DE102014006205A1 - Seat cross member for a motor vehicle, motor vehicle body shell structure with a seat cross member, method for producing a seat cross member, and method for producing a motor vehicle shell structure - Google Patents

Seat cross member for a motor vehicle, motor vehicle body shell structure with a seat cross member, method for producing a seat cross member, and method for producing a motor vehicle shell structure Download PDF

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Abstract

Es wird ein Sitzquerträger (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit – entlang einer Längserstreckung des Sitzquerträgers (1) gesehen – endenseitig angeordneten Anschlusskonturen (7, 9) zur Verbindung mit einerseits einem Schweller und andererseits einem Mitteltunnel eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen. Der Sitzquerträger (1) zeichnet sich dadurch aus, dass der Sitzquerträger (1) als – im Querschnitt gesehen – U-förmiges Schmiedeteil ausgebildet ist, welches die Anschlusskonturen (7, 9) einstückig im Bereich seiner – in Längsrichtung gesehen – gegenüberliegenden Enden (3, 5) aufweist.A seat cross member (1) for a motor vehicle, in particular a passenger car, with connecting contours (7, 9) arranged at the end for connection to a rocker panel on the one hand and to a central tunnel of a motor vehicle on the other hand, is proposed. The seat cross member (1) is characterized in that the seat cross member (1) is designed as a U-shaped forged part - seen in cross section - which integrates the connecting contours (7, 9) in the region of its opposite ends (3 , 5).

Description

Die Erfindung betrifft einen Sitzquerträger für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1, eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur mit einem Sitzquerträger gemäß Anspruch 6, ein Verfahren zur Herstellung eines Sitzquerträgers gemäß Anspruch 8, und ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur gemäß Anspruch 9.The invention relates to a seat cross member for a motor vehicle according to claim 1, a motor vehicle body structure with a seat cross member according to claim 6, a method for manufacturing a seat cross member according to claim 8, and a method for producing a motor vehicle body structure according to claim 9.

Sitzquerträger der hier angesprochenen Art sind bekannt. Beispielsweise geht aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 048 335 A1 ein Sitzquerträger hervor, der im Wesentlichen dreiteilig ausgebildet ist, wobei er ein beispielsweise tiefgezogenes Querprofil und zwei Längsprofile aufweist. Die Längsprofile dienen der Anbindung an einen Schweller beziehungsweise an einen Mitteltunnel eines Kraftfahrzeugs, während das Querprofil die beiden Längsprofile miteinander verbindet und dabei einem Bodenbereich des Kraftfahrzeugs eine erhöhte Quersteifigkeit verleiht. Das Querprofil ist endseitig rampenartig ausgebildet und wird mit einem formentsprechenden Abschnitt des jeweiligen Längsprofils verschweißt oder verlötet. Das Längsprofil wird dann seinerseits mit dem Schweller und dem Mitteltunnel verschweißt beziehungsweise verlötet. Alternativ ist es auch bekannt, einen Sitzquerträger zumindest bereichsweise als Guss-Teil, als Rohr oder als Strangpressprofil auszubilden. Nachteilig an diesen Ausgestaltungen ist, dass sie in ihrer Herstellung sehr aufwändig und mit vielen Fertigungstoleranzen behaftet sind, wobei sie zugleich großen Bauraum benötigen. Zugleich sind sie insbesondere in Hinblick auf ihre mechanische Beanspruchbarkeit, gerade auch für den Fall eines Seitenaufpralls, verbesserbar. Insbesondere in der Profilform weist der bekannte Sitzquerträger eine meist für die heutigen Crash-Anforderungen nicht ausreichende Festigkeit auf.Seat cross member of the type mentioned here are known. For example, from the German patent application DE 10 2009 048 335 A1 a seat cross member out, which is formed substantially in three parts, wherein it has an example deep-drawn transverse profile and two longitudinal profiles. The longitudinal profiles are used to connect to a sill or to a center tunnel of a motor vehicle, while the transverse profile connects the two longitudinal profiles with each other, thereby giving an increased transverse stiffness to a floor area of the motor vehicle. The transverse profile is formed ramp-like end and is welded or soldered to a shape-responsive portion of the respective longitudinal profile. The longitudinal profile is then in turn welded or soldered to the sill and the center tunnel. Alternatively, it is also known to design a seat cross member at least partially as a cast part, as a tube or as an extruded profile. A disadvantage of these embodiments is that they are involved in their production very complex and with many manufacturing tolerances, while they require large space. At the same time they are particularly in terms of their mechanical strength, especially in the event of a side impact, can be improved. In particular, in the profile shape, the known seat cross member on a mostly insufficient for today's crash requirements strength.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sitzquerträger zu schaffen, der die genannten Nachteile nicht aufweist. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur mit einem solchen Sitzquerträger, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Sitzquerträgers und ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.The invention is therefore an object of the invention to provide a seat cross member, which does not have the disadvantages mentioned. The invention is further based on the object, a motor vehicle shell structure with such a seat cross member, and to provide a method for producing a seat cross member and a method for producing a motor vehicle shell structure, said disadvantages do not occur.

Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Sitzquerträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Der Sitzquerträger für ein Kraftfahrzeug, der insbesondere ausgebildet ist für einen Personenkraftwagen, weist – entlang einer Längserstreckung des Sitzquerträgers gesehen – endenseitig angeordnete Anschlusskonturen zur Verbindung mit einerseits einem Schweller und andererseits einem Mitteltunnel eines Kraftfahrzeugs auf. Er zeichnet sich dadurch aus, dass er als – im Querschnitt gesehen – U-förmiges Schmiedeteil ausgebildet ist, welches die Anschlusskonturen einstückig im Bereich seiner – in Längsrichtung gesehen – gegenüberliegenden Enden aufweist. Durch die Herstellung des Sitzquerträgers als Schmiedeteil ergibt sich ein hochverdichtetes Gefüge, durch das der Sitzquerträger eine außerordentlich hohe mechanische Festigkeit erreicht. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft bei einem Seitenaufprall aus. Beim Schmieden kann auch ein Faserverlauf in dem Gefüge belastungsgerecht eingestellt werden, wobei Fasern insbesondere in mechanisch hochbelasteten Bereichen verdichtet oder gebündelt werden können. Auf diese Weise wird die Festigkeit des Sitzquerträgers weiter gesteigert. Auch duktile Bereiche können integriert sein. Durch die erhöhte Festigkeit ist es möglich, zugleich einen ausreichenden Belastungswiderstand für den Fall eines Seitenaufpralls zu gewährleisten und die Wandstärke des Querträgers zu verringern. Dies trägt dem Leichtbaugedanken Rechnung. Weiterhin ist es beim Schmieden möglich, den Sitzquerträger mit – entlang seiner Längserstreckung gesehen – variierendem Querschnittsverlauf zu fertigen, wobei es insbesondere möglich ist, mechanisch hoch belastete Bereiche mit größerem Querschnitt auszubilden als mechanisch geringer belastete Bereiche. Die Wandstärke des Trägers muss also nicht auf eine maximale mechanische Belastung ausgelegt werden, sondern kann bedarfsgerecht ausgestaltet sein. Dies führt wiederum zu Materialeinsparungen, sodass der Querträger insgesamt leichter sein kann als dies beispielsweise bei einem Guss-Teil der Fall ist, welches mit weitestgehend konstanter, auf eine maximale Belastung ausgelegter Wandstärke gefertigt werden muss. Das mechanisch hoch verdichtete Gefüge eines geschmiedeten Teils ist frei von Lunker, wodurch es mechanisch belastbarer ist und einen geringeren Prüfaufwand nach sich zieht, als das bei einem Guss-Teil der Fall ist. Weiterhin bedarf es bei einem geschmiedeten Bauteil einer deutlich geringfügigeren Nachbearbeitung. Es kommt hinzu, dass es eine vergleichsweise einfache Vorgehensweise darstellt, den Sitzquerträger zu schmieden. Es ist daher möglich, mit relativ einfachen Mitteln kostengünstig einen zugleich leichten und mechanisch hoch belastbaren Sitzquerträger herzustellen.The object is achieved by a seat cross member is provided with the features of claim 1. The seat cross member for a motor vehicle, which is designed in particular for a passenger car, has - viewed along a longitudinal extension of the seat cross member - terminal arranged connecting contours for connection to a sill on the one hand and on the other hand a center tunnel of a motor vehicle. It is characterized in that it is formed as - seen in cross section - U-shaped forging, which has the connection contours in one piece in the region of its - seen in the longitudinal direction - opposite ends. The production of the seat cross member as a forged part results in a highly compressed structure, through which the seat cross member achieves an extraordinarily high mechanical strength. This has a particularly advantageous in a side impact. During forging, it is also possible to set a fiber course in the structure in accordance with load, whereby fibers can be compacted or bundled in particular in areas subject to high mechanical stress. In this way, the strength of the seat cross member is further increased. Ductile areas can also be integrated. Due to the increased strength, it is possible to ensure at the same time a sufficient load resistance in the event of a side impact and to reduce the wall thickness of the cross member. This contributes to the lightweight concept. Furthermore, it is possible in the forging, the seat cross member with - seen along its longitudinal extent - to produce varying cross-sectional profile, in which it is particularly possible to form mechanically highly loaded areas with a larger cross-section than mechanically less loaded areas. The wall thickness of the support does not have to be designed for a maximum mechanical load, but can be configured as needed. This in turn leads to material savings, so that the cross member can be lighter overall than is the case for example with a cast part, which must be made with largely constant, designed for a maximum load wall thickness. The mechanically highly compressed structure of a forged part is free of voids, which makes it mechanically stronger and requires less testing than is the case with a cast part. Furthermore, a forged component requires significantly less reworking. In addition, it is a relatively simple procedure to forge the seat cross member. It is therefore possible to produce at relatively low cost and at the same time a lightweight and mechanically highly resilient seat cross member with relatively simple means.

Eine Längserstreckung des Sitzquerträgers spricht hier eine Richtung an, die sich in Längsrichtung des Sitzquerträgers und damit – bei in einer Kraftfahrzeugstruktur montiertem Zustand – in Querrichtung der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur, also insbesondere quer zur Fahrtrichtung des fertigen Kraftfahrzeugs, erstreckt. Die Längserstreckung steht dabei senkrecht auf der Querschnittsebene, in welcher der Sitzquerträger U-förmig ausgebildet ist.A longitudinal extension of the seat cross member here responds to a direction which extends in the longitudinal direction of the seat cross member and thus - when mounted in a motor vehicle structure - in the transverse direction of the motor vehicle shell structure, ie in particular transversely to the direction of travel of the finished motor vehicle. The longitudinal extent is perpendicular to the cross-sectional plane in which the seat cross member is U-shaped.

Dadurch dass der Sitzquerträger die Anschlusskonturen einstückig aufweist, entfallen mehrere Herstellungs- und Fügeschritte sowie die mit einer mehrteiligen Fertigung verbundenen Fertigungstoleranzen. Auf diese Weise ist reproduzierbar eine exakte Form des Sitzquerträgers ohne größere Nacharbeit erzielbar.The fact that the seat cross member has the connection contours in one piece, accounts for several manufacturing and joining steps and with a multi-part manufacturing associated manufacturing tolerances. In this way, an exact shape of the seat cross member can be reproducibly achieved without major rework.

Es zeigt sich demnach, dass der Sitzquerträger in einfacher Weise herstellbar ist, wobei er sehr hohe mechanische Belastungen schadlos aushalten kann. Dabei nimmt er trotzdem einen relativ geringen Bauraum ein. Durch sein hoch verdichtetes Gefüge weist er eine extrem hohe Festigkeit auf. Er kann dadurch – ohne größere Einbußen an Festigkeit zu erleiden – schmaler und mit geringerer Wandstärke gebaut werden, sodass Bauraum eingespart werden kann. Die – im Querschnitt gesehene – U-Form verleiht dem Querträger zudem mehr Steifigkeit.It turns out, therefore, that the seat cross member can be produced in a simple manner, where it can withstand very high mechanical loads without damage. He still takes a relatively small amount of space. Due to its highly compacted structure, it has an extremely high strength. As a result, it can be built narrower and with less wall thickness - without suffering major losses of strength - so that space can be saved. The - seen in cross section - U-shape also gives the cross member more rigidity.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Sitzquerträgers ist aus einem erwärmten Leichtmetallrohling geschmiedet. Dies trägt zusätzlich dem Leichtbaugedanken Rechnung. Gemeinsam mit dem Vorteil, dass der Sitzquerträger mit diskontinuierlichem Querschnitt und – je nach Beanspruchung – zusätzlich mit variablen, in Kraftrichtung verlaufenden Rippen-/Sippenstrukturen hergestellt werden kann, ist es insbesondere bei einer Verwendung eines erwärmten Leichtmetallrohlings möglich, dem Sitzquerträger eine relativ komplexe, vorzugsweise zumindest bereichsweise filigrane Struktur zu geben. Insgesamt wird so durch die verringerte Wandstärke und den Einsatz eines Leichtbauwerkstoffs dem Leichtbaugedanken Rechnung getragen. Zusätzlich kann zu einer Leichtmetallkomponente durch den Einsatz von Hybridmaterialien wie zum Beispiel Stahl, faserverstärktem Kunststoff, oder anderen geeigneten Materialien, eine weitere Verbesserung der funktionalen Eigenschaften erreicht werden.A preferred embodiment of the seat cross member is forged from a heated light metal blank. This also contributes to the lightweight design bill. Together with the advantage that the seat cross member with discontinuous cross-section and - depending on the stress - can be made in addition to variable, running in the direction of force rib / clan structures, it is possible in particular when using a heated light metal blank, the seat cross member a relatively complex, preferably at least partially filigree structure to give. Overall, the lightweight construction concept is thus taken into account by the reduced wall thickness and the use of a lightweight material. In addition, a further improvement in functional properties can be achieved for a light metal component through the use of hybrid materials such as steel, fiber reinforced plastic, or other suitable materials.

Der Sitzquerträger weist bevorzugt mindestens eine Aufnahme für einen Sitz des Kraftfahrzeugs auf. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Sitzquerträger mindestens eine Aufnahme für eine Sitzschiene des Kraftfahrzeugs aufweist. Ergänzend kann der Sitzquerträger so ausgebildet sein, dass er zum Beispiel Überschlagsstrukturen für ein Cabrio aufweist. Zudem ist es möglich, dass Anbindungspunkte für eine hybride Boden-/Rückwandbeplankung und beispielsweise Steuergeräte/Medien in den Sitzquerträger integriert sind.The seat cross member preferably has at least one receptacle for a seat of the motor vehicle. Alternatively or additionally, it is possible that the seat cross member has at least one receptacle for a seat rail of the motor vehicle. In addition, the seat cross member may be formed so that it has, for example, rollover structures for a convertible. In addition, it is possible that connection points for a hybrid floor / rear wall paneling and, for example, control devices / media are integrated in the seat cross member.

Es wird ein Ausführungsbeispiel des Sitzquerträgers bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Sitzquerträger ein Leichtmetall oder eine Leichtmetall-Legierung aufweist. Bevorzugt besteht der Sitzquerträger aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetall-Legierung. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Sitzquerträger aus einem erwärmten Leichtmetallrohling geschmiedet ist. Die Wahl eines Leichtmetalls oder einer Leichtmetall-Legierung ermöglicht eine besonders leichte Ausbildung des Sitzquerträgers und trägt so dem Leichtbaugedanken Rechnung.An embodiment of the seat cross member is preferred, which is characterized in that the seat cross member comprises a light metal or a light metal alloy. Preferably, the seat cross member is made of a light metal or a light metal alloy. This is particularly the case when the seat cross member is forged from a heated light metal blank. The choice of a light metal or a light alloy allows a particularly easy design of the seat cross member and thus contributes to the lightweight design bill.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Sitzquerträgers bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass dieser Aluminium oder eine Aluminium-Legierung aufweist, wobei er bevorzugt aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung besteht. Insbesondere wird für den Sitzquerträger vorzugsweise eine höherfeste Aluminium-Legierung eingesetzt. Es ist auch möglich, dass der Sitzquerträger Magnesium oder eine Magnesium-Legierung aufweist, vorzugsweise aus Magnesium oder einer Magnesium-Legierung besteht. Die Wahl dieser Materialien ermöglicht eine zugleich hochfeste wie auch leichte Ausbildung des Sitzquerträgers, wodurch dem Leichtbaugedanken in besonderer Weise Rechnung getragen wird.It is also preferred an embodiment of the seat cross member that is characterized in that it comprises aluminum or an aluminum alloy, wherein it is preferably made of aluminum or an aluminum alloy. In particular, a higher-strength aluminum alloy is preferably used for the seat cross member. It is also possible that the seat cross member comprises magnesium or a magnesium alloy, preferably made of magnesium or a magnesium alloy. The choice of these materials allows both high-strength and lightweight training of the seat cross member, whereby the lightweight construction is taken into account in a special way.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Sitzquerträgers bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass dieser zwischen seinen Enden einen Längsabschnitt aufweist, an dem eine Versteifungsstruktur ausgeformt ist. Hierdurch wird die Stabilität des Sitzquerträgers und seine mechanische Belastbarkeit weiter erhöht, sodass es möglich ist, seine Wandstärke zusätzlich zu verringern, ohne Stabilitätseinbußen hinnehmen zu müssen. Er kann dadurch eine relativ komplexe, vorzugsweise filigrane Struktur erhalten.An embodiment of the seat cross member is also preferred, which is characterized in that it has between its ends a longitudinal portion on which a stiffening structure is formed. As a result, the stability of the seat cross member and its mechanical strength is further increased, so that it is possible to reduce its wall thickness in addition, without having to accept loss of stability. He can thereby obtain a relatively complex, preferably filigree structure.

Besonders bevorzugt weist die Versteifungsstruktur Rippen und/oder Sicken auf. Eine derart ausgebildete Versteifungsstruktur ist in einfacher Weise beim Schmieden herstellbar und führt zu einer sehr effizienten Erhöhung der Steifigkeit des Sitzquerträgers.Particularly preferably, the stiffening structure has ribs and / or beads. Such a stiffening structure formed in a simple manner during forging can be produced and leads to a very efficient increase in the rigidity of the seat cross member.

Es wird ein Ausführungsbeispiel des Sitzquerträgers bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Rippen und/oder Sicken der Versteifungsstruktur kreuzweise zueinander verlaufen. Dies führt zu einer zusätzlichen Versteifung des Sitzquerträgers. Besonders bevorzugt verlaufen die Rippen und/oder Sicken in zu erwartenden Kraftrichtungen beziehungsweise entlang von Lastpfaden. Auf diese Weise wird die Stabilität des Sitzquerträgers deutlich erhöht, sodass die Wandstärken weiter reduziert werden, wodurch auch das Gewicht des Sitzquerträgers sinkt. Insbesondere ist es möglich, dass die Rippen und/oder Sicken eine Art Fachwerkstruktur ausbilden, wodurch eine optimale Steifigkeit des Sitzquerträgers erreicht wird.An embodiment of the seat cross member is preferred, which is characterized in that the ribs and / or beads of the stiffening structure extend crosswise to each other. This leads to an additional stiffening of the seat cross member. Particularly preferably, the ribs and / or beads extend in expected directions of force or along load paths. In this way, the stability of the seat cross member is significantly increased, so that the wall thicknesses are further reduced, whereby the weight of the seat cross member decreases. In particular, it is possible that the ribs and / or beads form a kind of truss structure, whereby an optimal stiffness of the seat cross member is achieved.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 6 geschaffen wird. Diese weist einen Sitzquerträger nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf. Damit verwirklichen sich für die Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Sitzquerträger erläutert wurden.The object is also achieved by providing a motor vehicle shell structure having the features of claim 6. This has a seat cross member according to one of the embodiments described above. This realizes for the motor vehicle bodyshell the advantages that already explained in connection with the seat cross member.

Es wird ein Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass wenigstens ein Anschlussbereich eines Schwellers und/oder eines Mitteltunnels der Rohbaustruktur mit dem Sitzquerträger verschmiedet ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der wenigstens eine Anschlussbereich in den Sitzquerträger eingeschmiedet ist. Dabei spricht ein Einschmieden an, dass der Anschlussbereich zumindest bereichsweise mit dem Material des Sitzquerträgers umschmiedet wird. Ein Verschmieden spricht an, dass eine Verbindung des Anschlussbereichs mit dem Sitzquerträger durch Schmieden bewirkt wird. Dabei ist es möglich, dass beispielsweise Ausnehmungen in dem Anschlussbereich und/oder in dem Sitzträger vorgesehen sind, durch welche Material des Sitzquerträgers und/oder des Anschlussbereichs von einer ersten Seite hindurchgedrängt wird, wobei das Material den Anschlussbereich und/oder den Sitzträger auf einer zweiten Seite hintergreift. Dabei kann eine sowohl kraft- als auch formschlüssige Verbindung bewirkt werden. Beim Verschmieden oder Einschmieden wird vorzugsweise auch eine feste, stoffschlüssige Verbindung der miteinander verschmiedeten oder eingeschmiedeten Bauteile erreicht. Die stoffschlüssige Verbindung ergibt sich dabei aufgrund der hohen, beim Schmieden wirkenden Druckkräfte. Besonders bevorzugt weist der wenigstens eine Anschlussbereich ein identisches Material zu dem Sitzquerträger auf, es ist aber alternativ auch möglich, dass hier verschiedene Materialien verwendet werden, wobei in diesem Fall ein Hybridschmieden zur Anwendung kommt.An exemplary embodiment of the motor vehicle shell structure is preferred, which is characterized in that at least one connection region of a sill and / or a center tunnel of the bodyshell structure is forged with the seat cross member. Alternatively or additionally, it is possible that the at least one connection region is forged into the seat cross member. A forging indicates that the connection area is at least partially recast with the material of the seat cross member. A forging suggests that a connection of the connection area with the seat cross member is effected by forging. It is possible, for example, for recesses to be provided in the connection region and / or in the seat support through which material of the seat cross member and / or the connection region is forced from a first side, the material covering the connection region and / or the seat support on a second side Page behind. In this case, both a positive and positive connection can be effected. When forging or forging a solid, cohesive connection of the forged or forged components is preferably achieved. The cohesive connection is due to the high, acting during forging pressure forces. Particularly preferably, the at least one connection region has an identical material to the seat cross member, but alternatively it is also possible that different materials are used here, in which case hybrid forging is used.

Vorteilhaft an dem als Schmiedebauteil hergestellten Sitzquerträger ist, dass dieser jeder beliebigen bekannten Fügetechnik zugänglich ist. Es ist daher bevorzugt auch möglich, dass der Sitzquerträger mit dem wenigstens einen Anschlussbereich verschweißt wird. Auch mechanische Verbindungen sind möglich, beispielsweise durch Schrauben, Nieten oder Clinchen. Es sind aber auch andere stoffschlüssige Verbindungen wie beispielsweise Kleben oder Löten möglich.An advantage of the seat cross member manufactured as a forged component is that it is accessible to any known joining technique. It is therefore preferably also possible for the seat cross member to be welded to the at least one connection region. Also mechanical connections are possible, for example by screws, rivets or clinching. But there are also other cohesive connections such as gluing or soldering possible.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zur Herstellung eines Sitzquerträgers mit den Merkmalen des Anspruchs 8 geschaffen wird. Im Rahmen des Verfahrens wird bevorzugt ein Sitzquerträger nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele hergestellt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Sitzquerträger einstückig als – im Querschnitt gesehen – U-förmiges Bauteil geschmiedet wird, wobei an – in Längsrichtung gesehen – gegenüberliegend angeordneten Enden des Sitzquerträgers Anschlusskonturen zur Befestigung an einerseits einem Schweller und andererseits einem Mitteltunnel eines Kraftfahrzeugs ausgeformt werden. Dabei verwirklichen sich in Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung des Sitzquerträgers die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Sitzquerträger erläutert wurden.The object is also achieved by providing a method for producing a seat cross member having the features of claim 8. As part of the method, a seat cross member is preferably prepared according to one of the embodiments described above. The method is characterized in that the seat cross member is integrally forged - as seen in cross-section - U-shaped component, wherein on - viewed in the longitudinal direction - oppositely arranged ends of the seat cross member formed contours for attachment to on the one hand a sill and on the other hand, a center tunnel of a motor vehicle become. In this case, realized in connection with the method for producing the seat cross member, the advantages that have already been explained in connection with the seat cross member.

Es zeigt sich, dass mittels des Schmiedens an dem Sitzquerträger verschiedene, anforderungsangepasste Wandstärken ausgebildet werden können, sodass ein maßgeschneiderter Sitzquerträger erreichbar ist, der nur dort viel Material aufweist, wo es auch tatsächlich gebraucht wird.It turns out that by means of forging on the seat cross member, different, demand-adapted wall thicknesses can be formed, so that a tailor-made seat cross member can be reached, which only has a lot of material where it is actually needed.

Das Verfahren ist darüber hinaus kostengünstig durch werkzeuggebundenes Massivumformen, insbesondere durch Gesenkschmieden, durchführbar. Dabei ist es ohne Weiteres möglich, zugleich den Längsabschnitt und einstückig hierzu die Anschlusskonturen zu dem Schweller und dem Mitteltunnel herzustellen.The method is also cost-effective by tool-bound massive forming, in particular by drop forging feasible. It is readily possible, at the same time the longitudinal section and in one piece to make the connection contours to the sill and the center tunnel.

Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur mit den Schritten des Anspruchs 9 geschaffen wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Sitzquerträger, der in einem Verfahren gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen zur Herstellung eines Sitzquerträgers hergestellt ist, mit einem Schweller und/oder mit einem Mitteltunnel einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur verbunden wird, indem wenigstens ein Anschlussbereich des Schwellers und/oder des Mitteltunnels mit dem Sitzquerträger gefügt wird. Dabei verwirklichen sich im Rahmen des Verfahrens zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Sitzquerträger erläutert wurden.Finally, the object is also achieved by providing a method for producing a motor vehicle bodyshell structure with the steps of claim 9. The method is characterized in that a seat cross member, which is produced in a method according to one of the embodiments for manufacturing a seat cross member described above, is connected to a sill and / or with a center tunnel of a motor vehicle body structure by at least one connection region of the sill and / or the center tunnel is joined to the seat cross member. As part of the process for producing a motor vehicle body shell structure, the advantages that have already been explained in connection with the seat cross member are realized.

Zum Fügen des wenigstens einen Anschlussbereichs mit dem Sitzquerträger, insbesondere mit wenigstens einer Anschlusskontur desselben, sind beliebige Fügetechniken möglich. Insbesondere sind stoffschlüssige Fügetechniken wie Schweißen, Löten oder Kleben, oder mechanische Fügetechniken wie Nieten, Schrauben oder Clinchen möglich.For joining the at least one connection region with the seat cross member, in particular with at least one connection contour of the same, any joining techniques are possible. In particular, cohesive joining techniques such as welding, soldering or gluing, or mechanical joining techniques such as rivets, screws or clinching are possible.

Es wird allerdings eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher wenigstens ein Anschlussbereich des Schwellers und/oder des Mitteltunnels mit dem Sitzquerträger verschmiedet oder in diesen eingeschmiedet wird. Auf diese Weise kann eine besonders feste, stoffschlüssige Verbindung erreicht werden. Besonders bevorzugt wird dabei eine kraft-, form- und stoffschlüssige Verbindung erzielt.However, an embodiment of the method is preferred in which at least one connection region of the sill and / or the center tunnel is forged or forged into the seat cross member. In this way, a particularly strong, cohesive connection can be achieved. Particularly preferred is a force, positive and cohesive connection is achieved.

Die Beschreibung des Sitzquerträgers und der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur einerseits sowie des Verfahrens zur Herstellung eines Sitzquerträgers und des Verfahrens zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur andererseits, sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale des Sitzquerträgers oder der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur, die in Zusammenhang mit einem der Herstellungsverfahren explizit oder implizit erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Sitzquerträgers oder der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur. Verfahrensschritte eines Herstellungsverfahrens, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Sitzquerträger oder der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Verfahrensschritte einer bevorzugten Ausführungsform eines der Herstellungsverfahren. Der Sitzquerträger und die Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur zeichnen sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Verfahrensschritt eines der Herstellungsverfahren bedingt ist. Die Herstellungsverfahren zeichnen sich vorzugsweise durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal des Sitzquerträgers oder der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur bedingt ist.The description of the seat cross member and the vehicle bodyshell structure on the one hand and the method for producing a seat cross member and the method for producing a motor vehicle shell structure on the other hand, are to understand complementary to each other. Features of the seat cross member or the vehicle bodyshell structure, which have been explained explicitly or implicitly in connection with one of the manufacturing methods, are preferably individually or combined with each other features of a preferred embodiment of the seat cross member or the vehicle bodyshell structure. Method steps of a production method which have been explained explicitly or implicitly in connection with the seat cross member or the vehicle shell structure are preferably individually or combined with one another method steps of a preferred embodiment of one of the production methods. The seat cross member and the motor vehicle shell structure are preferably characterized by at least one feature which is due to at least one method step of one of the manufacturing methods. The production methods are preferably characterized by at least one method step, which is due to at least one feature of the seat cross member or the vehicle shell structure.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Showing:

1 Eine drei-dimensionale Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Sitzquerträgers, und 1 A three-dimensional plan view of an embodiment of a seat cross member, and

2 eine drei-dimensionale Ansicht des Sitzquerträgers gemäß 1 von unten. 2 a three-dimensional view of the seat cross member according to 1 from underneath.

1 zeigt eine drei-dimensionale Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Sitzquerträgers 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen. Der Sitzquerträger weist – entlang seiner Längserstreckung gesehen – gegenüberliegende Enden 3, 5 auf, in deren Bereich jeweils eine Anschlusskontur 7, 9 angeordnet ist. Die Anschlusskonturen 7, 9 dienen der Verbindung einerseits mit einem Schweller und andererseits mit einem Mitteltunnel einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur. Der Sitzquerträger 1 ist als Schmiedeteil ausgebildet, wobei er die Anschlusskonturen 7, 9 einstückig im Bereich der Enden 3, 5 aufweist. Insbesondere ist der Sitzquerträger 1 als ein einziges Schmiedebauteil einteilig ausgebildet. 1 shows a three-dimensional view of an embodiment of a seat cross member 1 for a motor vehicle, in particular for a passenger car. The seat cross member has - seen along its longitudinal extent - opposite ends 3 . 5 on, in each of which a connection contour 7 . 9 is arranged. The connection contours 7 . 9 serve the connection on the one hand with a sill and on the other hand with a center tunnel of a motor vehicle body shell structure. The seat cross member 1 is designed as a forging, where he the connection contours 7 . 9 in one piece in the area of the ends 3 . 5 having. In particular, the seat cross member 1 formed as a single forging component in one piece.

Als Schmiedebauteil weist der Sitzquerträger 1 ein hoch verdichtetes Gefüge mit einer extrem hohen Festigkeit auf. Dadurch kann er ohne größere Einbußen an Festigkeit zu erleiden schmaler und mit geringerer Wandstärke gebaut werden als ein Profilbauteil oder beispielsweise ein Guss-Teil. Hierdurch ist es möglich, Bauraum einzusparen.As forged component has the seat cross member 1 a highly compacted structure with an extremely high strength. As a result, it can be built narrower and with less wall thickness than a profile component or, for example, a cast part without suffering major losses in terms of strength. This makes it possible to save space.

Anhand von 1 – insbesondere aber anhand von 2 und besonders anhand einer Zusammenschau der 1 und 2 – zeigt sich, dass der Sitzquerträger 1 – im Querschnitt gesehen – U-förmig ausgebildet ist. Dabei verleiht ihm die U-Form zusätzliche Steifigkeit. Er kann dadurch noch filigraner gebaut werden, als dies aufgrund seiner Herstellungstechnik ohnehin der Fall ist.Based on 1 - but especially with reference to 2 and especially by means of a synopsis of the 1 and 2 - shows that the seat cross member 1 - Seen in cross-section - U-shaped. The U-shape gives it additional rigidity. It can be built even filigree, as this is already the case because of its manufacturing technology.

Als Schmiedebauteil ist der Sitzquerträger 1 jeder beliebigen bekannten Fügetechnik zugänglich. Beispielsweise kann er im Bereich seiner Anschlusskonturen 7, 9 mit dem Mitteltunnel und dem Schweller der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur verschweißt werden. Jedoch sind auch mechanische Verbindungen möglich. Besonders bevorzugt werden Anschlussbereiche des Schwellers und des Mitteltunnels mit dem Sitzquerträger 1 verschmiedet, sodass eine feste, stoffschlüssige Verbindung erzielt wird. Es ist auch möglich, dass diese Anschlussbereiche in den Sitzquerträger 1 eingeschmiedet werden, oder dass der Sitzquerträger 1 in die Anschlussbereiche eingeschmiedet wird.As Schmiedebauteil is the seat cross member 1 accessible to any known joining technique. For example, it can be in the area of its connection contours 7 . 9 be welded to the center tunnel and the sill of the motor vehicle body shell structure. However, mechanical connections are possible. Particularly preferred are connection areas of the sill and the center tunnel with the seat cross member 1 forged, so that a solid, cohesive connection is achieved. It is also possible that these connection areas in the seat cross member 1 be hammered, or that the seat cross member 1 is forged into the connection areas.

Der Sitzquerträger 1 besteht bevorzugt aus Aluminium, wobei dem Leichtbaugedanken Rechnung getragen wird, und wobei der Sitzquerträger 1 zugleich eine hohe Festigkeit aufweist.The seat cross member 1 is preferably made of aluminum, taking into account the lightweight concept, and wherein the seat cross member 1 at the same time has a high strength.

Aufgrund der Einteiligkeit des Sitzquerträgers 1 entfallen mehrere Herstellungs- und Fügeschritte sowie die damit verbundenen Fertigungstoleranzen. Es ist daher eine exakte Form des Sitzquerträgers 1 reproduzierbar und ohne größere Nacharbeit erzielbar.Due to the one-piece design of the seat cross member 1 accounts for several manufacturing and joining steps and the associated manufacturing tolerances. It is therefore an exact form of the seat cross member 1 reproducible and achievable without major rework.

Der Sitzquerträger 1 weist zwischen den Enden 3, 5 einen Längsabschnitt 11 auf. Dieser verbindet – in Richtung der Längserstreckung des Sitzquerträgers 1 gesehen – die beiden Enden 3, 5 beziehungsweise die beiden Anschlusskonturen 7, 9.The seat cross member 1 points between the ends 3 . 5 a longitudinal section 11 on. This connects - in the direction of the longitudinal extent of the seat cross member 1 seen - the two ends 3 . 5 or the two connection contours 7 . 9 ,

2 zeigt eine drei-dimensionale Ansicht des Sitzquerträgers 1 gemäß 1 von unten. Dabei spricht der Begriff „von unten” eine Blickrichtung von einer Unterseite der den Sitzquerträger 1 aufweisenden Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur beziehungsweise des fertigen Kraftfahrzeugs an. Dem Betrachter ist in 2 demnach eine Seite des Sitzquerträgers 1 zugewandt, die in fertig verbautem Zustand einem Fahrzeugboden zugewandt ist. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Es zeigt sich, dass der Sitzquerträger 1 im Bereich seines Längsabschnitts 11 eine Versteifungsstruktur 13 aufweist, die hier eine Mehrzahl zueinander kreuzweise verlaufender Rippen aufweist. Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist hier nur eine der Rippen mit dem Bezugszeichen 15 gekennzeichnet. Die Rippen 15 erhöhen – insbesondere in ihrer kreuzförmigen Anordnung – die Steifigkeit des Sitzquerträgers 1, sodass dieser mit noch geringerer Wandstärke und insbesondere noch filigraner gefertigt sein kann. Dies trägt zusätzlich zu den bereits erwähnten Maßnahmen dem Leichtbaugedanken Rechnung. 2 shows a three-dimensional view of the seat cross member 1 according to 1 from underneath. The term "from below" refers to a viewing direction from an underside of the seat cross member 1 having motor vehicle body shell structure or the finished motor vehicle. The viewer is in 2 therefore one side of the seat cross member 1 facing, which is in the finished installed state facing a vehicle floor. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description. It turns out that the seat crossmember 1 in the region of its longitudinal section 11 a stiffening structure 13 having here a plurality of cross-wise extending ribs. For better clarity, here is only one of the ribs with the reference numeral 15 characterized. Ribs 15 increase - especially in their cross-shaped arrangement - the stiffness of the seat cross member 1 , so that it can be made with even smaller wall thickness and in particular even filigree. This contributes in addition to the already mentioned measures the lightweight construction bill.

Insgesamt zeigt sich, dass der Sitzquerträger 1 bei relativ geringem Bauraum sehr hohen mechanischen Belastungen widerstehen kann, wobei er zugleich einfach und kostengünstig herstellbar ist. Dabei treten äußerst geringe Fertigungstoleranzen auf, sodass eine reproduzierbare, exakte Form des Sitzquerträgers 1 ohne aufwändige Nacharbeiten und/oder ohne großen Prüfaufwand erzielbar ist.Overall, it turns out that the seat crossmember 1 can withstand very high mechanical loads in a relatively small space, while it is easy and inexpensive to produce at the same time. In this case, extremely low manufacturing tolerances occur, so that a reproducible, exact shape of the seat cross member 1 can be achieved without costly rework and / or without extensive testing.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009048335 A1 [0002] DE 102009048335 A1 [0002]

Claims (9)

Sitzquerträger (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit – entlang einer Längserstreckung des Sitzquerträgers (1) gesehen – endenseitig angeordneten Anschlusskonturen (7, 9) zur Verbindung mit einerseits einem Schweller und andererseits einem Mitteltunnel eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzquerträger (1) als – im Querschnitt gesehen – U-förmiges Schmiedeteil ausgebildet ist, welches die Anschlusskonturen (7, 9) einstückig im Bereich seiner – in Längsrichtung gesehen – gegenüberliegenden Enden (3, 5) aufweist.Seat crossbeam ( 1 ) for a motor vehicle, in particular a passenger car, along - along a longitudinal extent of the seat cross member ( 1 ) - arranged terminal end contours ( 7 . 9 ) for connection with on the one hand a sill and on the other hand a center tunnel of a motor vehicle, characterized in that the seat cross member ( 1 ) - as seen in cross-section - U-shaped forging is formed, which the connection contours ( 7 . 9 ) in one piece in the region of its opposite ends (viewed in the longitudinal direction) ( 3 . 5 ) having. Sitzquerträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzquerträger (1) ein Leichtmetall oder eine Leichtmetall-Legierung aufweist, wobei er bevorzugt aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetall-Legierung besteht.Seat crossbeam ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the seat cross member ( 1 ) comprises a light metal or a light metal alloy, wherein it preferably consists of a light metal or a light metal alloy. Sitzquerträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzquerträger (1) Aluminium oder eine Aluminium-Legierung aufweist, wobei er bevorzugt aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung besteht.Seat crossbeam ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the seat crossmember ( 1 ) Aluminum or an aluminum alloy, wherein it is preferably made of aluminum or an aluminum alloy. Sitzquerträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzquerträger (1) zwischen den Enden (3, 5) einen Längsabschnitt (11) aufweist, an dem eine Versteifungsstruktur (13), die vorzugsweise Rippen (15) und/oder Sicken aufweist, ausgeformt ist.Seat crossbeam ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the seat crossmember ( 1 ) between the ends ( 3 . 5 ) a longitudinal section ( 11 ), on which a stiffening structure ( 13 ), which preferably ribs ( 15 ) and / or beads, is formed. Sitzquerträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (15) und/oder Sicken kreuzweise zueinander verlaufen.Seat crossbeam ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ribs ( 15 ) and / or beads cross each other. Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur, insbesondere für einen Personenkraftwagen, gekennzeichnet durch einen Sitzquerträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.Motor vehicle body shell structure, in particular for a passenger car, characterized by a seat cross member ( 1 ) according to one of claims 1 to 5. Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Anschlussbereich eines Schwellers und/oder eines Mitteltunnels der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur mit dem Sitzquerträger (1) verschmiedet oder in den Sitzquerträger (1) eingeschmiedet ist.Motor vehicle shell structure according to claim 6, characterized in that at least one connection region of a sill and / or a center tunnel of the motor vehicle bodyshell structure with the seat crossmember ( 1 ) or in the seat crossmember ( 1 ) is forged. Verfahren zur Herstellung eines Sitzquerträgers (1), insbesondere eines Sitzquerträgers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzquerträger (1) einstückig als – im Querschnitt gesehen – U-förmiges Bauteil geschmiedet wird, wobei an – in Längsrichtung gesehen – gegenüberliegend angeordneten Enden (3, 5) des Sitzquerträgers (1) Anschlusskonturen (7, 9) zur Befestigung an einem Schweller und einem Mitteltunnel eines Kraftfahrzeugs ausgeformt werden.Method for producing a seat cross member ( 1 ), in particular a seat cross member ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the seat crossmember ( 1 ) is integrally forged as - seen in cross section - U-shaped component, wherein on - seen in the longitudinal direction - oppositely arranged ends ( 3 . 5 ) of the seat cross member ( 1 ) Contours ( 7 . 9 ) are formed for attachment to a sill and a center tunnel of a motor vehicle. Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sitzquerträger (1), der hergestellt ist in einem Verfahren nach Anspruch 8, mit einem Schweller und/oder einem Mitteltunnel der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur verbunden wird, indem wenigstens ein Anschlussbereich des Schwellers und/oder des Mitteltunnels mit dem Sitzquerträger (1) gefügt wird.Method for producing a motor vehicle bodyshell structure, characterized in that a seat crossmember ( 1 ), which is produced in a method according to claim 8, with a sill and / or a center tunnel of the motor vehicle body structure is connected by at least one connection region of the sill and / or the center tunnel with the seat crossmember ( 1 ) is added.
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