwischen den Laschen einseitig bedecken oder beidseitig umschließen können, wodurch die Festigkeit des Blechflansches weiter erhöht wird.Preferably, the recesses do not extend over the full width of the sheet metal flange, so that an at least partially continuous edge of the sheet metal flange is formed. This has a particularly advantageous effect on the strength of the sheet metal flange and thus also of the lightweight component as a whole. Furthermore, it is possible for the partial cast webs to cover the metal flange between the tabs on one side or to enclose them on both sides, whereby the strength of the metal flange is further increased.

Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass ein weiteres Strukturteil aus Stahl oder einem Leichtmetallwerkstoff randseitig einen weiteren Strukturflansch ausbildet, welcher zwischen den Laschen mit dem Strukturflansch verbunden ist. Somit sind die Laschen mit dem Strukturflansch und die beiden Strukturflansche miteinander zwischen den Laschen verbunden. Zwischen den Laschen steht genug Freiraum zur Verfügung, welcher nicht von Gussstegen eingenommen ist. Die Verbindung zwischen den drei Bauteilen (Laschen des Blechflansches, Strukturflansch und weiterer Strukturflansch) zeichnet sich durch eine besonders hohe Festigkeit und Haltbarkeit aus. Besonders bevorzugt sind in diesem Zusammenhang die Laschen auf einer ihrer Seiten mit dem Strukturflansch und auf der gegenüberliegenden Seite mit dem weiteren Strukturflansch verbunden, wodurch die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Blecheinleger und den beiden Strukturteilen weiter erhöht werden kann.It is particularly advantageous that another structural part made of steel or a light metal material edge forms another structural flange, which is connected between the tabs with the structural flange. Thus, the tabs with the structural flange and the two structural flanges are connected together between the tabs. Between the tabs is enough free space available, which is not occupied by cast bars. The connection between the three components (flaps of the sheet metal flange, structural flange and further structural flange) is characterized by a particularly high strength and durability. In this connection, the tabs on one of their sides are particularly preferably connected to the structural flange and on the opposite side to the further structural flange, whereby the connection strength between the metal insert and the two structural parts can be further increased.

Der Strukturflansch oder der weitere Strukturflansch können besonders vorteilhaft derart geformt sein, dass sie Freiräume zwischen den Laschen ganz oder teilweise ausfüllen. Auf diese Weise wird eine besonders geeignete Anlagefläche der Strukturteile aneinander zwischen den Laschen des Blechflansches bereitgestellt. Beispielsweise können der Strukturflansch oder der weitere Strukturflansch mit den Freiräumen korrespondierende und Letztere ausfüllende Eindrückungen aufweisen. Ebenfalls ist vorteilhaft vorgesehen, dass beide Strukturteile derart geformt sind, dass sie gemeinsam Freiräume zwischen den Laschen ausfüllen.The structural flange or the further structural flange can be shaped in a particularly advantageous manner such that they completely or partially fill free spaces between the tabs. In this way, a particularly suitable contact surface of the structural parts is provided to each other between the tabs of the sheet metal flange. By way of example, the structural flange or the further structural flange may have depressions corresponding to the free spaces and depressions that fill the latter. It is also advantageously provided that both structural parts are shaped in such a way that they jointly fill free spaces between the tabs.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Blechflansch von seinen Längsrändern beabstandet mehrere nebeneinander angeordnete und voneinander beabstandete Eindrückungen aufweist, welche mit dem Strukturflansch verbunden sind, und welche die Verstärkungsstruktur und den ebenen Strukturflansch auf Abstand zueinander halten. Der gemäß dieser Ausführungsform durchgängige Blechflansch weist eine besonders hohe Festigkeit auf. Die Teil-Gussstege können zwischen den Eindrückungen und um deren Umfang herum verlaufen, weil die Eindrückungen einen Abstand zwischen dem ebenen Strukturflansch und der Verstärkungsstruktur bzw. den durch sie ausgebildeten Teil-Gussstegen schaffen. Dies erhöht weiter die Festigkeit des Blechflansches.According to a further advantageous embodiment, it is advantageously provided that the sheet metal flange, spaced from its longitudinal edges, has a plurality of juxtaposed and spaced apart indentations, which are connected to the structural flange and which keep the reinforcing structure and the planar structural flange at a distance from each other. The continuous sheet metal flange according to this embodiment has a particularly high strength. The partial cast webs may extend between and around the indentations because the indentations provide clearance between the planar structural flange and the reinforcing structure or sub-cast webs formed therethrough. This further increases the strength of the sheet metal flange.

In diesem Zusammenhang ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass ein Isolator die Verstärkungsstruktur bzw. die durch sie ausgebildeten Teil-Gussstege und den Strukturflansch miteinander verbindet. Der Isolator kann insbesondere dort zwischen der Verstärkungsstruktur und dem Strukturflansch angeordnet sein, wo diese durch die Eindrückungen in dem Blechflansch auf Abstand gehalten werden. Der Isolator, beispielsweise eine Dichtungsmasse, kann das Strukturteil und die Verstärkungsstruktur vor Korrosion schützen, wenn diese aus unterschiedlichen Materialien bestehen, z. B. das Strukturteil aus Stahl und die Verstärkungsstruktur aus Aluminium.In this connection, it is particularly advantageously provided that an insulator interconnects the reinforcing structure or the partial cast webs formed by it and the structural flange. The insulator can be arranged in particular there between the reinforcing structure and the structural flange, where they are held by the indentations in the sheet metal flange at a distance. The insulator, such as a sealant, may protect the structural member and reinforcing structure from corrosion if they are of different materials, e.g. As the structural part made of steel and the reinforcing structure made of aluminum.

Bei dem erfindungsgemäßen Leichtbauteil und seinen Ausführungsformen können der Blecheinleger und das Strukturteil besonders vorteilhaft durch wenigstens ein mechanisches Befestigungsmittel oder wenigstens eine Schweißung miteinander verbunden sein. Schweißungen sind bevorzugt, wenn der Blecheinleger und das Strukturteil sowie eventuell das weitere Strukturteil aus dem gleichen Material, z. B. Stahl, bestehen. Mechanische Befestigungsmittel, z. B. Niete oder Schrauben, können auch bei unterschiedlichen Materialpaarungen eingesetzt werden.In the lightweight component according to the invention and its embodiments, the sheet metal insert and the structural part can be particularly advantageously connected to one another by at least one mechanical fastening means or at least one weld. Welds are preferred when the sheet feeder and the structural part and possibly the other structural part of the same material, for. As steel. Mechanical fasteners, z. As rivets or screws can also be used with different material pairings.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verstärkungsstruktur, z. B. im Bereich einer durch sie ausgebildeten Rippe oder Wabe, und das Strukturteil zusätzlich durch einen Klebstoff miteinander verbunden sind. Somit sind in einem Bereich der Blecheinleger und das Strukturteil, z. B. durch mehrere Niete, sowie in einem anderen Bereich die Verstärkungsstruktur und das Strukturteil durch einen Klebstoff miteinander verbunden, wodurch alle Elemente des Leichtbauteils (Blecheinleger, Verstärkungsstruktur und Strukturteil) eine besonders verbindungsfeste und haltbare Einheit bilden.According to a further advantageous embodiment, it is provided that the reinforcing structure, for. B. in the region of a rib or honeycomb formed by them, and the structural part are additionally connected to each other by an adhesive. Thus, in one area the sheet depositors and the structural part, for. B. by a plurality of rivets, and in another area, the reinforcing structure and the structural part connected by an adhesive together, whereby all the elements of the lightweight component (sheet inserter, reinforcing structure and structural part) form a particularly connection-resistant and durable unit.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Blecheinleger und das Strukturteil aus Stahl bestehen. Das weitere Strukturteil und die Verstärkungsstruktur bestehen aus dem gleichen Leichtmetallwerkstoff. Der Strukturflansch ist mit den Laschen verschweißt und die mehreren, voneinander beabstandeten Teil-Gussstege sind mit dem weiteren Strukturflansch verschweißt. Diese Ausführungsform leistet einen Beitrag, dass obwohl die einzelnen Komponenten des Leichtbauteils aus unterschiedlichen Materialien bestehen, dennoch ausschließlich gleiche Materialien miteinander verschweißt werden können. Dabei liegen die Laschen des Blechflansches an dem Strukturflansch und die Teil-Gussstege der Verstärkungsstruktur an dem weiteren Strukturflansch an. Die Flansche und Teil-Gussstege verlaufen parallel zueinander, sodass die Laschen und der weitere Strukturflansch sowie die Teil-Gussstege und der Strukturflansch jeweils durch einen Spalt voneinander getrennt sind. In diesem Zusammenhang ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass die Laschen mit dem weiteren Strukturflansch und die Teil-Gussstege mit dem Strukturflansch durch Isolatoren verbunden sind. Die Isolatoren sind besonders bevorzugt in den vorstehend beschriebenen Spalten angeordnet und leisten einen Beitrag zur Isolierung der unterschiedlichen Materialien der einzelnen Komponenten des Leichtbauteils.According to a further preferred embodiment, it is advantageously provided that the sheet metal insert and the structural part are made of steel. The further structural part and the reinforcing structure consist of the same light metal material. The structural flange is welded to the tabs and the plurality of spaced-apart partial cast webs are welded to the further structural flange. This embodiment contributes, that although the individual components of the lightweight component made of different materials, yet only the same materials can be welded together. In this case, the tabs of the sheet metal flange abut against the structural flange and the partial cast webs of the reinforcing structure against the further structural flange. The flanges and partial cast webs run parallel to one another, so that the flaps and the further structural flange as well as the partial cast webs and the structural flange are each separated by a gap. In this connection, it is particularly advantageously provided that the tabs are connected to the further structural flange and the partial cast webs are connected to the structural flange by insulators. The insulators are particularly preferably arranged in the columns described above and contribute to the insulation of the different materials of the individual components of the lightweight component.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Blecheinleger und das Strukturteil aus Stahl bestehen und in Bereichen miteinander verschweißt sind, in denen voneinander beabstandete Teil-Gussstege die dem Strukturteil abgewandte Seite des Blecheinlegers nicht bedecken. Der Blecheinleger und das Strukturteil liegen im Bereich ihrer Verbindung aneinander an. Auf der dem Strukturteil abgewandten Seite des Blecheinlegers befinden sich die mehreren, voneinander beabstandeten Teil-Gussstege. Mittels Schweißungen wird das Strukturteil im Bereich von Freiräumen zwischen den Teil-Gussstegen mit dem Blecheinleger verbunden. Bei kleinen Freiräumen, welche für herkömmliche Schweißmittel nur schwer oder gar nicht zugänglich sind, werden bevorzugt Laserschweißnähte vorgesehen. Sind die Freiräume groß genug, so können auch herkömmliche Schweißungen vorgesehen werden. Diese Ausführungsform bietet insbesondere den Vorteil, dass das Strukturteil örtlich besonders flexibel mit dem Blecheinleger verbunden werden kann, ohne dass randseitige Flansche vorgesehen sein müssen.According to another embodiment, it is advantageously provided that the sheet metal insert and the structural part are made of steel and are welded together in areas in which spaced part-cast webs do not cover the side facing away from the structural part of the sheet metal insert. The sheet feeder and the structural part abut one another in the region of their connection. On the side facing away from the structural part of the sheet inserter are the plurality of spaced apart part-casting webs. By means of welding, the structural part is connected to the sheet metal insert in the area of free spaces between the partial cast webs. For small spaces, which are difficult or impossible to access for conventional welding means, laser welding seams are preferably provided. If the free spaces are large enough, conventional welds can also be provided. In particular, this embodiment offers the advantage that the structural part can be connected to the sheet metal inlay in a particularly flexible manner without edge flanges having to be provided.

Als vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leichtbauteils nach Anspruch 1 ist weiterhin vorgesehen, dass das Strukturteil einseitig an dem Blecheinleger anliegt und auf seiner dem Blecheinleger abgewandten Seite teilweise von Gussstegen bedeckt ist, wobei der Blecheinleger und das Strukturteil in Bereichen miteinander verbunden sind, in denen das Strukturteil nicht von Gussstegen bedeckt ist. Das Strukturteil ist sandwichartig zwischen dem Bleicheinleger und den mehreren, voneinander beabstandeten Teil-Gussstegen der Verstärkungsstruktur angeordnet. In den Freiräumen zwischen den Teil-Gussstegen sind der Blecheinleger und das Strukturteil miteinander verbunden. Das Verbinden, z. B. durch Schweißungen oder mittels mechanischer Befestigungsmittel, kann dabei vor oder nach dem Angießen bzw. Ansintern der Verstärkungsstruktur erfolgen. Alternativ ist auch vorgesehen, dass die Verstärkungsstruktur das Strukturteil derart umgießt, dass Letzteres zwischen dem Blecheinleger und der Verstärkungsstruktur im Sinne einer kraftschlüssigen Verbindung verklemmt ist, sodass auf Befestigungsmittel vollständig verzichtet werden kann. Besonders vorteilhaft können der Blecheinleger und das Strukturteil an ihren Kontaktflächen miteinander verklebt sein. Die beschriebene Ausführungsform ist besonders vorteilhaft in Zusammenhang mit der Verbindung zwischen dem Blecheinleger und einem Strukturteil, welches dem Leichtbauteil eine besonders hohe Steifigkeit und Stabilität verleiht. In diesem Zusammenhang ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass das Strukturteil ein Flachprofil ist oder einen u-förmigen Querschnitt aufweist.As an advantageous embodiment of the lightweight component according to the invention according to claim 1 is further provided that the structural part is present on one side of the sheet inserter and on its side facing away from the sheet insert partially covered by cast webs, wherein the sheet inserter and the structural part are interconnected in areas in which the structural part not covered by cast-iron bars. The structural member is sandwiched between the bleach inserter and the plurality of spaced apart part-cast webs of the reinforcing structure. In the free spaces between the partial cast bars, the sheet metal insert and the structural part are connected to each other. The connecting, z. B. by welding or by mechanical fasteners, can be done before or after casting or Ansintern the reinforcing structure. Alternatively, it is also provided that the reinforcing structure surrounds the structural part such that the latter is clamped between the sheet metal insert and the reinforcing structure in the sense of a frictional connection, so that fastening means can be completely dispensed with. Particularly advantageously, the sheet insert and the structural part can be glued together at their contact surfaces. The embodiment described is particularly advantageous in connection with the connection between the sheet metal insert and a structural part, which gives the lightweight component a particularly high rigidity and stability. In this context, it is particularly advantageously provided that the structural part is a flat profile or has a U-shaped cross-section.

Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 16 zur Herstellung eines Leichtbauteils mit den eingangs genannten Merkmalen umfasst die Schritte:

a) Einlegen des Blecheinlegers in einen Formhohlraum eines Gusswerkzeugs,
b) Füllen von nicht durch den Blecheinleger eingenommenem Formhohlraum mit gießfähigem bzw. sinterfähigem Leichtmetallwerkstoff zur Ausbildung der Verstärkungsstruktur unter Ausbildung von Gussstegen auf dem Blecheinleger,
c) Verdrängen von auf dem Blecheinleger befindlichem, einen Gusssteg ausbildenden Leichtmetallwerkstoff vor dessen Erstarrung durch einen Schieber des Gusswerkzeugs und
d) Verbinden des Blecheinlegers mit dem Strukturteil im Bereich des Blecheinlegers, in welchem Leichtmetallwerkstoff verdrängt worden ist.

The method according to the invention according to claim 16 for producing a lightweight component with the features mentioned at the outset comprises the steps:

a) inserting the metal insert into a mold cavity of a casting tool,
b) filling of mold cavity not occupied by the sheet metal insert with castable or sinterable light metal material for forming the reinforcing structure with formation of cast webs on the sheet metal insert,
c) displacement of on the sheet feeder befindlichem, forming a cast web Light metal material before its solidification by a slider of the casting tool and
d) connecting the sheet inserter with the structural part in the region of the sheet inserter, in which light metal material has been displaced.

Das erfindungsgemäße Verfahren schafft in Schritt c) die Voraussetzungen, dass ein sich auf dem Blecheinleger ausbildender Gusssteg vor seiner Erstarrung von der Oberfläche des Blecheinlegers verdrängt wird und somit einer Verbindung des Blecheinlegers mit dem Strukturteil nicht mehr hinderlich ist. Ein Schieber ist dabei ein Teil des Gusswerkzeugs, welcher relativ zu dem Gusswerkzeug beweglich ist und einen Teil einer den Formhohlraum begrenzenden Innenfläche des Gusswerkzeugs bildet. Der Schieber ist derart angeordnet, dass er dort auf den Blecheinleger gedrückt werden kann, wo Letzterer mit dem Strukturteil verbunden werden soll. Nach Erstarrung des Gusswerkstoffs kann der Schieber bevorzugt auch wieder von dem Blecheinleger weg bewegt werden. Es ist nicht notwendig, dass alle sich ausbildenden Gussstege von der Oberfläche des Blecheinlegers verdrängt werden, sondern nur der Gusssteg oder die Gussstege, welche sich in Bereichen ausbilden, in welchen der Blecheinleger mit dem Strukturteil verbunden werden soll.The method according to the invention provides in step c) the prerequisites that a cast web forming on the sheet metal insert is displaced from the surface of the sheet metal insert before it solidifies and thus no longer hindering a connection of the sheet metal inserter to the structural part. A slider is a part of the casting tool, which is movable relative to the casting tool and forms part of an inner surface of the casting tool bounding the mold cavity. The slider is arranged so that it can be pressed there on the sheet inserter, where the latter is to be connected to the structural part. After solidification of the casting material, the slide can preferably also be moved away from the sheet feeder again. It is not necessary that all the forming cast webs be displaced from the surface of the sheet feeder, but only the cast web or the cast webs, which form in areas in which the sheet metal insert is to be connected to the structural part.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Hereby shows:

1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils gemäß Anspruch 1 mit Blechlaschen und einem Strukturflansch, 1 a perspective view of an embodiment of a lightweight component according to the invention according to claim 1 with sheet metal tabs and a structural flange,

2 einen Schnitt durch das Leichtbauteil nach 1 gemäß Schnittführung A-A, 2 a section through the lightweight component after 1 according to cut AA,

3 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils gemäß Anspruch 1 mit einer an ein Strukturteil geklebten Verstärkungsstruktur, 3 a perspective view of another embodiment of a lightweight component according to the invention according to claim 1 with a glued to a structural part reinforcing structure,

4 einen Schnitt durch das Leichtbauteil nach 3 gemäß Schnittführung B-B, 4 a section through the lightweight component after 3 according to cutting guide BB,

5 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils gemäß Anspruch 1 mit zwei Strukturteilen, 5 a perspective view of another embodiment of a lightweight component according to the invention according to claim 1 with two structural parts,

6 einen Schnitt durch das Leichtbauteil nach 5 gemäß Schnittführung C-C, 6 a section through the lightweight component after 5 according to cut CC,

7 einen Schnitt durch das Leichtbauteil nach 5 gemäß Schnittführung D-D, 7 a section through the lightweight component after 5 according to cutting guide DD,

8 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils gemäß Anspruch 1 mit Isolatoren, 8th a perspective view of another embodiment of a lightweight component according to the invention according to claim 1 with insulators,

9 einen Schnitt durch das Leichtbauteil nach 8 gemäß Schnittführung E-E, 9 a section through the lightweight component after 8th according to section EE,

10 einen Schnitt durch das Leichtbauteil nach 8 gemäß Schnittführung F-F, 10 a section through the lightweight component after 8th according to cutting guide FF,

11 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils gemäß Anspruch 1 mit mehreren Laserschweißnähten, 11 a perspective view of another embodiment of a lightweight component according to the invention according to claim 1 with a plurality of laser welds,

12 eine Seitenansicht des Leichtbauteils nach 11, 12 a side view of the lightweight component after 11 .

13 eine weitere perspektivische Ansicht des Leichtbauteils nach 11, 13 another perspective view of the lightweight component after 11 .

14 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils gemäß Anspruch 1 mit mehreren Punktschweißungen, 14 a perspective view of another embodiment of a lightweight component according to the invention according to claim 1 with a plurality of spot welds,

15 eine Seitenansicht des Leichtbauteils nach 14, 15 a side view of the lightweight component after 14 .

16 eine weitere perspektivische Ansicht des Leichtbauteils nach 14, 16 another perspective view of the lightweight component after 14 .

17 eine perspektivische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils gemäß Anspruch 1 mit Eindrückungen im Blechflansch, 17 a perspective sectional view of another embodiment of a lightweight component according to the invention according to claim 1 with indentations in the sheet metal flange,

18 einen Schnitt durch das Leichtbauteil nach 17 gemäß Schnittführung G-G, 18 a section through the lightweight component after 17 according to cut GG,

19 einen Schnitt durch das Leichtbauteil nach 17 gemäß Schnittführung H-H, 19 a section through the lightweight component after 17 according to cutting guide HH,

20 eine perspektivische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils gemäß Anspruch 1 mit einem Strukturteil als Flachprofil, 20 a perspective sectional view of another embodiment of a lightweight component according to the invention according to claim 1 with a structural part as a flat profile,

21 einen Schnitt durch das Leichtbauteil nach 20 gemäß Schnittführung I-I, 21 a section through the lightweight component after 20 according to section II,

22 eine perspektivische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils gemäß Anspruch 1 mit einem u-förmigen Strukturteil und 22 a perspective sectional view of another embodiment of a lightweight component according to the invention according to claim 1 with a U-shaped structural part and

23 einen Schnitt durch das Leichtbauteil nach 22 gemäß Schnittführung J-J. 23 a section through the lightweight component after 22 according to cut JJ.

Die 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines zu einer Symmetrieachse S symmetrischen erfindungsgemäßen Leichtbauteils 1 gemäß Anspruch 1. Das Leichtbauteil 1 umfasst einen Blecheinleger 2 aus einem Tiefziehstahl, eine gegossene Verstärkungsstruktur 3 aus einem Aluminiumwerkstoff und ein Strukturteil 4 aus einem Tiefziehstahl. Das Leichtbauteil 1 ist in diesem Beispiel ein Karosserieteil eines Automobils. Der Blecheinleger 2 weist ein offenes, im Wesentlichen U-förmiges Querschnittsprofil auf, welches eine Basis 2 _B und zwei an gegenüberliegenden Enden der Basis ansetzende Schenkel 2 _S umfasst. Die Schenkel 2 _S verlaufen dabei annähernd senkrecht zu der Basis 2 _B. Die Verstärkungsstruktur 3 ist lokal an den Blecheinleger 2 angegossen und dadurch mit Letzterem verbunden. Die Verstärkungsstruktur 3 weist mehrere Verstärkungsrippen 3 _a auf, welche zwischen den Schenkeln 2 _S des Blecheinlegers 2 angeordnet sind und diesen insbesondere vor lokalem Ausbeulen schützen. Weiterhin ist die Verstärkungsstruktur 3 bereichsweise an die Innenseiten der Schenkel 2 _S angegossen. The 1 and 2 show an embodiment of a symmetrical to a symmetry axis S symmetrical lightweight component according to the invention 1 according to claim 1. The lightweight component 1 includes a sheet feeder 2 from a deep-drawn steel, a cast reinforcing structure 3 from an aluminum material and a structural part 4 from a deep-drawing steel. The lightweight component 1 is in this example a body part of an automobile. The sheet feeder 2 has an open, substantially U-shaped cross-sectional profile, which is a base 2 _B and two at opposite ends of the base attaching leg 2 _S includes. The thigh 2 _S run approximately perpendicular to the base 2 _B. The reinforcing structure 3 is local to the sheet feeder 2 molded and connected with the latter. The reinforcing structure 3 has several reinforcing ribs 3 _a on which one between the thighs 2 _{S of} the sheet feeder 2 are arranged and protect this particular from local bulging. Furthermore, the reinforcing structure 3 partially to the inner sides of the legs 2 _S poured.

Zwei randseitige Blechflansche 2 _F des Blecheinlegers 2 1 schließen sich in einem Winkel von etwa 90° an die Schenkel 2 _S des Blecheinlegers 2 an und bilden zwei äußere Abschlüsse des Leichtbauteils 1. Durch die Symmetrie des Leichtbauteils 1 sind auch die Blechflansche 2 _F symmetrisch, weswegen im Folgenden lediglich auf einen Blechflansch 2 _F Bezug genommen wird, wobei im Folgenden gemachte Ausführungen jedoch sinngemäß für beide Blechflansche 2 _F gelten. Der Blechflansch 2 _F umfasst eine Mehrzahl an nebeneinander angeordneten und voneinander beabstandeten Laschen 2 _L. Zwischen den Laschen 2 _L weist der Blechflansch 2 _F eine geringere Breite auf und bildet buchtenartige Freiräume 8 aus.Two edge metal flanges 2 _{F of} the sheet feeder 2 1 close at an angle of about 90 ° to the legs 2 _{S of} the sheet feeder 2 and form two outer terminations of the lightweight component 1 , Due to the symmetry of the lightweight component 1 are also the metal flanges 2 _F symmetrical, so in the following only on a sheet metal flange 2 _F reference is made, with the statements made below, however, mutatis mutandis for both sheet metal flanges 2 _F apply. The sheet metal flange 2 _F comprises a plurality of adjacent and spaced tabs 2 _L. Between the tabs 2 _L has the sheet metal flange 2 _F a smaller width and forms book-like open spaces 8th out.

Die Verstärkungsstruktur 3 bildet mehrere voneinander beabstandete Teil-Gussstege 3 _G aus, welche den Blechflansch 2 _F zwischen den Laschen 2 _L bedecken. Die Laschen 2 _L erstrecken sich zwischen den Teil-Gussstegen 3 _G randseitig über diese hinaus. Die Teil-Gussstege 3 _G sind überall dort ausgebildet, wo zur Herstellung des Leichtbauteils 1 ein Anguss bzw. Steiger vorgesehen war, welche jeweils einen gemeinsamen, bereits abgetrennten Gusssteg verursacht haben. Die gemeinsamen Gussstege haben sich in die in 1 dargestellten Teil-Gussstege 3 _G aufgeteilt.The reinforcing structure 3 forms a plurality of spaced part-cast webs 3 _G off, which the sheet metal flange 2 _F between the tabs 2 _{Cover L} The tabs 2 _L extend between the partial cast bars 3 _{G on the} edge beyond this. The partial cast bars 3 _G are trained everywhere, where for the production of the lightweight component 1 a sprue or riser was provided, which have each caused a common, already separated cast web. The common sprues got into the in 1 illustrated partial cast bars 3 _G divided.

Das Strukturteil 4 bildet randseitig zwei Strukturflansche 4 _F aus, welche zu den Teil-Gussstegen 3 _G passende Eindrückungen E aufweisen und die gleiche Breite wie die Blechflansche 2 _F aufweisen. Die Strukturflansche 4 _F liegen mit den inneren Oberflächen der Eindrückungen E auf den Teil-Gussstegen 3 _G und mit ihrem äußeren Rand auf den Laschen 2 _L auf. Die Strukturflansche 4 _F sind mit den Laschen 2 _L zwischen den Teil-Gussstegen 3 _G durch mehrere Niete 5 verbunden.The structural part 4 forms two structural flanges at the edge 4 _F off, which to the partial cast bars 3 _G matching indentations E have and the same width as the sheet metal flanges 2 _F have. The structural flanges 4 _F lie with the inner surfaces of the indentations E on the partial cast webs 3 _G and with its outer edge on the tabs 2 _L up. The structural flanges 4 _F are with the tabs 2 _L between the partial casting bridges 3 _G through several rivets 5 connected.

Die 3 und 4 zeigen ein dem Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 ähnliches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils gemäß Anspruch 1, wobei zusätzlich eine Verstärkungsrippe 3 _a der Verstärkungsstruktur 3 mit einem Strukturteil 4 durch einen Klebstoff 6 verbunden ist.The 3 and 4 show an embodiment of the 1 and 2 similar embodiment of a lightweight component according to the invention according to claim 1, wherein additionally a reinforcing rib 3 _{a of} the reinforcing structure 3 with a structural part 4 through an adhesive 6 connected is.

Die 5 bis 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils 1 gemäß Anspruch 1. Ein im Wesentlichen u-förmiges Strukturteil 4 in Form eines Schließblechs aus einem Tiefziehstahl bildet randseitig zwei Strukturflansche 4 _F aus. Die Strukturflansche 4 _F weisen Eindrückungen 4 _E auf, welche zu den zwischen den Laschen 2 _L des Blecheinlegers 2 aus einem Tiefziehstahl vorliegenden Freiräumen 8 passen und diese teilweise ausfüllen. Das Strukturteil 4 liegt mit den Oberseiten seiner Strukturflansche 4 _F auf den Laschen 2 _L und im Bereich der Freiräume 8 mit den Außenseiten seiner Eindrückungen 4 _E auf den weiteren Strukturflanschen 7 _F des weiteren Strukturteils 7 aus Tiefziehstahl auf. Das weitere, im Wesentlichen u-förmige Strukturteil 7 in Form eines Schließblechs bildet randseitig zwei weitere Strukturflansche 7 _F aus, deren Oberseiten flach an den Unterseiten der Laschen 2 _L und an den Außenseiten der Eindrückungen 4 _E des Strukturflansches 4 _F anliegen. Der Strukturflansch 4 _F ist zwischen den Laschen 2 _L im Bereich seiner Eindrückungen 4 _E mit dem weiteren Strukturflansch 7 _F verschweißt. Außerhalb der Eindrückungen 4 _E sind die Laschen 2 _L des Blecheinlegers 2 mit dem Strukturflansch 4 _F und dem weiteren Strukturflansch 7 _F verschweißt.The 5 to 7 show a further embodiment of a lightweight component according to the invention 1 according to claim 1. A substantially U-shaped structural part 4 In the form of a striking plate made of a deep-drawn steel, two structural flanges form on the edge 4 _F off. The structural flanges 4 _F show impressions 4 _E , which to the between the tabs 2 _{L of} the sheet feeder 2 Free spaces available from a deep-drawing steel 8th fit and partially fill. The structural part 4 lies with the tops of its structural flanges 4 _F on the tabs 2 _L and in the field of open spaces 8th with the outsides of his impressions 4 _E on the other structural flanges 7 _{F of} the further structural part 7 made of thermoformed steel. The further, essentially U-shaped structural part 7 in the form of a striking plate, two further structural flanges form at the edge 7 _F off, their tops flat on the undersides of the tabs 2 _L and on the outsides of the indentations 4 _{E of} the structural flange 4 _F lie. The structural flange 4 _F is between the tabs 2 _L in the range of his impressions 4 _E with the other structural flange 7 _F welded. Outside the impressions 4 _E are the tabs 2 _{L of} the sheet feeder 2 with the structural flange 4 _F and the other structural flange 7 _F welded.

Die 8 bis 10 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils 1 gemäß Anspruch 1 mit zwei Strukturteilen 4, 7 in Form von Schließblechen. Die Strukturflansche 4F, 7F der Strukturteile 4, 7 sind durchgehend eben ausgebildet. Das in den 8 bis 10 unten dargestellte Strukturteil 4 aus einem Tiefziehstahl liegt mit den Oberseiten seiner Strukturflansche 4 _F an den Laschen 2 _L eines Blecheinlegers 2 aus einem Tiefziehstahl an und ist mit diesen verschweißt. Das in den 8 bis 10 oben dargestellte weitere Strukturteil 7 aus einem Aluminiumwerkstoff liegt mit den Oberseiten seiner Strukturflansche 7 _F an den Teil-Gussstegen 3 _G der Verstärkungsstruktur 3 aus einem Aluminiumwerkstoff an und ist mit diesen verschweißt. Die Strukturflansche 4 _F, 7 _F und Teil-Gussstege 3 _G verlaufen parallel zueinander. Zwischen den Laschen 2 _L und dem weiteren Strukturflansch 7 _F sowie zwischen den Teil-Gussstegen 3 _G und dem Strukturflansch 4 _F liegt jeweils ein Spalt. In den jeweiligen Spalten sind die Laschen 2 _L mit dem weiteren Strukturflansch 7 _F und die Teil-Gussstege 3 _G mit dem Strukturflansch 4 _F durch Isolatoren 9 verbunden.The 8th to 10 show a further embodiment of a lightweight component according to the invention 1 according to claim 1 with two structural parts 4 . 7 in the form of strike plates. The structural flanges 4F . 7F the structural parts 4 . 7 are consistently formed. That in the 8th to 10 Structural part shown below 4 a deep-drawn steel lies with the tops of its structural flanges 4 _F on the tabs 2 _{L of} a sheet feeder 2 from a deep-drawn steel and is welded to these. That in the 8th to 10 shown above further structural part 7 made of an aluminum material lies with the tops of its structural flanges 7 _F at the partial casting bridges 3 _{G of} the reinforcing structure 3 made of an aluminum material and is welded to these. The structural flanges 4 _F , 7 _F and partial cast bars 3 _G run parallel to each other. Between the tabs 2 _L and the other structural flange 7 _F and between the partial casting bridges 3 _G and the structural flange 4 _F is in each case a gap. In the respective columns are the tabs 2 _L with the other structural flange 7 _F and the partial cast bars 3 _G with the structural flange 4 _F through insulators 9 connected.

Die 11 bis 13 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils 1 gemäß Anspruch 1 mit mehreren Laserschweißnähten 10. Das Leichtbauteil 1 weist einen ein offenes Querschnittsprofil aufweisenden Blecheinleger 2 aus Stahl auf, an welchen eine Verstärkungsstruktur 3 aus Aluminium angegossen ist. Durch die Verstärkungsstruktur 3 ausgebildete Gussstege 30 sind auf der Höhe der Laserschweißnähte 10 in mehrere, voneinander beabstandete Teil-Gussstege 3 _G aufgeteilt. Die Laserschweißnähte 10 verlaufen jeweils zwischen den Teil-Gussstegen 3 _G und verbinden den Blecheinleger 2 mit dem Strukturteil 4 aus Stahl.The 11 to 13 show a further embodiment of a lightweight component according to the invention 1 according to claim 1 with a plurality of laser welds 10 , The lightweight component 1 has a sheet metal insert having an open cross-sectional profile 2 made of steel, to which a reinforcing structure 3 made of aluminum. Through the reinforcement structure 3 trained cast iron bars 30 are at the height of the laser welds 10 in several, spaced apart part-cast webs 3 _G divided. The laser welds 10 each run between the partial cast webs 3 _G and connect the sheet feeder 2 with the structural part 4 from steel.

Das durch die 14 bis 16 gezeigte weitere Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils 1 nach Anspruch 1 unterscheidet sich von dem durch die 11 bis 13 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass anstatt der Laserschweißnähte mehrere Punktschweißungen 11 den Blecheinleger 2 mit dem Strukturteil 4 verbinden. Dies ist deshalb möglich, weil die zwischen den Teil-Gussstegen 3 _G liegenden Freiräume groß genug für entsprechende Schweißwerkzeuge SW sind.That by the 14 to 16 shown further embodiment of a lightweight component according to the invention 1 according to claim 1 differs from that by the 11 to 13 illustrated embodiment in that instead of the laser welds multiple Punktschweißungen 11 the sheet feeder 2 with the structural part 4 connect. This is possible because of the between the partial cast webs 3 _G lying clearances are large enough for corresponding welding tools SW.

Bei dem durch die 17 bis 19 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils 1 gemäß Anspruch 1 weist der Blechflansch 2 _F eines Blecheinlegers 2 aus Stahl von seinen Längsrändern beabstandet mehrere nebeneinander angeordnete und voneinander beabstandete Eindrückungen 12 auf, welche mit dem Strukturflansch 4 _F eines Strukturteils 4 aus Stahl verschweißt sind. Die Eindrückungen 12 sorgen für einen Spalt 13 zwischen den durch die Verstärkungsstruktur 3 aus einem Aluminiumwerkstoff ausgebildeten Teil-Gussstegen 3 _G und dem ebenen Strukturflansch 4 _F. Ein Isolator 9 in dem Spalt 13 verbindet die Verstärkungsstruktur 3 und den Strukturflansch 4 _F miteinander.In which by the 17 to 19 illustrated embodiment of a lightweight component according to the invention 1 according to claim 1, the sheet metal flange 2 _{F of} a sheet feeder 2 made of steel spaced from its longitudinal edges a plurality of juxtaposed and spaced-apart indentations 12 on which with the structural flange 4 _{F of} a structural part 4 made of steel are welded. The impressions 12 make a gap 13 between through the reinforcing structure 3 formed from an aluminum material partial cast webs 3 _G and the plane structural flange 4 _F. An insulator 9 in the gap 13 connects the reinforcing structure 3 and the structural flange 4 _F together.

Die 20 und 21 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils gemäß Anspruch 1. Das Strukturteil 4 in Form eines Flachprofils liegt einseitig an der Innenseite der Basis 2 _B des Blecheinlegers 2 an und ist auf seiner der Basis 2 _B abgewandten Seite teilweise von Teil-Gussstegen 3 _G bedeckt. Das Strukturteil 4 ist somit teilweise von der Verstärkungsstruktur 3 umgossen und durch die Basis 2 _B des Blecheinlegers 2 und die Teil-Gussstege 3 _G im Sinne einer kraftschlüssigen Verbindung verklemmt. Der Blecheinleger 2 und das Strukturteil 4 sind in Bereichen miteinander verbunden, in denen das Strukturteil 4 nicht von Teil-Gussstegen 3 _G bedeckt ist, also zwischen den einzelnen Teil-Gussstegen 3 _G. Die Verbindung kann beispielsweise durch eine Punktschweißung oder eine Laserschweißung ausgeführt sein. Zusätzlich können der Blecheinleger 2 und das Strukturteil 4 an ihren Kontaktflächen geklebt sein.The 20 and 21 show a further embodiment of a lightweight component according to the invention according to claim 1. The structural part 4 in the form of a flat profile lies on one side on the inside of the base 2 _{B of} the sheet feeder 2 and is based on his 2 _B opposite side partially of partial cast bars 3 _G covered. The structural part 4 is thus partially of the reinforcing structure 3 poured over and through the base 2 _{B of} the sheet feeder 2 and the partial cast bars 3 _G jammed in the sense of a positive connection. The sheet feeder 2 and the structural part 4 are interconnected in areas where the structural part 4 not from partial cast bars 3 _{G is} covered, so between the individual partial cast bars 3 _G. The connection can be carried out, for example, by spot welding or laser welding. In addition, the sheet feeder 2 and the structural part 4 be glued to their contact surfaces.

Das durch die 22 und 23 gezeigte weitere Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leichtbauteils 1 nach Anspruch 1 unterscheidet sich von dem durch die 20 und 21 dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass das Strukturteil 4 im Querschnitt u-förmig ist.That by the 22 and 23 shown further embodiment of a lightweight component according to the invention 1 according to claim 1 differs from that by the 20 and 21 illustrated embodiment essentially in that the structural part 4 in cross-section is U-shaped.

Claims

Lightweight component ( 1 ) comprising - a sheet metal insert having an open cross-sectional profile ( 2 ) made of steel or a light metal material, - a local to the sheet metal insert ( 2 ) cast-on or sintered, made of a light metal material reinforcing structure ( 3 ) having a plurality of reinforcing ribs ( 3 _a ) and continue on the sheet feeder ( 2 ) covering these pouring bridges ( 30 ), and - one with the sheet feeder ( 2 ) connected structural part ( 4 ) made of steel or a light metal material, characterized in that the cast webs ( 30 ) partially spaced apart part-cast webs ( 3 _G ) and the sheet feeder ( 2 ) with the structural part ( 4 ) directly between adjacent partial cast webs ( 3 _G ) is connected.

Lightweight component ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the sheet metal insert ( 2 ) at the edge at least one sheet metal flange ( 2 _F ) and the structural part ( 4 ) at least one structural flange ( 4 _F ), wherein the sheet feeder ( 2 ) and the structural part ( 4 ) in the area of the sheet metal flange ( 2 _F ) and the structural flange ( 4 _F ) are interconnected.

Lightweight component ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the sheet metal flange ( 2 _F ) a plurality of juxtaposed and spaced apart tabs ( 2 _L ).

Lightweight component ( 1 ) according to claim 3, characterized in that a further structural part ( 7 ) made of steel or a light metal material at the edge another structural flange ( 7 _F ), which between the tabs ( 2 _L ) with the structural flange ( 4 _F ) is connected.

Lightweight component ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the tabs ( 2 _L ) on one of its sides with the structural flange ( 4 _F ) and on the opposite side with the further structural flange ( 7 _F ) are connected.

Lightweight component ( 1 ) according to claim 4 or 5, characterized in that the structural flange ( 4 _F ) or the further structural flange ( 7 _F ) is shaped in such a way that it frees space ( 8th ) between the tabs ( 2 _L ) at least partially fills.

Lightweight component ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the sheet metal flange ( 2 _F ) spaced from its longitudinal edges a plurality of juxtaposed and spaced-apart indentations ( 12 ), which with the structural flange ( 4 _F ) are connected and the reinforcing structure ( 3 ) and the planar structural flange ( 4 _F ) keep them at a distance from each other.

Lightweight component ( 1 ) according to claim 7, characterized in that an insulator ( 9 ) the reinforcing structure ( 3 ) and the structural flange ( 4 _F ) connects to each other.

Lightweight component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet metal insert ( 2 ) and the structural part ( 4 ) by at least one mechanical fastening means ( 5 ) or at least one weld ( 10 . 11 ) are interconnected.

Lightweight component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing structure ( 3 ) and the structural part ( 4 ) additionally by an adhesive ( 6 ) are interconnected.

Lightweight component ( 1 ) according to one of claims 4 to 7, characterized in that - the sheet feeder ( 2 ) and the structural part ( 4 ) consist of steel, - the further structural part ( 7 ) and the reinforcing structure ( 3 ) consist of the same light metal material, - the structural flange ( 4 _F ) with the tabs ( 2 _L ) is welded and - the plurality of spaced apart partitions ( 3 _G ) with the further structural flange ( 4 _F ) are welded.

Lightweight component ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the tabs ( 2 _L ) with the further structural flange ( 7 _F ) and the partial cast webs ( 3 _G ) with the structural flange ( 4 _F ) by insulators ( 9 ) are connected.

Lightweight component ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the sheet metal insert ( 2 ) and the structural part ( 4 ) are made of steel and welded together in areas in which spaced part-cast webs ( 3 _G ) the structural part ( 4 ) facing away from the sheet inserter ( 2 ) do not cover.

Lightweight component ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the structural part ( 4 ) on one side of the sheet feeder ( 2 ) and on its the sheet feeder ( 2 ) side facing away partially from part-cast webs ( 3 _G ), wherein the sheet feeder ( 2 ) and the structural part ( 4 ) are interconnected in areas where the structural part ( 4 ) not of partial cast webs ( 3 _G ) is covered.

Lightweight component ( 1 ) according to claim 14, characterized in that the structural part ( 4 ) is a flat profile or has a U-shaped cross-section.

Method for producing a lightweight component ( 1 ) comprising - a sheet metal insert having an open cross-sectional profile ( 2 ) made of steel or a light metal material, - a local to the sheet metal insert ( 2 ) cast or sintered cast webs ( 30 ) on the sheet inserter forming reinforcing structure ( 3 ) of a light metal material and - one with the sheet metal insert ( 2 ) connected structural part ( 4 ) of steel or a light metal material, comprising the steps of: a) inserting the metal inserter ( 2 ) in a mold cavity of a casting tool, b) filling by not by the sheet metal insert ( 2 ) occupied mold cavity with castable or sinterable light metal material for forming the reinforcing structure ( 3 ) with formation of cast webs ( 30 ) on the sheet feeder, characterized by c) displacing on the sheet feeder ( 2 ), a casting gate ( 30 ) forming light metal material before its solidification by a slider of the casting tool and d) connecting the sheet inserter ( 2 ) with the structural part ( 4 ) in the area of the sheet feeder ( 2 ), in which light metal material has been displaced.