DE102017110906B4

DE102017110906B4 - structural component

Info

Publication number: DE102017110906B4
Application number: DE102017110906.4A
Authority: DE
Inventors: Gaoming Zhao; Martin Brüne; Dipl.-Ing. Schmidt Ralf
Original assignee: HBPO GmbH
Current assignee: HBPO GmbH
Priority date: 2017-05-18
Filing date: 2017-05-18
Publication date: 2023-03-30
Anticipated expiration: 2037-05-19
Also published as: DE102017110906A1

Abstract

Das Strukturbauteil, insbesondere für eine Kraftfahrzeugkarosserie weist ein erstes Strukturelement zur Aufnahme mechanischer Kräfte auf. Dieses Strukturelement umgibt einen Raumbereich zumindest teilweise derart, dass im Inneren des ersten Strukturelements ein Hohlraum gebildet ist. Das erste Strukturelement weist einen diesen Hohlraum begrenzenden Oberflächenbereich und ein zweites Strukturelement auf. Das zweite Strukturelement ist mit dem ersten Strukturelement verbunden ist, wobei im Bereich der Verbindung zwischen dem ersten Strukturelement und dem zweiten Strukturelement eine Grenzfläche zwischen dem ersten Strukturelement und dem zweiten Strukturelement gebildet ist. Das Strukturbauteil weist ein Verstärkungselement zur mechanischen Verstärkung des ersten Strukturelements auf, wobei das Verstärkungselement einen Teilbereich des Oberflächenbereichs, der sich im Bereich der Grenzfläche befindet, abstützt.

The structural component, in particular for a motor vehicle body, has a first structural element for absorbing mechanical forces. This structural element at least partially surrounds a spatial area in such a way that a cavity is formed inside the first structural element. The first structural element has a surface area delimiting this cavity and a second structural element. The second structural element is connected to the first structural element, with an interface between the first structural element and the second structural element being formed in the region of the connection between the first structural element and the second structural element. The structural component has a reinforcement element for mechanical reinforcement of the first structural element, with the reinforcement element supporting a partial area of the surface area that is located in the area of the interface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Strukturbauteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Frontend, sowie ein Kraftfahrzeug-Frontend und ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils.The invention relates to a structural component, in particular for a motor vehicle front end, as well as a motor vehicle front end and a method for producing a structural component.

Strukturbauteile der in Rede stehenden Art werden in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten benötigt. Sie dienen dazu, mechanische Kräfte aufzunehmen und zu übertragen und andere Bauteile und/oder Baugruppen miteinander zu verbinden. In vielen Anwendungsfällen besteht der Wunsch, eine hohe Steifigkeit des Strukturbauteils bei gleichzeitig niedrigem Gewicht zu erzielen und gleichzeitig eine hohe Funktionalität, insbesondere im Hinblick auf die Verbindbarkeit des Strukturbauteils mit anderen Bauteilen oder Baugruppen, zu gewährleisten.Structural components of the type in question are required in a large number of areas of application. They are used to absorb and transmit mechanical forces and to connect other components and/or assemblies to one another. In many applications there is a desire to achieve high rigidity of the structural component with a low weight at the same time and at the same time to ensure high functionality, in particular with regard to the ability of the structural component to be connected to other components or assemblies.

In diesem Zusammenhang haben sich Strukturbauteile bewährt, die ein Strukturelement aufweisen, das einen Raumbereich zumindest teilweise umgibt und so einen Hohlraum bildet. Derartige Strukturelemente weisen aufgrund ihrer Formgebung eine vergleichsweise hohe Steifigkeit auf. Dabei ist die Steifigkeit umso größer, je größer der zumindest teilweise umgebene Raumbereich ist. Dies liegt insbesondere daran, dass derartige Strukturen mit einem zumindest teilweise umschlossenen Hohlraum verglichen mit massiven Elementen vergleichsweise hohe Flächenträgheitsmomente aufweisen.In this context, structural components have proven themselves that have a structural element that at least partially surrounds a spatial area and thus forms a cavity. Such structural elements have a comparatively high rigidity due to their shape. In this case, the rigidity is all the greater, the larger the at least partially surrounded spatial area is. This is due in particular to the fact that such structures with an at least partially enclosed cavity have comparatively high moments of inertia compared to solid elements.

Oftmals werden an derartige Strukturbauteile auch hohe funktionelle Anforderungen gestellt, die sich in bestimmten Anforderungen an die Formgebung niederschlagen. Um diese Anforderungen mit den Anforderungen an ein geringes Gewicht und eine hohe Steifigkeit, die mit vorstehend beschriebenen Strukturelementen mit Hohlräumen erreicht werden können, in Einklang zu bringen, weisen Strukturbauteile der in Rede stehenden Art ein zweites Strukturelement auf. Dieses ist mit dem ersten Strukturelement verbunden. Dabei bildet sich im Bereich der Verbindung zwischen dem ersten Strukturelement und dem zweiten Strukturelement eine Grenzfläche aus. Über diese Grenzfläche können mechanische Kräfte zwischen den Strukturelementen übertragen werden. Auf diese Weise kann ein optimiertes Strukturbauteil entwickelt werden, das zum einen bei niedrigem Gewicht zur Aufnahme vergleichsweise hoher Kräfte geeignet ist, andererseits jedoch auch hinsichtlich seiner Geometrie so flexibel gestaltet werden kann, dass es möglich ist, eine Vielzahl geometrischer Anforderungen zu erfüllen.Such structural components are often also subject to high functional requirements, which are reflected in specific design requirements. In order to reconcile these requirements with the requirements for low weight and high rigidity, which can be achieved with structural elements with cavities as described above, structural components of the type in question have a second structural element. This is connected to the first structure element. In the process, an interface is formed in the region of the connection between the first structural element and the second structural element. Mechanical forces can be transmitted between the structural elements via this interface. In this way, an optimized structural component can be developed, which on the one hand is suitable for absorbing comparatively high forces with low weight, but on the other hand can be designed so flexibly in terms of its geometry that it is possible to meet a large number of geometric requirements.

Aus DE 10 2006 044 699 A1 ist ein Hohlräume aufweisendes Struk turbauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Gestalt eines Tragrohres für eine Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem einzelne Rohrabschnitte über Muffen miteinander verbunden sind.Out of DE 10 2006 044 699 A1 a structural component having cavities is known according to the preamble of claim 1 in the form of a support tube for an instrument panel of a motor vehicle, in which individual tube sections are connected to one another via sockets.

Nachteilig bei Strukturelementen mit Hohlräumen ist jedoch, dass diese oft empfindlich, beispielsweise gegenüber einer lokal konzentrierten Einleitung von Kräften, sind. Dies resultiert insbesondere aus der Tatsache, dass die Gestaltung der ersten Strukturelemente im Hinblick auf die Steifigkeit insbesondere dann günstig ist, wenn der vom ersten Strukturelement umschlossene Hohlraum ein möglichst großes Volumen aufweist. Bei gleichem Gewicht der ersten Strukturelemente bedingt dies dann vergleichsweise dünne Wandstärken der Bereiche des ersten Strukturelements, die an den Hohlraum angrenzen. Diese sind bereits bei der Herstellung des Strukturbauteils anfällig gegenüber den in das erste Strukturelement lokal eingeleiteten Kräften und/oder Drücken.However, the disadvantage of structural elements with cavities is that they are often sensitive, for example to a locally concentrated introduction of forces. This results in particular from the fact that the design of the first structural elements with regard to rigidity is favorable in particular when the cavity enclosed by the first structural element has the largest possible volume. With the same weight of the first structural elements, this then results in comparatively thin wall thicknesses of the regions of the first structural element that adjoin the cavity. These are already susceptible to the forces and/or pressures introduced locally into the first structural element during the manufacture of the structural component.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Strukturbauteil bzw. ein Kraftfahrzeugfrontend mit einem Strukturbauteil sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils aufzuzeigen, bei dem die vorstehend genannten Nachteile nicht oder zumindest im verminderten Umfang auftreten.The invention is therefore based on the object of demonstrating a structural component or a motor vehicle front end with a structural component and a method for producing a structural component in which the aforementioned disadvantages do not occur or at least occur to a reduced extent.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Strukturbauteil bzw. ein Kraftfahrzeugfrontend mit einem Strukturbauteil und ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Merkmale der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.The object is achieved by a structural component or a motor vehicle front end with a structural component and a method for producing a structural component with the features of the independent claims. The features of the dependent claims relate to advantageous embodiments.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Strukturbauteil ein Verstärkungselement zur mechanischen Verstärkung des Strukturbauteils aufweist. Das Verstärkungselement stützt hierbei einen Teilbereich eines Oberflächenbereichs ab, der zu dem von dem Strukturelement zumindest teilweise umgebenen Raumbereich weist. Dabei befindet sich der Teilbereich im Bereich der Grenzfläche.According to the invention, the object is achieved in that the structural component has a reinforcement element for mechanical reinforcement of the structural component. In this case, the reinforcement element supports a partial area of a surface area which faces towards the spatial area at least partially surrounded by the structural element. The partial area is in the area of the boundary surface.

Hierdurch wird es ermöglicht, dass Kräfte, die über die Grenzfläche in das erste Strukturelement eingeleitet werden, von dem Verstärkungselement aufgenommen werden. Dies gilt grundsätzlich auch für Kräfte, die während dem bestimmungsgemäßen Einsatz des erfindungsgemäßen Strukturbauteils in das erste Strukturelement eingeleitet werden. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Abstützung des Teilbereichs des Oberflächenbereichs durch das Verstärkungselement jedoch im Rahmen der Herstellung des Strukturbauteils. Hier können bereits bei der Herstellung des Strukturbauteils, insbesondere beim Verbinden des ersten Strukturelements mit dem zweiten Strukturelement, Kräfte, die in das erste Strukturelement eingeleitet werden, aufgenommen werden. Dies kann bereits während der Ausbildung der Grenzfläche geschehen. Im Extremfall wird so ein Kollabieren des Hohlraums aufgrund von Kräften und/oder Drücken, die im Bereich der Grenzfläche auf das erste Strukturelement einwirken, verhindert.This makes it possible for forces introduced into the first structural element via the interface to be absorbed by the reinforcement element. In principle, this also applies to forces which are introduced into the first structural element during the intended use of the structural component according to the invention. However, the support according to the invention of the partial area of the surface area by the reinforcing element is particularly advantageous during the production of the structural component. During the production of the structural component, in particular when connecting the first structural element to the second structural element, Forces that are introduced into the first structural element are included. This can already happen during the formation of the interface. In extreme cases, this prevents the cavity from collapsing due to forces and/or pressures acting on the first structural element in the region of the interface.

Wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Strukturbauteile ist es, dass die mechanischen Eigenschaften durch die Auswahl geeigneter Werkstoffe für das erste Strukturelement und das zweite Strukturelement optimiert werden können. So kann das erste Strukturelement beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff bestehen. Metallische Werkstoffe zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit und gute Haltbarkeit aus. Mit ihnen gebildete Hohlraumstrukturen eignen sich gut für die Verwendung als tragende Bauteile, die gewisse Strecken überspannen.An essential advantage of the structural components according to the invention is that the mechanical properties can be optimized by selecting suitable materials for the first structural element and the second structural element. For example, the first structural element can consist of a metallic material. Metallic materials are characterized by high strength and good durability. Cavity structures formed with them are well suited for use as structural members spanning certain distances.

Vorteilhafterweise ist der Werkstoff des zweiten Strukturelements ein Kunststoff. Kunststoffe haben den Vorteil, dass sie sich in unterschiedlichste Formen bringen lassen. So kann das zweite Strukturelement beispielsweise mit einem Spritzgießverfahren oder einem Formpressverfahren hergestellt sein. Alternativ und/oder ergänzend können auch physikalische oder chemische Schäumverfahren zum Einsatz kommen.The material of the second structural element is advantageously a plastic. Plastics have the advantage that they can be molded into a wide variety of shapes. For example, the second structural element can be produced using an injection molding process or a compression molding process. Alternatively and/or additionally, physical or chemical foaming processes can also be used.

Ebenfalls ist es möglich, dass zweite Strukturelement aus einem metallischen Werkstoff zu fertigen. Hierfür bieten sich insbesondere Leichtmetalle, wie beispielsweise Magnesium oder Aluminium, an. Im Fall metallischer Werkstoffe kommen bevorzugt Gussverfahren, insbesondere Druckgussverfahren, für die Herstellung des zweiten Strukturelements in Betracht.It is also possible to manufacture the second structural element from a metallic material. Light metals such as magnesium or aluminum are particularly suitable for this purpose. In the case of metallic materials, casting processes, in particular die-casting processes, are preferably considered for the production of the second structural element.

Das zweite Strukturelement weist einen Verbindungsbereich zur Verbindung des Strukturbauteils mit einem weiteren Bauteil auf. Derartige Verbindungsbereiche dienen dazu, das erfindungsgemäße Bauteil mit anderen Bauteilen zu verbinden. Verbindungsbereiche der in Rede stehenden Art können in einfachen Fällen beispielsweise als Bohrungen ausgeführt sein. Es sind jedoch auch komplexere Gestaltungen eines Verbindungsbereichs möglich. So können beispielsweise Gewinde und/oder Führungselemente in das Strukturelement eingebracht und/oder an dieses angeformt sein. Derartige Verbindungsbereiche erhöhen maßgeblich die Funktionalität des erfindungsgemäßen Strukturbauteils.The second structural element has a connection area for connecting the structural component to a further component. Such connection areas serve to connect the component according to the invention to other components. In simple cases, connecting areas of the type in question can be designed as bores, for example. However, more complex configurations of a connection area are also possible. For example, threads and/or guide elements can be introduced into the structural element and/or formed onto it. Such connection areas significantly increase the functionality of the structural component according to the invention.

Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Verbindungsbereich, insbesondere bezogen auf die Haupterstreckungsrichtung des ersten Strukturelements, im Bereich des Verstärkungselements angeordnet ist. Dies hat den besonderen Vorteil, dass Kräfte, die über den Verbindungsbereich in das zweite Strukturelement eingeleitet und über die Grenzfläche an das erste Strukturelement weitergeleitet werden, durch das Verstärkungselement aufgenommen bzw. abgestützt werden können. Die räumliche Nähe von Verbindungsbereich und Verstärkungselement bedingt hierbei eine vergleichsweise direkte und dadurch besonders günstige Krafteinleitung in das Verstärkungselement.In this case, it is particularly advantageous if the connection area is arranged in the area of the reinforcement element, in particular in relation to the main extension direction of the first structural element. This has the particular advantage that forces that are introduced into the second structural element via the connection area and are passed on to the first structural element via the interface can be absorbed or supported by the reinforcing element. The spatial proximity of the connection area and the reinforcement element here results in a comparatively direct and therefore particularly favorable introduction of force into the reinforcement element.

Unter der Haupterstreckungsrichtung des ersten Strukturelements ist dabei insbesondere diejenige Raumrichtung zu verstehen, in der das erste Strukturelement seine größte räumliche Ausdehnung hat.The main extension direction of the first structural element is to be understood in particular as meaning that spatial direction in which the first structural element has its greatest spatial extent.

Bevorzugt ist ein erster Bereich des zweiten Strukturelements derart im Inneren des Hohlraums angeordnet, dass er einen Hinterschnitt des zweiten Strukturelements mit dem ersten Strukturelement und oder eine Verankerung des zweiten Strukturelements im ersten Strukturelement bildet. Eine derartige Verbindung ermöglicht eine bessere Krafteinleitung vom zweiten Strukturelement in das erste Strukturelement. Bevorzugt weist hierbei das erste Strukturelement eine Öffnung auf, durch die ein Teil des Materials des zweiten Strukturelements in den Hohlraum eingedrungen ist. Dieser Teil des Materials weist dann innerhalb des Hohlraums eine räumliche Erstreckung auf, die den ersten Bereich am Verlassen des Hohlraums durch die Öffnung hindert. Bevorzugt liegt der erste Bereich hierbei an einem Teil der zu dem Hohlraum hinweisenden Oberfläche des ersten Strukturelements an.A first region of the second structural element is preferably arranged inside the cavity in such a way that it forms an undercut of the second structural element with the first structural element and/or an anchoring of the second structural element in the first structural element. Such a connection enables a better introduction of force from the second structural element into the first structural element. In this case, the first structural element preferably has an opening through which part of the material of the second structural element has penetrated into the cavity. This part of the material then has a spatial extent within the cavity which prevents the first region from exiting the cavity through the opening. In this case, the first region preferably bears against a part of the surface of the first structural element pointing towards the cavity.

Vorzugsweise wirkt/en der erste Bereich und/oder ein innerhalb des Hohlraums angeordneter zweiter Bereich des zweiten Strukturelements derart mit dem Verstärkungselement zusammen, dass er eine Bewegung des Verstärkungselements im ersten Strukturelement verhindert. Hierfür wirkt/en der erste und/oder der zweite Bereich bevorzugt formschlüssig mit dem Verstärkungselement zusammen. Eine Verhinderung der Bewegung des ersten Verstärkungselements im ersten Strukturelement durch den ersten und/oder zweiten Bereich ist vor allem dann sinnvoll, wenn das Verstärkungselement nicht nur während der Herstellung des erfindungsgemäßen Strukturbauteils, sondern auch während der bestimmungsgemäßen Verwendung des erfindungsgemäßen Strukturbauteils in das erste Strukturelement eingeleitete Kräfte aufnehmen soll.The first region and/or a second region of the second structural element arranged within the cavity preferably interacts with the reinforcement element in such a way that it prevents movement of the reinforcement element in the first structural element. For this purpose, the first and/or the second area preferably interacts with the reinforcement element in a form-fitting manner. Preventing the movement of the first reinforcement element in the first structural element through the first and/or second region is particularly useful if the reinforcement element is introduced into the first structural element not only during the production of the structural component according to the invention, but also during the intended use of the structural component according to the invention should absorb forces.

Vorteilhafterweise bildet das Verstärkungselement die Negativform für den ersten und/oder zweiten Bereich. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das zweite Strukturelement mit einem Urformverfahren hergestellt wird. Auf diese Weise kann während der Herstellung des erfindungsgemäßen Strukturbauteils der Werkstoff des zweiten Strukturelements in den Hohlraum eindringen und erhält dort durch das Verstärkungselement die gewünschte Form.Advantageously, the reinforcing element forms the negative mold for the first and/or second area. This is particularly advantageous when the second structural element is produced using a primary shaping process. In this way, during the production of the structural component according to the invention, the material of the second structural element can penetrate into the cavity and is given the desired shape there by the reinforcing element.

Vorteilhafterweise ist das Strukturbauteil Bestandteil eines Kraftfahrzeugfrontends. Unter einem Kraftfahrzeugfrontend werden vormontierte Baugruppen verstanden, die den Frontbereich eines Kraftfahrzeugs bilden. Kraftfahrzeugfrontends werden bevorzugt separat vom Kraftfahrzeug vormontiert und zu einem späteren Zeitpunkt mit dem Kraftfahrzeug verbunden. Dabei kann ein Kraftfahrzeugfrontend diverse funktionale Bauelemente enthalten, beispielsweise Kühler, Haubenschlösser, Scheinwerfer und andere Beleuchtungselemente, Sensoren - beispielsweise für Temperaturen oder Einparkhilfen - und Crashabsorptionselemente.The structural component is advantageously part of a motor vehicle front end. A motor vehicle front end is understood to mean preassembled assemblies that form the front area of a motor vehicle. Motor vehicle front ends are preferably preassembled separately from the motor vehicle and connected to the motor vehicle at a later point in time. A motor vehicle front end can contain various functional components, for example coolers, hood locks, headlights and other lighting elements, sensors—for example for temperatures or parking aids—and crash absorption elements.

Das erfindungsgemäße Strukturbauteil bildet hierbei bevorzugt den Montageträger des Kraftfahrzeugfrontends. Montageträger stellen bei Kraftfahrzeugfrontends das wesentliche strukturelle Bauteil dar. Sie erstrecken sich in Fahrzeugquerrichtung und Fahrzeughochrichtung über weite Teile des Kraftfahrzeugfrontends. Am Montageträger werden die funktionalen Bestandteile des Kraftfahrzeugfrontends während der Montage des Kraftfahrzeugfrontends befestigt. Entsprechend werden an derartige Montageträger zum einen hohe Anforderungen an deren mechanische Eigenschaften gestellt, zum anderen müssen die Montageträger eine Vielzahl funktionaler Aufgaben erfüllen. Dies bedingt oft eine komplexe Formgebung der Montageträger. Ein erfindungsgemäßes Strukturbauteil lässt sich daher besonders vorteilhaft als Montageträger verwenden.The structural component according to the invention preferably forms the assembly support of the motor vehicle front end. Mounting brackets are the essential structural component in motor vehicle front ends. They extend over large parts of the motor vehicle front end in the transverse direction and vertical direction of the vehicle. The functional components of the motor vehicle front end are attached to the assembly support during assembly of the motor vehicle front end. Accordingly, on the one hand, high demands are placed on such assembly supports in terms of their mechanical properties, and on the other hand, the assembly supports must fulfill a large number of functional tasks. This often requires a complex shape of the mounting bracket. A structural component according to the invention can therefore be used particularly advantageously as an assembly support.

Bevorzugt ist das erste Strukturelement mit seiner Haupterstreckung zumindest im Wesentlichen parallel zur Querrichtung des Kraftfahrzeugfrontends, also der Kraftfahrzeugquerrichtung, orientiert. Insbesondere bei der Verwendung als Montageträger ist die Kraftfahrzeugquerrichtung diejenige, in der im Fall eines Kraftfahrzeugfrontends die größten Längen überspannt werden müssen. Tragende Bauteile mit einer solchen Orientierung im Bereich eines Kraftfahrzeugfrontends werden auch als Querträger bezeichnet. Sie können Bestandteil eines Montageträgers oder als separate Bauteile ausgeführt sein. Aufgrund seiner hohen Steifigkeit eignet sich das erste Strukturelement daher insbesondere für die Verwendung als Querträger.The first structural element is preferably oriented with its main extent at least essentially parallel to the transverse direction of the motor vehicle front end, ie the transverse direction of the motor vehicle. In particular when used as an assembly support, the transverse direction of the motor vehicle is that in which, in the case of a motor vehicle front end, the greatest lengths have to be spanned. Load-bearing components with such an orientation in the area of a motor vehicle front end are also referred to as cross members. They can be part of an assembly support or designed as separate components. Due to its high rigidity, the first structural element is therefore particularly suitable for use as a cross member.

Das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Strukturbauteils, sieht vor, dass zunächst ein erstes Strukturelement bereitgestellt wird. Das erste Strukturelement umgibt einen Raumbereich zumindest teilweise. Dadurch ist im Inneren des ersten Strukturelements ein Hohlraum gebildet. Das erste Strukturelement weist einen diesen Hohlraum begrenzenden Oberflächenbereich auf. Hierbei weist das erste Strukturelement ein Verstärkungselement auf, das einen Teilbereich dieses Oberflächenbereichs abstützt.The method according to the invention, in particular the method according to the invention for producing a structural component according to the invention, provides that a first structural element is initially provided. The first structural element at least partially surrounds a spatial area. As a result, a cavity is formed inside the first structural element. The first structural element has a surface area delimiting this cavity. In this case, the first structural element has a reinforcement element which supports a partial area of this surface area.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein zweites Strukturelement an das erste Strukturelement angeformt. Hierbei entsteht im Bereich des Verstärkungselements eine Grenzfläche zwischen dem ersten Strukturelement und dem zweiten Strukturelement. An dieser Grenzfläche kann es zu einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Strukturelement und dem zweiten Strukturelement kommen. Es ist vorteilhaft, wenn das zweite Strukturelement mittels eines Urformverfahrens an das erste Strukturelement angeformt wird.According to the method according to the invention, a second structural element is molded onto the first structural element. In this way, an interface between the first structural element and the second structural element is created in the area of the reinforcement element. At this interface, there can be a material connection between the first structural element and the second structural element. It is advantageous if the second structural element is formed onto the first structural element by means of a primary shaping process.

Das zweite Strukturelement wird erfindungsgemäß mit einem Spritzgussverfahren an das erste Strukturelement angeformt. Hierbei kann das erste Strukturelement in der Spritzgussform aufgenommen sein. Das erste Strukturelement kann jedoch ebenfalls nur zu einem Teil in der Spritzgussform aufgenommen sein. Letzteres ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn das erste Strukturelement eine langgestreckte Form aufweist, das zweite Strukturelement sich in der Haupterstreckungsrichtung des ersten Strukturelements jedoch lediglich über einen Teilbereich des ersten Strukturelements erstreckt.According to the invention, the second structural element is molded onto the first structural element using an injection molding process. In this case, the first structural element can be accommodated in the injection mold. However, only part of the first structural element can also be accommodated in the injection mold. The latter is advantageous, for example, when the first structural element has an elongated shape, but the second structural element only extends over a partial region of the first structural element in the main direction of extension of the first structural element.

Es versteht sich sowohl im Hinblick auf das erfindungsgemäße Strukturbauteil wie auch im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren, dass das Strukturbauteil neben dem zweiten Strukturelement weitere Strukturelemente aufweisen kann. Die weiteren Strukturbauteile können die beschriebenen Merkmale des zweiten Strukturelements aufweisen.It goes without saying, both with regard to the structural component according to the invention and with regard to the method according to the invention, that the structural component can have further structural elements in addition to the second structural element. The further structural components can have the described features of the second structural element.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 bis 7 schematisch näher erläutert.

1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Strukturbauteils.
2 zeigt eine perspektivische Teildarstellung des in 1 dargestellten beispielhaften erfindungsgemäßen Strukturbauteils.
3 zeigt eine beispielhafte Querschnittsdarstellung eines Teils des in 1 dargestellten beispielhaften erfindungsgemäßen Strukturbauteils.
4 zeigt eine Längsschnittdarstellung des ersten Strukturelements des in 1 dargestellten beispielhaften erfindungsgemäßen Strukturbauteils.
5 zeigt beispielhafte Darstellungen möglicher Querschnitte beispielhafter erster Strukturelemente.
6 und 7 zeigen Querschnittsdarstellungen eines alternativen erfindungsgemäßen Strukturbauteils.

The invention is based on the 1 until 7 schematically explained in more detail.

1 shows a perspective view of an exemplary structural component according to the invention.
2 shows a perspective partial view of the in 1 illustrated exemplary structural component according to the invention.
3 shows an exemplary cross-sectional representation of a part of the in 1 illustrated exemplary structural component according to the invention.
4 shows a longitudinal sectional view of the first structural element of in 1 illustrated exemplary structural component according to the invention.
5 shows exemplary representations of possible cross sections of exemplary first structural elements.
6 and 7 show cross-sectional views of an alternative structural component according to the invention.

Das in den 1 bis 4 dargestellte beispielhafte Strukturbauteil 1 weist ein erstes Strukturelement 2 und ein zweites Strukturelement 3 auf. Das zweite Strukturelement 3 ist in vorteilhafter Weise mit einem Spritzgussverfahren an das erste Strukturelement 2 angeformt. Im Inneren des ersten Strukturelements 2 ist ein Hohlraum 4 ausgebildet. Der Hohlraum 4 wird durch einen Oberflächenbereich 5 des ersten Strukturelements 2 begrenzt. Das beispielhafte erste Strukturelement 2 weist eine Haupterstreckungsrichtung X auf. Diese entspricht bei seiner bestimmungsgemäßen Verwendung als Montageträger in einem Kraftfahrzeugfrontend der Querrichtung des Kraftfahrzeugfrontends bzw. des Kraftfahrzeugs. Das beispielhafte erste Strukturelement 2 ist im Wesentlichen rohrförmig. Dem Oberflächenbereich 5 entspricht hierbei die Innenfläche des Rohres. An seinen in Haupterstreckungsrichtung X weisenden Enden ist das erste Strukturelement 2 im gezeigten Beispiel offen, der Hohlraum 4 somit zugänglich.That in the 1 until 4 The exemplary structural component 1 shown has a first structural element 2 and a second structural element 3 . The second structural element 3 is advantageously molded onto the first structural element 2 using an injection molding process. A cavity 4 is formed inside the first structural element 2 . The cavity 4 is delimited by a surface area 5 of the first structural element 2 . The exemplary first structural element 2 has a main extension direction X. When used as intended as an assembly support in a motor vehicle front end, this corresponds to the transverse direction of the motor vehicle front end or of the motor vehicle. The exemplary first structural element 2 is essentially tubular. The inner surface of the tube corresponds to the surface area 5 . In the example shown, the first structural element 2 is open at its ends pointing in the direction of main extension X, and the cavity 4 is therefore accessible.

Das in den 1 bis 4 dargestellte erfindungsgemäße Strukturbauteil 1 weist ein Verstärkungselement 6 auf, dass einen Teilbereich 7 des Oberflächenbereichs 5 abstützt. Der Teilbereich 7 befindet sich hierbei im Bereich einer zwischen dem ersten Strukturelement 2 und dem zweiten Strukturelement 3 gebildeten Grenzfläche 8. In vorteilhafter Weise weist das in den 1 bis 4 gezeigte beispielhafte Strukturbauteil 1 eine Mehrzahl Verstärkungselemente 6 auf.That in the 1 until 4 The structural component 1 according to the invention shown has a reinforcement element 6 that supports a partial area 7 of the surface area 5 . The partial area 7 is in this case located in the area of an interface 8 formed between the first structural element 2 and the second structural element 3. Advantageously, that in FIGS 1 until 4 The exemplary structural component 1 shown has a plurality of reinforcement elements 6 .

In vorteilhafter Weise weist das zweite Strukturelement 3 im gezeigten Beispiel Verbindungsbereiche 9 auf, mit denen das Strukturbauteil mit einem weiteren Bauteil verbunden werden kann. Die Verbindungsbereiche 9 sind in vorteilhafter Weise bezogen auf die Haupterstreckungsrichtung X im Bereich der Verstärkungselemente 6 angeordnet.In the example shown, the second structural element 3 advantageously has connecting regions 9 with which the structural component can be connected to another component. The connection areas 9 are advantageously arranged in the area of the reinforcement elements 6 in relation to the main extension direction X.

Das beispielhafte Strukturbauteil 1 weist im gezeigten Beispiel in vorteilhafter Weise weitere Strukturelemente 10 auf. Diese sind ebenfalls bevorzugt im Bereich von Verstärkungselementen 6, insbesondere bezogen auf die Haupterstreckungsrichtung X, angeordnet.The exemplary structural component 1 advantageously has further structural elements 10 in the example shown. These are also preferably arranged in the area of reinforcement elements 6, in particular in relation to the main direction of extent X.

In 5 sind beispielhaft mögliche Querschnitte beispielhafter erster Strukturelemente dargestellt. Der Querschnitt in 5a entspricht dem Querschnitt des in den 1 bis 4 beispielhaft dargestellten ersten Strukturelements. Dieses Strukturelement ist einstückig ausgeführt. In den 5b und 5c sind ebenfalls Querschnitte einstückiger erster Strukturelemente dargestellt. Die in den 5d und 5e dargestellten beispielhaften ersten Strukturelemente sind hingegen mehrteilig ausgebildet. Im gezeigten Beispiel bestehen sie jeweils aus zwei Profilen 11 und 12, die in Verbindungsbereichen 13 miteinander verbunden sind.In 5 are shown as examples of possible cross sections of exemplary first structural elements. The cross section in 5a corresponds to the cross section of the 1 until 4 first structural element exemplified. This structural element is made in one piece. In the 5b and 5c are also shown cross sections of one-piece first structural elements. The in the 5d and 5e illustrated exemplary first structural elements are, however, formed in several parts. In the example shown, they each consist of two profiles 11 and 12 which are connected to one another in connection areas 13 .

In 6 ist ein Querschnitt eines beispielhaften weiteren Strukturbauteils dargestellt. Das beispielhafte zweite Strukturelement 3 weist einen ersten Bereich 14 auf. Dieser ist im Inneren des Hohlraums 4 angeordnet. Der erste Bereich 14 bildet einen Hinterschnitt mit dem ersten Strukturelement 2. Auf diese Weise bildet der erste Bereich 14 eine Verankerung des zweiten Strukturelements 3 im ersten Strukturelement 2. In vorteilhafter Weise bildet das Verstärkungselement 6 die Negativform für den ersten Bereich 14. Der erste Bereich 14 wirkt mit dem Verstärkungselement 6 in vorteilhafter Weise derart formschlüssig zusammen, dass er eine Bewegung des Verstärkungselements in zur Zeichnungsebene senkrechter Richtung verhindert.In 6 a cross section of an exemplary further structural component is shown. The exemplary second structure element 3 has a first region 14 . This is arranged inside the cavity 4 . The first area 14 forms an undercut with the first structural element 2. In this way, the first area 14 forms an anchoring of the second structural element 3 in the first structural element 2. The reinforcing element 6 advantageously forms the negative mold for the first area 14. The first area 14 interacts with the reinforcement element 6 in an advantageous manner in such a form-fitting manner that it prevents movement of the reinforcement element in a direction perpendicular to the plane of the drawing.

In 7 ist dargestellt, wie eine in einem ersten Strukturelement 2 vorgesehene Durchbrechung 15 zur Verankerung eines zweiten Strukturelements 3 und/oder weiteren Strukturelements 10 am ersten Strukturelement 2 genutzt werden kann. Der Werkstoff des zweiten Strukturelements 3 und/oder weiteren Strukturelements 10 durchdringt die Durchbrechung 15 und bildet so eine formschlüssige Verbindung.In 7 shows how an opening 15 provided in a first structural element 2 can be used to anchor a second structural element 3 and/or another structural element 10 on the first structural element 2 . The material of the second structural element 3 and/or further structural element 10 penetrates the opening 15 and thus forms a positive connection.

BezugszeichenlisteReference List

11: Strukturbauteilstructural component
22: erstes Strukturelementfirst structural element
33: zweites Strukturelementsecond structural element
44: Hohlraumcavity
55: Oberflächenbereichsurface area
66: Verstärkungselementreinforcement element
77: Teilbereichsubarea
88th: Grenzflächeinterface
99: Verbindungsbereicheconnection areas
1010: weiteres Strukturelementanother structural element
1111: Profilprofile
1212: Profilprofile
1313: Verbindungsbereichconnection area
1414: erster Bereichfirst area
1515: Durchbrechung breakthrough
XX: Haupterstreckungsrichtungmain extension direction

Claims

Structural component (1), in particular for a motor vehicle body, with a first structural element (2) for absorbing mechanical forces, the first structural element (2) at least partially surrounding a spatial area in such a way that inside the first structural element (2) there is a cavity (4) is formed, the first structural element (2) having a surface region (5) delimiting this cavity (4), the structural component (1) having a second structural element (3), the second structural element (3) being connected to the first structural element (2 ) is connected, wherein in the region of the connection between the first structural element (2) and the second structural element (3) an interface (8) is formed between the first structural element (2) and the second structural element (3), the second structural element ( 3) has a connection area (9) for connecting the structural component (1) to a further component, characterized in that the structural component (1) has a reinforcement rk element (6) for mechanical reinforcement of the first structural element (2), wherein the reinforcement element (6) supports a partial area (7) of the surface area (5), the partial area (7) being located in the area of the interface (8).

Structural component (1) after claim 1 , characterized in that the connection area (9) is arranged in relation to the main extension direction (X) of the first structural element (2) in the area of the reinforcing element (6).

Structural component (1) after claim 1 or 2 , characterized in that a first region (14) of the second structural element (3) is arranged inside the cavity (4) in such a way that it forms an undercut of the second structural element (3) with the first structural element (2) and/or an anchorage of the second structural element (3) in the first structural element (2).

Structural component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first region (14) and/or a second region of the second structural element (3) arranged within the cavity (4) is connected to the reinforcing element (6), preferably in a form-fitting manner. cooperates to prevent movement of the reinforcing element (6) in the first structural element (2).

Structural component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing element (6) forms the negative mold for the first area (14) and/or for the second area.

Motor vehicle front end, characterized in that the motor vehicle front end has a structural component (1) according to one of the preceding claims.

Motor vehicle front end after claim 6 , characterized in that the structural component (1) is an assembly support.

Motor vehicle front end after claim 6 or claim 7 , characterized in that the first structural element (2) with its main extension direction (X) is oriented at least substantially parallel to the transverse direction of the motor vehicle front end.

Method for producing a structural component (1), in particular a structural component (1) according to one of Claims 1 until 5 , comprising the steps: A) providing a first structural element (2), the first structural element (2) at least partially surrounding a spatial region in such a way that a cavity (4) is formed inside the first structural element (2), the first structural element (2) has a surface area (5) delimiting this cavity (4), the first structural element (2) having a reinforcing element (6) which supports part of the surface area (5); B) Molding a second structural element (3) onto the first structural element (2), an interface (8) between the first structural element (2) and the second structural element (3) being formed in the region of the reinforcing element (6), the second Structural element (3) is formed onto the first structural element (2) using an injection molding process and/or a compression molding process.