DE102016110366A1

DE102016110366A1 - Versteifungsanordnung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016110366A1
Application number: DE102016110366.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas HIGLE
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2017-12-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Versteifungsanordnung für ein Kraftfahrzeug, die als Achsträger (6) ausgebildet ist, mit zumindest zwei diagonal verlaufenden Versteifungsorganen (20, 22), einem Basiselement (8) und Anbindungselementen (32), wobei zumindest das Basiselement (8) aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist, wobei das Basiselement (8) im Wesentlichen V-förmig mit zwei Schenkelelementen (10, 12) ausgeführt ist und die Versteifungsorgane (20, 22) als Längsprofilelemente ausgeführt sind, die auf den Schenkelementen (10, 12) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Versteifungsanordnung für ein Kraftfahrzeug, die als Achsträger ausgebildet ist, mit zumindest zwei diagonal verlaufenden Versteifungsorganen, einem Basiselement und Anbindungselementen, wobei zumindest das Basiselement aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist.
Derartige Versteifungsanordnungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt (siehe beispielsweise WO 2014/198507 A1 ) und dienen in erster Linie dazu, die Unterbodenkarosserie auszusteifen, so dass bei Lastfällen und insbesondere im Crashfall eine optimale Lastübertragung gewährleistet ist. Hinsichtlich einer Verbesserung der Torsionssteifigkeit ist es hierbei auch grundsätzlich bekannt, diagonale Versteifungselemente vorzusehen. Auch ist es bekannt, derartige Versteifungselemente mit einem Unterbodenschubfeld zu kombinieren und Anbindungselemente, wie zum Beispiel für einen Achsträger, vorzusehen. Hierbei ist es ebenfalls bekannt, diese Versteifungsanordnungen in Sandwich-Bauweise herzustellen, wobei zumindest das Basiselement aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist, um mit einem geringen Gewicht eine relativ hohe Stabilität gewährleisten zu können. Jedoch bedingen derartige Versteifungsanordnungen immer noch einen sehr hohen Fertigungsaufwand.
Ziel der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Versteifungsanordnung dahingehend weiter zu entwickeln, dass sie auf möglichst kostengünstige Weise den oben dargestellten Nachteil vermeidet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Basiselement im Wesentlichen V-förmig mit zwei Schenkelelementen ausgeführt ist und die Versteifungsorgane als Längsprofilelemente ausgeführt sind, die auf den Schenkelelementen angeordnet sind. Hierbei ist besonders vorteilhaft, dass ein integrativer Aufbau realisiert wird. Das Basiselement mit den Schenkelelementen übernimmt die Funktion eines Schubfeldes und zweier Diagonalstreben. Durch eine derartige Ausführung ist es auf besonders kostengünstige Art und Weise möglich, eine Versteifungsanordnung herzustellen, die eine hohe Stabilität bei geringem Gewicht aufweist. In besonders vorteilhafter Weise sind die Anbindungselemente als metallische Einlegeorgane ausgeführt. Die Verstärkungsorgane können in vorteilhafter Weise aus Stahl, Aluminium oder Titan hergestellt sein. Natürlich ist es auch denkbar, die Verstärkungsorgane ebenfalls aus einem Faserverbundwerkstoff herzustellen.
Um eine einfache, automatisierte Fertigung der erfindungsgemäßen Versteifungsanordnung zu gewährleisten, ist es zudem vorteilhaft, wenn die Schenkelelemente Verstärkungsflächen aufweisen, die zudem als Anlageflächen für die Längsprofilelemente dienen.
Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Unteransicht einer Karosserieanordnung eines Kraftfahrzeuges;
2 eine perspektivische Einzelansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Versteifungsanordnung;
3 eine perspektivische Einzelansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Versteifungsanordnung und
4 eine Explosionsdarstellung der zweiten Ausführungsform.
1 zeigt in einer perspektivischen Unteransicht eine erfindungsgemäße Versteifungsanordnung 2, die auf einer Unterseite einer Karosserieanordnung 4 eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Die Versteifungsanordnung 2 ist im Wesentlichen V-förmig ausgebildet und dient als Achsträger 6 für eine Hinterachse (siehe hierzu 2).
Die Verstärkungsanordnung 2 weist hierzu ein Basiselement 8, das aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist, auf, das zwei Schenkelelemente 10, 12 besitzt. Die freien Enden der Schenkelelemente 10, 12 befinden sich in den jeweiligen Schwellerbereichen 14, 16 der Karosserieanordnung 4.
2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die erfindungsgemäße V-förmige Versteifungsanordnung 2 mit angebundenem Hinterachsträger 6. Durch die V-förmige Ausbildung wird grundsätzlich eine hohe Stabilität gewährleistet, die insbesondere im Crashfall eine optimale Lastübertragung in die Karosserieanordnung 4 gewährleistet. Des Weiteren weist das Basiselement 8 ein Unterbodenschubfeld 18 auf. Dadurch wird die Funktion eines Schubfeldes und zweier Diagonalstreben in einem Bauteil realisiert. Auf den Schenkelelementen 10, 12 sind als Versteifungsorgane Längsprofilelemente 20, 22 vorgesehen, die im vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel aus Faserverbundwerkstoff hergestellt sind. Aufgrund der Ausbildung der Längsprofilelemente 20, 22 besteht zwischen den Längsprofilelementen 20, 22 und den Schenkelelementen 10, 12 ein Hohlraum, wodurch sich die erfindungsgemäße Versteifungsanordnung 2 durch ein geringes Gewicht auszeichnet. Das Basiselement 8 weist im Bereich der Schenkelelemente 10, 12 darüber hinaus noch Verstärkungsflächen 24, 26 auf, die die Stabilität des Basiselementes 8 erhöhen. Wie mit 28, 30 angedeutet, können noch weitere Komponenten an der Versteifungsanordnung 2 vorgesehen sein, diese Komponenten 28, 30 sind jeweils, wie auch der Achsträger 6, über Anbindungselemente (exemplarisch mit Bezugszeichen 32 dargestellt), die als metallische Einlegeorgane ausgeführt sind, am Versteifungsorgan 2 befestigt.
In der 3 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen V-förmigen Versteifungsanordnung 2 dargestellt. Wie 4 näher entnehmbar ist, ist die V-Förmige Versteifungsanordnung in Sandwich-Bauweise aufgebaut: Auf ein Bodenelement 36 wird ein Kern 34 aufgebracht, der von einem Deckelelement 32 eingeschlossen wird. Der Kern 34 kann dabei aus thermoformbarem Schaum hergestellt sein, während Boden- und Deckelelement 32, 36 beispielsweise aus Faserlagen bestehen können. Wie 4 weiter entnehmbar ist, weist der Kern metallische Einlagelemente 38, 40, 42 auf, die zur Befestigung der Versteifungsanordnung mit den Schwellerbereichen 14, 16 der Karosserieanordnung 4 bzw. zur Aufnahme des Hinterachsträgers 6 dienen.
Der Grundgedanke beider Ausführungsformen der erfindungsgemäßen V-förmigen Versteifungsanordnung 2 ist es, dass in einem Bauteil sodass die Funktion eines Schubfeldes und zweier Diagonalstreben realisiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014/198507 A1 [0002]

Claims

Versteifungsanordnung für ein Kraftfahrzeug, die als Achsträger (6) ausgebildet ist, mit zumindest zwei diagonal verlaufenden Versteifungsorganen (20, 22), einem Basiselement (8) und Anbindungselementen (32), wobei zumindest das Basiselement (8) aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (8) im Wesentlichen V-förmig mit zwei Schenkelelementen (10, 12) ausgeführt ist und die Versteifungsorgane (20, 22) als Längsprofilelemente ausgeführt sind, die auf den Schenkelementen (10, 12) angeordnet sind, sodass die Funktion eines Schubfeldes und zweier Diagonalstreben realisiert wird.
Versteifungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungselemente (32) als metallische Einlegeorgane ausgeführt sind.
Versteifungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsorgane (20, 22) aus Stahl, Aluminium oder Titan hergestellt sind.
Versteifungsanordnung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelelemente (10, 12) Verstärkungsflächen (24, 26) aufweisen, die zudem als Anlageflächen für die Längsprofilelemente (20, 22) dienen.