DE102019201415B4 - Body part and method for producing a body part - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Karosserieteil (1) mit einem länglichen Außenteilprofil (3) und einem damit verbundenen länglichen Innenteilprofil (5), welche derart angeordnet sind, dass zwischen dem länglichen Außenteilprofil (3) und dem länglichen Innenteilprofil (5) ein Hohlraum (7) ausgebildet ist, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Karosserieteils. Erfindungsgemäß ist in den Hohlraum (7) ein Trägerprofil (10) eingebracht, an welchem ein Verstärkungsschaumteil (14) angeordnet ist, wobei das Trägerprofil (10) mit dem länglichen Außenteilprofil (3) und/oder dem länglichen Innenteilprofil (5) verbunden ist.The invention relates to a body part (1) with an elongated outer part profile (3) and an elongated inner part profile (5) connected to it, which are arranged in such a way that a cavity (7) is formed between the elongated outer part profile (3) and the elongated inner part profile (5). is formed, and a method for producing such a body part. According to the invention, a carrier profile (10) is introduced into the cavity (7), on which a reinforcing foam part (14) is arranged, the carrier profile (10) being connected to the elongated outer part profile (3) and / or the elongated inner part profile (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein Karosserieteil gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Karosserieteils.The invention relates to a body part according to the preamble of
Karosserieteile mit einem länglichen Außenteilprofil und einem damit verbundenen länglichen Innenteilprofil, welche derart angeordnet sind, dass zwischen dem länglichen Außenteilprofil und dem länglichen Innenteilprofil ein Hohlraum ausgebildet wird, sind in zahlreichen Variationen bekannt. Diese Karosserieteile können beispielsweise als Bodenseitenschweller, A-, B- oder C-Säule ausgeführt und eingesetzt werden.Body parts with an elongated outer part profile and an elongated inner part profile connected to it, which are arranged in such a way that a cavity is formed between the elongated outer part profile and the elongated inner part profile, are known in numerous variations. These body parts can be designed and used, for example, as floor side sills, A, B or C pillars.
Aus der
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Karosserieteil und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Karosserieteils bereitzustellen, welches bei kostengünstiger Herstellung ein verbessertes Crashverhalten aufweist.The invention is based on the object of providing a body part and a method for producing such a body part, which has improved crash behavior while being inexpensive to produce.
Diese Aufgabe wird durch ein Karosserieteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Karosserieteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a body part with the features of
Um ein Karosserieteil mit einem länglichen Außenteilprofil und einem damit verbundenen länglichen Innenteilprofil bereitzustellen, welches bei kostengünstiger Herstellung ein verbessertes Crashverhalten aufweist, ist in einen Hohlraum, welcher zwischen dem länglichen Außenteilprofil und dem länglichen Innenteilprofil ausgebildet ist, ein Trägerprofil eingebracht, an welchem ein Verstärkungsschaumteil angeordnet ist. Zudem ist das Trägerprofil mit dem länglichen Außenteilprofil und/oder dem länglichen Innenteilprofil verbunden. Hierbei ist das Verstärkungsschaumteil mit dem Trägerprofil stoffschlüssig verbunden. Um ein definiertes Deformationsverhalten vorgeben zu können, ist die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Verstärkungsschaumteil und dem Trägerprofil mit Sollbruchstellen ausgeführt. Hierbei wird unter einer Sollbruchstelle allgemein ein Versagensbereich verstanden, da die Verbindung nicht unbedingt brechen muss, sondern auch nur mehr als andere Bereiche der Verbindung nachgeben kann.In order to provide a body part with an elongated outer part profile and an elongated inner part profile connected to it, which has improved crash behavior while being inexpensive to manufacture, is in a cavity which is between the elongated outer part profile and the elongated inner part profile is formed, introduced a carrier profile on which a reinforcing foam part is arranged. In addition, the carrier profile is connected to the elongated outer part profile and / or the elongated inner part profile. Here, the reinforcing foam part is firmly bonded to the carrier profile. In order to be able to specify a defined deformation behavior, the material connection between the reinforcement foam part and the carrier profile is designed with predetermined breaking points. In this context, a predetermined breaking point is generally understood to mean a failure area, since the connection does not necessarily have to break, but can only yield more than other areas of the connection.
Zudem wird ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Karosserieteils vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte: Bereitstellen eines länglichen Außenteilprofils und eines länglichen Innenteilprofils. Bereitstellen eines Trägerprofils und Anordnen eines Verstärkungsschaumteils am Trägerprofil. Verbinden des Trägerprofils mit dem länglichen Außenteilprofil und/oder dem länglichen Innenteilprofil. Zudem wird des längliche Außenteilprofil mit dem länglichen Innenteilprofil verbunden. Hierbei wird das Verstärkungsschaumteil mit dem Trägerprofil stoffschlüssig verbunden. Um ein definiertes Deformationsverhalten vorgeben zu können, wird die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Verstärkungsschaumteil und dem Trägerprofil mit Sollbruchstellen ausgeführt. Hierbei wird unter einer Sollbruchstelle allgemein ein Versagensbereich verstanden, da die Verbindung nicht unbedingt brechen muss, sondern auch nur mehr als andere Bereiche der Verbindung nachgeben kann.In addition, a method for producing such a body part is proposed. The method comprises the steps of: providing an elongated outer part profile and an elongated inner part profile. Providing a carrier profile and arranging a reinforcing foam part on the carrier profile. Connecting the carrier profile with the elongated outer part profile and / or the elongated inner part profile. In addition, the elongated outer part profile is connected to the elongated inner part profile. Here, the reinforcing foam part is firmly bonded to the carrier profile. In order to be able to specify a defined deformation behavior, the material connection between the reinforcement foam part and the carrier profile is designed with predetermined breaking points. In this context, a predetermined breaking point is generally understood to mean a failure area, since the connection does not necessarily have to break, but can only yield more than other areas of the connection.
Das erfindungsgemäße Karosserieteil unterscheidet sich dadurch von den bekannten Karosserieteilen, dass das Verstärkungsschaumteil über das Trägerprofil mit dem Außenteilprofil oder dem Innenteilprofil oder mit dem Außenteilprofil und dem Innenteilprofil verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Trägerprofil und dem Außenteilprofil und/oder dem Innenteilprofil kann kraft-, form- und/oder stoffschlüssig, beispielsweise als Klebeverbindung, Schweißverbindung oder als eine mechanische Verbindung ausgeführt werden. Dadurch haftet das Trägerprofil besser als Schaum am Metall des Außenteilprofils und/oder Innenteilprofils, da am Trägerprofil aus Metall oder Kunststoff keine „Luftlöcher“ ohne Material wie bei einem Schaumteil vorliegen. Da das Verstärkungsschaumteil nicht mehr durch ein direktes Einspritzen in den zwischen dem Außenteilprofil und dem Innenteilprofil ausgebildeten Hohlraum erzeugt wird, sondern mit dem Trägerprofil in einer externen Maschine hergestellt wird, wird im Vergleich mit dem Stand der Technik ein einfacheres Maschinenkonzept ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der externen Herstellung des Trägerprofils und des Verstärkungsschaumteils ist die damit mögliche Komplexität der Geometrie des Trägerprofils und des Verstärkungsschaumteils. Dies kann beispielsweise durch ein Schaumspritzgussverfahren umgesetzt werden. Außerdem können das Trägerprofil und das Verstärkungsschaumteil auch simuliert optimiert hergestellt werden. So können beispielsweise Aussparungen zur gezielten Verstärkung des Karosserieteils oder eine Wabenstruktur für das Trägerprofil und/oder das Verstärkungsschaumteil vorgesehen werden. Zudem können durch die externe Herstellung des Trägerprofils und des Verstärkungsschaumteils Verschmutzungen der Karosserie und korrespondierende Nacharbeitskosten vermieden werden. Des Weiteren können niedrigere Restblocklängen des Karosserieteils nach einem Crash realisiert werden, was sich vorteilhaft auf die Fahrzeugauslegung auswirkt.The body part according to the invention differs from the known body parts in that the reinforcing foam part is connected to the outer part profile or the inner part profile or to the outer part profile and the inner part profile via the carrier profile. The connection between the carrier profile and the outer part profile and / or the inner part profile can be implemented in a non-positive, positive and / or material fit, for example as an adhesive connection, welded connection or as a mechanical connection. As a result, the carrier profile adheres better than foam to the metal of the outer part profile and / or inner part profile, since there are no “air holes” without material on the carrier profile made of metal or plastic, as is the case with a foam part. Since the reinforcement foam part is no longer produced by direct injection into the cavity formed between the outer part profile and the inner part profile, but is produced with the carrier profile in an external machine, a simpler machine concept is made possible in comparison with the prior art. Another advantage of the external production of the support profile and the reinforcement foam part is the complexity of the geometry of the support profile and the reinforcement foam part that is possible with it. This can be implemented, for example, by a foam injection molding process. In addition, the carrier profile and the reinforcement foam part can also be produced in a simulated manner. For example, recesses for targeted reinforcement of the body part or a honeycomb structure for the carrier profile and / or the reinforcement foam part can be provided. In addition, the external production of the support profile and the reinforcement foam part can avoid soiling of the body and the corresponding reworking costs. Furthermore, shorter remaining block lengths of the body part can be implemented after a crash, which has an advantageous effect on the vehicle design.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Karosserieteils kann das Trägerprofil als Trennelement zwischen dem Außenteilprofil und dem Innenteilprofil angeordnet werden und den Hohlraum in zwei Teilhohlräume aufteilen. Hierbei kann das Verstärkungsschaumteil in einem zwischen dem Trägerprofil und dem Innenteilprofil ausgebildeten ersten Teilhohlraum angeordnet werden. Das bedeutet, dass das Verstärkungsschaumteil im Innenteilprofilnahen Hohlraum angeordnet ist.In an advantageous embodiment of the body part, the carrier profile can be arranged as a separating element between the outer part profile and the inner part profile and divide the cavity into two partial cavities. Here, the reinforcing foam part can be arranged in a first partial cavity formed between the carrier profile and the inner part profile. This means that the reinforcing foam part is arranged in the cavity near the inner part profile.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Karosserieteils kann das Trägerprofil als U-förmige Verstärkung des Außenteilprofils ausgeführt werden, so dass der zwischen dem Trägerprofil und dem Innenteilprofil ausgebildete erste Teilhohlraum wesentlich größer als ein zwischen dem Außenteilprofil und dem Trägerprofil ausgebildeten zweiten Teilhohlraum ist. Dadurch können die mechanischen Eigenschaften des Außenteilprofils und die Energieaufnahme des Karosserieteils im Crashfall verbessert werden.In a further advantageous embodiment of the body part, the carrier profile can be designed as a U-shaped reinforcement of the outer part profile, so that the first partial cavity formed between the carrier profile and the inner part profile is substantially larger than a second partial cavity formed between the outer part profile and the carrier profile. As a result, the mechanical properties of the outer part profile and the energy absorption of the body part can be improved in the event of a crash.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Karosserieteils kann das Trägerprofil als Pultrusions- oder Extrusionsprofil ausgeführt werden. Das Pultrusions- oder Extrusionsprofil kann zur Umsetzung des Leichtbaugedankens vorzugsweise als Kunststoffbauteil oder als faserverstärktes Kunststoffbauteil ausgeführt werden. Alternativ kann das Trägerprofil als Schweißbaugruppe aus umgeformten Blechteilen ausgeführt werden. Gerade für Nischenfahrzeuge können bei einer solchen einfacheren Ausführung des Trägerprofils Kosten für Investition und bei der Herstellung der fertigungstechnischen aufwendigen Extrusionsprofile eingespart werden.In a further advantageous embodiment of the body part, the carrier profile can be designed as a pultrusion or extrusion profile. The pultrusion or extrusion profile can preferably be designed as a plastic component or as a fiber-reinforced plastic component to implement the lightweight construction concept. Alternatively, the support profile can be designed as a welded assembly made of formed sheet metal parts. For niche vehicles in particular, with such a simpler design of the carrier profile, investment costs and in the manufacture of the extrusion profiles that are complex in terms of production technology can be saved.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Karosserieteils kann das in das Verstärkungsschaumteil mindestens ein Hohlraum und/oder crashabsorbierende Mittel integriert werden. Als crashabsorbierende Mittel können beispielsweise geeignete Füllstoffe oder Hohlprofile wie Rohre in das Verstärkungsschaumteil integriert werden, welche das Verstärkungsschaumteil zusätzlich verstärken können.In a further advantageous embodiment of the body part, the at least one cavity and / or crash-absorbing means can be integrated into the reinforcing foam part. Suitable fillers or hollow profiles such as pipes, for example, can be used as crash-absorbing agents Reinforcement foam part are integrated, which can additionally reinforce the reinforcement foam part.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Karosserieteils kann das Verstärkungsschaumteil ein Extrusionsschaumteil oder ein Partikelschaumteil sein. Hierbei kann das Verstärkungsschaumteil in einem gemeinsamen Fertigungsprozess an das Extrusionsprofil angeformt werden. Bevorzugt wird als Material für das Verstärkungsschaumteil Partikelschaum eingesetzt. Dieser weist bessere mechanische Eigenschaften als beispielsweise ein Zweikomponentenschaum auf. Das hergestellte Verstärkungsschaumteil kann dann bevorzugt mittels Laserschweißen mit dem Trägerprofil stoffschlüssig verbunden. Zudem können Verstärkungsschaumteil bzw. das Trägerprofil aus mehreren miteinander verschweißten Bauteilen gebildet werden, was die Möglichkeiten der Geometrie der Konstruktion nochmals erhöht. Durch eine gezielte Schweißnahtauslegung können auch bewusst „Sollbruchstellen“ bzw. „Versagensbereiche“ ohne Haftung integriert werden, um die Verformung im Crashfall gezielt auszulegen. Der eingesetzte Schaum ist temperaturbeständig. Dadurch kann das Trägerprofil mit dem Verstärkungsschaumteil im Karosseriebau verbaut werden und durch die nachfolgende KTL Behandlung (KTL: kathodische Tauchlackierung) im Ofen nochmals zusätzlich ausgehärtet werden und eine bessere Anhaftung erzeugt werden. Dadurch können auch Toleranzen der Blechbauteile ausgeglichen werden.In a further advantageous embodiment of the body part, the reinforcing foam part can be an extrusion foam part or a particle foam part. Here, the reinforcing foam part can be molded onto the extrusion profile in a common manufacturing process. Particle foam is preferably used as the material for the reinforcing foam part. This has better mechanical properties than, for example, a two-component foam. The reinforcement foam part produced can then be materially connected to the carrier profile, preferably by means of laser welding. In addition, the reinforcement foam part or the support profile can be formed from several components welded together, which further increases the possibilities of the geometry of the construction. With a targeted weld seam design, “predetermined breaking points” or “failure areas” can be integrated without adhesion in order to design the deformation in a targeted manner in the event of a crash. The foam used is temperature-resistant. As a result, the carrier profile with the reinforcement foam part can be built into the bodywork and, through the subsequent KTL treatment (KTL: cathodic dip painting) in the oven, it can be hardened again and better adhesion generated. This also allows tolerances of the sheet metal components to be compensated.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Karosserieteils können das Außenteilprofil und/oder das Innenteilprofil als Stahlprofil oder als Leichtmetallprofil oder als faserverstärktes Kunststoffprofil ausgeführt werden. Vorzugsweise werden die Profile zur Umsetzung des Leichtbaugedankens aus einem Leichtmetall, wie Aluminium, Magnesium usw., oder einem anderen geeigneten duktilen Material hergestellt.In a further advantageous embodiment of the body part, the outer part profile and / or the inner part profile can be designed as a steel profile or as a light metal profile or as a fiber-reinforced plastic profile. The profiles for implementing the lightweight construction concept are preferably made of a light metal, such as aluminum, magnesium, etc., or another suitable ductile material.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann das Verstärkungsschaumteil mittels einer Schweißverbindung oder einer Klebeverbindung stoffschlüssig mit dem Trägerprofil verbunden werden.In an advantageous embodiment of the method, the reinforcing foam part can be materially connected to the carrier profile by means of a welded connection or an adhesive connection.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann das Trägerprofil als Pultrusions- oder Extrusionsprofil aus Kunststoff oder aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt werden.In a further advantageous embodiment of the method, the carrier profile can be produced as a pultrusion or extrusion profile made of plastic or of fiber-reinforced plastic.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without the scope of the Invention to leave. There are thus also embodiments to be regarded as encompassed and disclosed by the invention, which are not explicitly shown or explained in the figures, but emerge from the explained embodiments and can be generated by separate combinations of features.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:
-
1 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Karosserieteils; -
2 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Karosserieteils; -
3 eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Karosserieteils; -
4 eine schematische Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Karosserieteils; -
5 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Karosserieteils; und -
6 ein schematisches Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Karosserieteils.
-
1 a schematic sectional view of a first embodiment of a body part according to the invention; -
2 a schematic sectional view of a second embodiment of a body part according to the invention; -
3 a schematic sectional view of a third embodiment of a body part according to the invention; -
4th a schematic sectional view of a fourth embodiment of a body part according to the invention; -
5 a schematic sectional view of a first embodiment of a body part according to the invention; and -
6th a schematic flow diagram of an exemplary embodiment of a method according to the invention for producing a body part.
Wie aus
Erfindungsgemäß ist in den Hohlraum
Wie aus
In den dargestellten Ausführungsbeispielen des Karosserieteils
Das Außenteilprofil
Wie aus
Das Verstärkungsschaumteil
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Hierbei kann das Verstärkungsschaumteil
Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird das Trägerprofil
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Karosserieteile
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E
- KarosserieteilBody part
- 33
- AußenteilprofilOuter part profile
- 55
- InnenteilprofilInner part profile
- 77th
- Hohlraumcavity
- 7.1, 7.27.1, 7.2
- TeilhohlraumPartial cavity
- 9, 9A9, 9A
- VerbindungsbereichConnection area
- 1010
- TrägerprofilSupport profile
- 10A, 10B, 10C, 10D10A, 10B, 10C, 10D
- Pultrusions- oder ExtrusionsprofilPultrusion or extrusion profile
- 1212
- Kammerchamber
- 14, 14A, 14B, 14C, 14D, 14E14, 14A, 14B, 14C, 14D, 14E
- VerstärkungsschaumteilReinforcement foam part
- 1616
- Hohlraumcavity
- 1717th
- VerstärkungsrohrReinforcement tube
- 1818th
- Verbindungconnection
- 100100
- Verfahren zum Herstellen eines KarosserieteilsMethod for producing a body part
- S110 bis S140S110 to S140
- VerfahrensschrittProcess step
- xx
- LängsrichtungLongitudinal direction
- yy
- QuerrichtungTransverse direction
- zz
- HochrichtungVertical direction
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |