DE102020109579A1 - Carrier for a motor vehicle and method of manufacturing a carrier - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Träger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeugsäule 1, hergestellt als Schalenbauteil, wobei zumindest eine erste Schale 2 aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt ist und eine zweite Schale als Anbauteil 3 ausgebildet ist und die Schalen 2, 3 miteinander gekoppelt sind, wobei die erste Schale 2 zumindest längenabschnittsweise als im Querschnitt geschlossenes extrudiertes Hohlprofil 5 ausgebildet, wobei die erste Schale 2 einstückig und werkstoffeinheitlich hergestellt ist.The present invention relates to a support for a motor vehicle, in particular a motor vehicle pillar 1, manufactured as a shell component, at least one first shell 2 being made from a light metal alloy and a second shell being designed as an attachment 3 and the shells 2, 3 being coupled to one another, the first shell 2 formed at least lengthwise as an extruded hollow profile 5 with a closed cross-section, the first shell 2 being made in one piece and made of the same material.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Träger für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Trägers gemäß den Merkmalen im Anspruch 12.The present invention relates to a carrier for a motor vehicle according to the features in the preamble of claim 1. The present invention also relates to a method for producing a carrier according to the features in claim 12.

Aus dem Stand der Technik sind Kraftfahrzeugkarosserien bekannt, die insbesondere als selbsttragende Karosserien hergestellt werden. Als bevorzugte Werkstoffe werden hierzu metallische Werkstoffe eingesetzt, ganz besonders bevorzugt Stahlwerkstoff. Zum Teil werden jedoch auch Leichtmetallwerkstoffe, insbesondere Aluminium eingesetzt.Motor vehicle bodies are known from the prior art, which are produced in particular as self-supporting bodies. Metallic materials are used as preferred materials for this purpose, steel material being very particularly preferred. In some cases, however, light metal materials, in particular aluminum, are also used.

Eine jeweilige Kraftfahrzeugkarosserie wird insbesondere als selbsttragende Karosserie hergestellt, so dass einzelne Strukturbauteile miteinander gekoppelt werden.A respective motor vehicle body is produced in particular as a self-supporting body, so that individual structural components are coupled to one another.

Alternativ oder ergänzend werden dann Bauteile, wie beispielsweise Querträger oder auch Längsträger, zusätzlich mit der Karosserie gekoppelt. Auch werden Seitenaufprallträger in eine jeweilige Tür eingebaut.As an alternative or in addition, components such as cross members or longitudinal members are then additionally coupled to the body. Side impact beams are also built into a respective door.

Bei einer solchen Kraftfahrzeugkarosserie ist das Bestreben grundsätzlich, möglichst hohe Steifigkeiten zu erreichen, um die Verwindungssteifigkeit der Kraftfahrzeugkarosserie hoch zu halten. Gleichzeitig soll jedoch möglichst ein geringes Eigengewicht realisiert werden sowie ein möglichst geringer Materialeinsatz und geringe Herstellungskosten erreicht werden.In such a motor vehicle body, the aim is fundamentally to achieve the highest possible rigidity in order to keep the torsional rigidity of the motor vehicle body high. At the same time, however, the lowest possible dead weight should be achieved and the lowest possible use of material and low manufacturing costs should be achieved.

Eine weitere Anforderung an die Kraftfahrzeugkarosserie ist die Crashsicherheit. Neben einer hohen Verwindungssteifigkeit soll auch eine möglichst hohe Resistenz gegen einen jeweiligen Fahrzeugcrash hergestellt werden. Als Beispiele sind ein Frontalcrash und insbesondere auch ein Seitenaufprall als mögliche Crashszenarien benannt.Another requirement for the motor vehicle body is crash safety. In addition to high torsional rigidity, the highest possible resistance to a respective vehicle crash should also be produced. A frontal crash and, in particular, a side impact are named as possible crash scenarios as examples.

Beispielsweise ist aus der DE 10 2018 106 526 A1 die Herstellung eines Aufprallträgers bekannt. Hierzu wird zunächst ein Hohlprofil extrudiert. Dieses Hohlprofil wird gegebenenfalls mit einem Schließblech oder einer weiteren Schale gekoppelt.For example, from the DE 10 2018 106 526 A1 the manufacture of an impact beam is known. For this purpose, a hollow profile is first extruded. This hollow profile is optionally coupled with a strike plate or another shell.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Träger, insbesondere eine Kraftfahrzeugsäule, für eine Karosserie eines Kraftfahrzeuges aufzuzeigen, die eine besonders einfache und kostengünstige Fertigungsmöglichkeit besitzt, sowie auf partielle Anforderungen der Crashsicherheit der Kraftfahrzeugkarosserie adaptierbar ist sowie ein geringes Eigengewicht besitzt.Based on the prior art, the object of the present invention is to provide a support, in particular a motor vehicle pillar, for a body of a motor vehicle, which has a particularly simple and inexpensive manufacturing option, and which can be adapted to partial crash safety requirements of the motor vehicle body and has a low dead weight owns.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Träger für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst.The aforementioned object is achieved according to the invention with a carrier for a motor vehicle having the features in claim 1.

Ein verfahrenstechnischer Anteil der Aufgabe wird mit den Merkmalen im Anspruch 12 gelöst.A procedural part of the task is achieved with the features in claim 12.

Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous design variants of the present invention are the subject of the dependent claims.

Der Träger für ein Kraftfahrzeug, wobei es sich bei dem Träger insbesondere um eine Kraftfahrzeugsäule, besonders bevorzugt eine B-Säule, handelt, ist als Schalenbauteil hergestellt.The carrier for a motor vehicle, the carrier being in particular a motor vehicle pillar, particularly preferably a B-pillar, is produced as a shell component.

Zumindest eine erste Schale ist aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt und eine zweite Schale als Anbauteil oder auch Schließblech bzw. Koppelblech ausgebildet. Die Schalen sind miteinander gekoppelt. Das Koppeln ist insbesondere als stoffschlüssiges Fügen, ganz besonders bevorzugt als Schweißen und hier insbesondere als Punktschweißen, ausgebildet. Jedoch können die Schalen auch beispielsweise miteinander verklebt sein und optional ergänzend miteinander vernietet sein. Werden insbesondere verschiedene Werkstoffe eingesetzt, so dass beispielsweise das Anbauteil aus einer Stahllegierung ausgebildet ist, so kann auch ein Schweißnietverfahren eingesetzt werden. Die erste Schale ist jedoch insbesondere aus einer Leichtmetalllegierung und hier aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Zum Einsatz kommen insbesondere ultrahochfeste Aluminiumlegierungen, welches ganz besonders bevorzugt 6000er bzw. 7000er Aluminiumlegierungen sind. Die zweite Schale wird bevorzugt ebenfalls aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere Aluminiumlegierung, hergestellt und ist dann mit der ersten Schale gekoppelt.At least one first shell is made from a light metal alloy and a second shell is designed as an attachment or also a striking plate or coupling plate. The shells are coupled to one another. The coupling is designed in particular as a materially bonded joining, very particularly preferably as welding and here in particular as spot welding. However, the shells can also be glued to one another, for example, and optionally additionally riveted to one another. If, in particular, different materials are used, so that, for example, the attachment is made from a steel alloy, then a weld riveting process can also be used. However, the first shell is made in particular from a light metal alloy and here from an aluminum alloy. In particular, ultra-high-strength aluminum alloys are used, which are very particularly preferably 6000 or 7000 aluminum alloys. The second shell is preferably also made from a light metal alloy, in particular aluminum alloy, and is then coupled to the first shell.

Erfindungsgemäß ist nunmehr die erste Schale zumindest quer- und längenabschnittsweise als im Querschnitt geschlossenes extrudiertes Hohlprofil ausgebildet, wobei die erste Schale einstückig und werkstoffeinheitlich hergestellt ist. Die Schale weist im Querschnitt zumindest längenabschnittsweise eine Hohlkammer auf. Die Extrusionsrichtung ist bevorzugt in Längsrichtung der ersten Schale ausgebildet.According to the invention, the first shell is now designed at least transversely and lengthwise as an extruded hollow profile with a closed cross-section, the first shell being produced in one piece and made of the same material. The shell has a hollow chamber in cross section at least in sections. The extrusion direction is preferably formed in the longitudinal direction of the first shell.

Dies bedeutet, dass die erste Schale in ihrem eigenen Querschnitt eine Hohlkammer aufweist. Es können im Rahmen der Erfindung jedoch auch Zwei- oder Dreikammerhohlprofile im Querschnitt der ersten Schale ausgebildet sein. Durch das Extrudieren wird somit zunächst ein Profil hergestellt, welches im Querschnitt als geschlossenes Hohlprofil ausgebildet ist. Im Anschluss daran wird besonders bevorzugt dieses Hohlprofil zumindest längenabschnittsweise mit einer Schneideoperation bearbeitet. Hierbei werden dann insbesondere die Kammern des Hohlprofils längenabschnittsweise ausgeschnitten.This means that the first shell has a hollow chamber in its own cross section. Within the scope of the invention, however, two- or three-chamber hollow profiles can also be formed in the cross section of the first shell. The extrusion thus initially produces a profile which is designed as a closed hollow profile in cross section. Subsequently, this hollow profile is particularly preferably machined, at least in sections, with a cutting operation. Here the chambers of the hollow profile are then cut out lengthwise in particular.

Alternativ oder ergänzend kann das Hohlprofil in seinem Querschnitt verändert werden. Dieses Verändern kann stattfinden durch ein Verjüngen und/oder Verprägen und/oder Aufweiten. Die zuvor genannten Operationen werden längenabschnittsweise ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, längenabschnittsweise, also bei beispielsweise einer Kraftfahrzeugsäule, auf einer jeweiligen Höhe in Kraftfahrzeugvertikalrichtung, geforderte Biegesteifigkeiten und/oder Trägheitsmomente, insbesondere in Kraftfahrzeugquerrichtung und/oder Kraftfahrzeuglängsrichtung, gezielt durch Material- und/oder Querschnittsgeometrie Veränderungen hinsichtlich Verformungs- und Energieabsorbtionseigenschaften einzustellen. Ist somit beispielsweise ein Hohlprofil vorhanden, ist die Biegesteifigkeit in Kraftfahrzeugquerrichtung (Lateralrichtung) höher als in den Längenabschnitten, in denen das Hohlprofil schneidetechnisch entfernt ist. Auch kann jedoch eine weitere laterale Deformation beeinflusst werden. Die Deformation im Kraftfahrzeug ist eine Querdeformation zur Kraftfahrzeuglängsrichtung. Auch hier wird ein laterales Deformationsverhalten des Trägers, insbesondere der Kraftfahrzeugsäule, beeinflusst.Alternatively or in addition, the cross section of the hollow profile can be changed. This change can take place by tapering and / or coining and / or widening. The aforementioned operations are performed lengthwise. This makes it possible to adjust the required bending stiffnesses and / or moments of inertia, in particular in the transverse direction of the vehicle and / or the longitudinal direction of the vehicle, in a targeted manner through material and / or cross-sectional geometry, changes with regard to deformation and energy absorption properties at a respective height in the vehicle vertical direction, for example in the case of a motor vehicle pillar . If, for example, a hollow profile is present, the flexural rigidity in the transverse direction of the motor vehicle (lateral direction) is higher than in the length sections in which the hollow profile is removed by cutting. However, a further lateral deformation can also be influenced. The deformation in the motor vehicle is a transverse deformation to the longitudinal direction of the motor vehicle. Here, too, a lateral deformation behavior of the carrier, in particular the motor vehicle pillar, is influenced.

Durch diese Maßnahme ist es möglich, eine Schale, insbesondere eine Kraftfahrzeugsäule, ganz besonders bevorzugt eine Kraftfahrzeug-B-Säule, als Extrusionsprofil herzustellen und durch anschließende Bearbeitung umformtechnisch und/oder schneidetechnisch des Extrusionsprofil gezielt die Widerstandsmomente gegen Belastung in Kraftfahrzeugquerrichtung und/oder Kraftfahrzeuglängsrichtung und die damit verbundenen Crasheigenschaften einzustellen. Dies wird mittels plastischer Verformung des Extrusionsprofils hergestellt. Die Umformung und/oder der Beschnitt erfolgen dabei bevorzugt mechanisch, insbesondere werkzeugbasiert in einem gleichen oder in vor- bzw. nachgelagerten Prozessschritten.This measure makes it possible to produce a shell, in particular a motor vehicle pillar, very particularly preferably a motor vehicle B-pillar, as an extrusion profile and, through subsequent processing, by means of forming and / or cutting technology, the extrusion profile is specifically designed to resist loads in the transverse direction of the vehicle and / or in the longitudinal direction of the vehicle adjust the associated crash properties. This is produced by means of plastic deformation of the extrusion profile. The reshaping and / or the trimming are preferably carried out mechanically, in particular tool-based, in the same process steps or in upstream or downstream process steps.

Besonders bevorzugt ist dann die erste Schale mit dem Anbauteil gekoppelt. Hier kann längenabschnittsweise wiederum das Anbauteil mit der ersten Schale bzw. dem Hohlprofil der ersten Schale vollflächig zur Anlage kommen. Auch kann im Querschnitt das Anbauteil mit der ersten Schale zumindest abschnittsweise eine Doppellage ausbilden.The first shell is then particularly preferably coupled to the attachment. Here again the attachment part can come into contact over the entire surface with the first shell or the hollow profile of the first shell by length. In cross section, the attachment with the first shell can also form a double layer, at least in sections.

Bei dem Werkstoff der ersten Schale handelt es sich besonders bevorzugt um eine Aluminiumlegierung mit einer Streckgrenze größer 200 MPa. Die Streckgrenze beträgt bevorzugt bis zu 550 MPa.The material of the first shell is particularly preferably an aluminum alloy with a yield point greater than 200 MPa. The yield strength is preferably up to 550 MPa.

Damit die erste Schale und das Anbauteil miteinander gekoppelt sind, weist die erste Schale bevorzugt seitlich abstehende Flansche auf.So that the first shell and the attachment are coupled to one another, the first shell preferably has laterally protruding flanges.

Weiterhin besonders bevorzugt kann die Wandstärke im Querschnitt durch den Extrusionsprozess gezielt variiert werden. Beispielsweise ist bei den Flanschen eine im Querschnitt geringere Wandstärke möglich, wobei im Bereich eines mittleren Abschnitts bzw. des Hohlprofils der ersten Schale eine relativ dazu größere Wandstärke vorgesehen ist. In der jeweiligen Längsrichtung sind die im Querschnitt verschiedenen Wandstärken jedoch homogen ausgebildet.Furthermore, particularly preferably, the wall thickness in cross section can be varied in a targeted manner by the extrusion process. For example, in the case of the flanges, a wall thickness that is smaller in cross section is possible, with a wall thickness that is relatively greater than that being provided in the area of a central section or of the hollow profile of the first shell. In the respective longitudinal direction, however, the wall thicknesses, which differ in cross-section, are homogeneous.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Trägers. Das Verfahren zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus:

  • - Extrudieren einer ersten Schale aus einer Leichtmetalllegierung, mit im Querschnitt zumindest einer Hohlkammer,
  • - mechanisches umformtechnisches und/oder schneidetechnisches Bearbeiten der ersten Schale mit längenabschnittsweise voneinander abweichender Querschnittskonfiguration,
  • - optional längenabschnittsweises Entfernen der mindestens einen Hohlkammer,
  • - Bereitstellen einer zweiten Schale in Form eines Anbauteils, vorzugsweise als Umformbauteil,
  • - Koppeln der ersten und zweiten Schale miteinander.
The present invention further relates to a method for producing the carrier according to the invention. The procedure is characterized by the following procedural steps:
  • - Extrusion of a first shell made of a light metal alloy, with at least one hollow chamber in cross section,
  • - Mechanical forming and / or cutting-related processing of the first shell with a cross-sectional configuration that differs from one another in length sections,
  • - optionally removing the at least one hollow chamber lengthwise,
  • - Provision of a second shell in the form of an attachment, preferably as a formed component,
  • - Coupling the first and second shell to one another.

Im Rahmen der Erfindung kann somit zunächst ein Extrusionsbauteil mit im Querschnitt zumindest einer Hohlkammer hergestellt werden. Auch können im Querschnitt mehrere Hohlkammern vorhanden sein. Die Wandstärken im Querschnitt selbst können voneinander abweichen. In Längsrichtung des Extrusionsprofils ist jedoch die jeweilige Wandstärke homogen ausgebildet.In the context of the invention, an extrusion component with at least one hollow chamber in cross section can thus initially be produced. Several hollow chambers can also be present in cross section. The wall thicknesses in the cross section itself can differ from one another. In the longitudinal direction of the extrusion profile, however, the respective wall thickness is designed to be homogeneous.

Besonders bevorzugt stehen an der ersten Schale seitlich Flansche ab. Die Flansche können insbesondere als zumindest ein jeweiliger Koppelbereich mit der zweiten Schale in Form eines Anbauteils dienen. Ferner kann jedoch auch die zweite Schale im Bereich einer Hohlkammer mit der ersten Schale gekoppelt werden.Particularly preferably, flanges protrude from the side of the first shell. The flanges can in particular serve as at least one respective coupling area with the second shell in the form of an attachment. Furthermore, however, the second shell can also be coupled to the first shell in the region of a hollow chamber.

Die Koppelung erfolgt insbesondere stoffschlüssig durch ein Schweißverfahren, insbesondere Punktschweißverfahren. Die Koppelung kann jedoch auch durch ein Klebeverfahren, wiederum bevorzugt in Kombination mit einem Schweißniet- und/oder Nietverfahren ausgebildet sein.The coupling takes place in particular in a materially bonded manner by means of a welding process, in particular a spot welding process. The coupling can, however, also be formed by an adhesive process, again preferably in combination with a weld riveting and / or riveting process.

Durch schneidetechnisches Bearbeiten und/oder umformtechnisches Bearbeiten des Hohlprofils ist es möglich, längenabschnittsweise gezielt ein jeweiliges Widerstandsmoment gegen Verformung einzustellen. Die Belastung tritt dabei insbesondere im Einbauzustand eines Kraftfahrzeuges in jeweiliger Lateralrichtung zu dem Träger auf. Im Falle einer Kraftfahrzeug-B-Säule sind diese Lateralrichtungen sowohl die Kraftfahrzeugquerrichtung als auch die Kraftfahrzeuglängsrichtung und/oder Mischformen aus den zuvor beschriebenen Richtungen.By cutting and / or shaping the hollow profile, it is possible to create a specific moment of resistance against deformation in a targeted manner by length to adjust. The load occurs in particular in the installed state of a motor vehicle in the respective lateral direction to the carrier. In the case of a motor vehicle B-pillar, these lateral directions are both the transverse direction of the motor vehicle and the longitudinal direction of the motor vehicle and / or mixed forms of the directions described above.

Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfacheren Verständnis der Erfindung. Es zeigen:

  • 1 einen erfindungsgemäßen Träger in Form einer Kraftfahrzeugsäule in perspektivischer Ansicht,
  • 2 die erste Schale in perspektivischer Ansicht,
  • 3a bis 3c verschiedene Querschnittsansichten der ersten Schale und
  • 4a und 4b einen Herstellungsvorgang für eine erste Schale.
Further advantages, features, properties and aspects of the present invention are the subject of the following description. Preferred design variants are shown in schematic figures. These serve to make the invention easier to understand. Show it:
  • 1 a carrier according to the invention in the form of a motor vehicle pillar in a perspective view,
  • 2 the first shell in perspective view,
  • 3a until 3c various cross-sectional views of the first shell and
  • 4a and 4b a manufacturing process for a first shell.

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Träger in Form einer Kraftfahrzeugsäule 1 in perspektivischer Ansicht. Die Kraftfahrzeugsäule 1 ist im Querschnitt aus zwei Schalen hergestellt. Eine erste Schale 2 und eine zweite Schale in Form eines Anbauteil 3 sind miteinander gekoppelt, was in den Querschnittsansichten gemäß den Schnittlinien D-D und E-E dargestellt ist. 1 shows a support according to the invention in the form of a motor vehicle pillar 1 in perspective view. The motor vehicle pillar 1 is made of two shells in cross section. A first bowl 2 and a second shell in the form of an attachment 3 are coupled to one another, which is shown in the cross-sectional views according to the section lines DD and EE.

Die erste Schale 2 selbst ist nochmals in 2 dargestellt, zum einen auf der linken Seite in perspektivischer Ansicht, auf der rechten Seite in jeweiliger Querschnittsansicht gemäß den Schnittlinien A-A, B-B und C-C. Links- und rechtsseitig weist die erste Schale 2 jeweils Flansche 4 auf. In einem mittleren Bereich ist ein Hohlprofil 5 ausgebildet, welches im Querschnitt geschlossen ist. Längenabschnittsweise, in Längsrichtung 6 der ersten Schale 2, sind voneinander verschiedene Querschnitte ausgebildet. In einem unteren Bereich, gemäß Schnittlinie C-C, ist das Hohlprofil 5 flachgedrückt, wobei insbesondere eine Verbreiterung in Querrichtung ausgebildet ist. Gemäß der Schnittlinie B-B weist beispielsweise das Hohlprofil 5 die ursprüngliche Querschnittskonfiguration nach der Extrusion auf. Gemäß der Schnittlinie A-A ist das Hohlprofil 5, insbesondere die Hohlkammer 8 des Hohlprofils 5, schneidetechnisch bearbeitet, so dass diese nicht mehr ausgebildet ist. Die damit hergestellten Querschnittsvarianten der ersten Schale 2 sind nochmals in 3a bis 3c dargestellt. Das Anbauteil 3 selbst ist im Querschnitt hutförmig ausgebildet und weist ebenfalls zwei äußere Flansche 7 auf. Die erste Schale 2 ist im Querschnitt als Hohlprofil ausgebildet und weist eine Hohlkammer 8 auf. Gemäß der 3a ist die Hohlkammer 8 durch Trennen ausgeschnitten worden.The first bowl 2 itself is in again 2 shown, on the one hand on the left in a perspective view, on the right in a respective cross-sectional view according to the section lines AA, BB and CC. The first shell faces left and right 2 each flange 4th on. In a central area is a hollow profile 5 formed, which is closed in cross section. Length-wise, in the longitudinal direction 6th the first shell 2 , different cross-sections are formed from one another. In a lower area, according to section line CC, is the hollow profile 5 flattened, wherein in particular a widening is formed in the transverse direction. According to the section line BB, for example, the hollow profile 5 the original cross-sectional configuration after extrusion. According to the section line AA is the hollow profile 5 , especially the hollow chamber 8th of the hollow profile 5 , machined by cutting, so that it is no longer formed. The cross-sectional variants of the first shell produced with it 2 are again in 3a until 3c shown. The attachment 3 itself is hat-shaped in cross section and also has two outer flanges 7th on. The first bowl 2 is designed as a hollow profile in cross section and has a hollow chamber 8th on. According to the 3a is the hollow chamber 8th has been cut out by parting.

Dieser Trennvorgang ist in den 4a und 4b dargestellt. Zunächst wird die erste Schale 2 im Querschnitt als Extrusionsbauteil hergestellt. Im Anschluss daran wird in Längsrichtung die Hohlkammer 8 längenabschnittsweise abgeschnitten. Gemäß 3c ist die Hohlkammer 8 im Querschnitt flachgedrückt worden. Darüber hinaus weist die erste Schale 2 voneinander verschiedene Wandstärken W1, W2 auf. Eine Wandstärke W1 ist größer als eine Wandstärke W2. Dies kann durch den Extrusionsprozess hergestellt werden. Das Bauteil kann auch mit einer größeren Breite B extrudiert werden, wobei im Anschluss daran die seitlichen Flansche schneidetechnisch bearbeitet, insbesondere abgetrennt werden. Dies ist dargestellt bei 3c im Vergleich zu 3b und 3a. Das Schließblech 3 selbst ist als Umformbauteil hergestellt und kann somit eine beliebige Form aufweisen. Durch eine Umformoperation wird bevorzugt die laterale Höhe H über die Längsrichtung 6 verlaufend geändert.This separation process is in the 4a and 4b shown. First up is the first shell 2 produced in cross-section as an extrusion component. The hollow chamber is then created in the longitudinal direction 8th cut off lengthwise. According to 3c is the hollow chamber 8th has been flattened in cross section. It also has the first shell 2 wall thicknesses different from one another W1 , W2 on. One wall thickness W1 is greater than a wall thickness W2 . This can be made through the extrusion process. The component can also have a larger width B. are extruded, with the side flanges subsequently being machined, in particular severed. This is shown at 3c compared to 3b and 3a. The striking plate 3 itself is manufactured as a formed component and can therefore have any shape. The lateral height is preferred through a reshaping operation H across the longitudinal direction 6th progressively changed.

Ferner ersichtlich in 3c ist, dass eine doppelte Hohlkammer ausgebildet ist. Zum einen ist eine Hohlkammer 8 in dem Hohlprofil 5 der ersten Schale 2 ausgebildet. Zum zweiten ist eine zweite Hohlkammer 9 zwischen der ersten Schale 2 und dem Anbauteil 3 ausgebildet.It can also be seen in 3c is that a double hollow chamber is formed. On the one hand is a hollow chamber 8th in the hollow profile 5 the first shell 2 educated. Second is a second hollow chamber 9 between the first shell 2 and the attachment 3 educated.

Gemäß 3b ist die Kraftfahrzeugsäule 1 dann in einem mittleren Abschnitt 13 mit drei Hohlkammern 8, 9, 11 ausgebildet. Insbesondere kommt die erste Schale 2 im Bereich der Flansche 4, zum anderen das Hohlprofil 5 und ein Steg des Anbauteils 3, in einem Kontaktbereich 10 zur Anlage. Durch die im Querschnitt ausgebildeten drei Hohlkammern 8, 9, 11 sowie den zusätzlichen Kontaktbereich 10 ist insbesondere eine hohe Steifigkeit in Kraftfahrzeugquerrichtung Y ausgebildet.According to 3b is the motor vehicle pillar 1 then in a middle section 13th with three hollow chambers 8th , 9 , 11 educated. In particular, the first shell comes 2 in the area of the flanges 4th , on the other hand the hollow profile 5 and a web of the attachment 3 , in a contact area 10 to the system. Through the three hollow chambers formed in cross-section 8th , 9 , 11 as well as the additional contact area 10 is, in particular, a high level of rigidity in the transverse direction of the vehicle Y educated.

Die Querschnittsgestaltung gemäß 3a stellt im Einbauzustand den oberen Abschnitt 12 der Kraftfahrzeugsäule 1 dar und erstreckt sich über maximal 1/3 der Länge, was zur Veranschaulichung in 2 dargestellt ist.The cross-sectional design according to 3a represents the upper section in the installed state 12th the motor vehicle pillar 1 and extends over a maximum of 1/3 of the length, which is shown in 2 is shown.

Durch die Querschnittsestaltung gemäß 3b ergibt sich in der Kraftfahrzeugsäule 1 ein Höchstmaß an Verformungswiderstand bei gleichzeitig gutem Energieaufnahmevermögen. Insbesondere bezieht sich der Verformungswiderstand auf einen Widerstand gegen Verformung bezogen auf die Kraftfahrzeugquerrichtung Y sowie Kraftfahrzeuglängsrichtung X. Diese Querschnittsform stellt den mittleren Abschnitt 13 der Kraftfahrzeugsäule 1 über mindestens 1/3 ihrer Länge, bzw. im Einbauzustand der Kraftfahrzeugsäule 1 über 1/3 ihrer Höhe.Through the cross-sectional design according to 3b arises in the motor vehicle pillar 1 a high degree of deformation resistance with good energy absorption at the same time. In particular, the deformation resistance relates to a resistance to deformation in relation to the vehicle transverse direction Y as well as the longitudinal direction of the vehicle X . This cross-sectional shape represents the middle section 13th the motor vehicle pillar 1 over at least 1/3 of their length, or when the vehicle pillar is installed 1 about 1/3 of their height.

Die Querschnittsgestaltung gemäß 3c stellt im Einbauzustand den unteren Abschnitt 14 der Kraftfahrzeugsäule 1 dar und erstreckt sich ebenfalls über höchstens 1/3 der Länge der Kraftfahrzeugsäule 1. Der untere Abschnitt 14 dient der Schwelleranbindung und dient als Solldeformationszone zum gezielten Verlagern des Knickbereichs der Kraftfahrzeugsäule 1 bei einem Seitenaufprall, weg von der Mitte (bezogen auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung Z) der Kraftfahrzeugsäule 1 hin weiter nach unten. Gleichzeitig bietet dieser Querschnitt unter anderem wegen seiner Hohlkammer 8 noch ein hohes Energieaufnahmevermögen. Je nach Anforderung und Fahrzeugtyp (z.B. Elektrofahrzeug) kann das Hohlprofil 5 auch weniger stark zusammengedrückt sein oder nur leicht konkav oder konvex geformte Seitenwände (Einbauchung oder Ausbauchung) aufweisen. Die Querschnittsansicht ist jeweils exemplarisch eingezeichnet in einer Schnittlinie.The cross-sectional design according to 3c represents the lower section when installed 14th the motor vehicle pillar 1 and also extends over a maximum of 1/3 of the length of the motor vehicle pillar 1 . The lower section 14th serves to connect the sill and serves as a target deformation zone for the targeted displacement of the buckling area of the motor vehicle pillar 1 in a side impact, away from the center (in relation to the vertical direction of the vehicle Z ) the motor vehicle pillar 1 further down. At the same time, this cross-section offers, among other things, its hollow chamber 8th still have a high energy absorption capacity. Depending on the requirements and type of vehicle (e.g. electric vehicle), the hollow profile 5 also be less compressed or have only slightly concave or convex side walls (indentation or bulge). The cross-sectional view is shown as an example in a section line.

In Längsrichtung 6 der Kraftfahrzeugsäule 1 gehen die unterschiedlichen Querschnitte dann jeweils fließend ineinander über. In einem jeweiligen Abschnitt 12, 13, 14 können die Querschnitte sich ebenfalls in Längsrichtung voneinander unterscheiden. Die Unterschiede der Querschnitte innerhalb eines Abschnittes sind jedoch gering.Longitudinal 6th the motor vehicle pillar 1 the different cross-sections then flow into one another. In a respective section 12th , 13th , 14th the cross-sections can also differ from one another in the longitudinal direction. However, the differences in the cross-sections within a section are small.

Beide Schalen sind miteinander in den Flanschen, aber auch im Kontaktbereich 10 gefügt, insbesondere verschweißt und/oder verklebt.Both shells are in the flanges with one another, but also in the contact area 10 joined, in particular welded and / or glued.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
KraftfahrzeugsäuleAutomotive pillar
22
erste Schalefirst shell
33
AnbauteilAttachment
44th
Flansch zu 2Flange to 2
55
HohlprofilHollow profile
66th
LängsrichtungLongitudinal direction
77th
Flansch zu 3Flange to 3
88th
HohlkammerHollow chamber
99
zweite Hohlkammersecond hollow chamber
1010
KontaktbereichContact area
1111
dritte Hohlkammerthird hollow chamber
1212th
oberer Abschnittupper section
1313th
mittlerer Abschnittmiddle section
1414th
unterer Abschnitt lower section
BB.
Breitebroad
HH
Höheheight
XX
KraftfahrzeuglängsrichtungLongitudinal direction of the vehicle
YY
KraftfahrzeugquerrichtungVehicle transverse direction
ZZ
KraftfahrzeugvertikalrichtungMotor vehicle vertical direction
W1W1
erste Wandstärkefirst wall thickness
W2W2
zweite Wandstärkesecond wall thickness

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102018106526 A1 [0007]DE 102018106526 A1 [0007]

Claims (13)

Träger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeugsäule (1), hergestellt als Schalenbauteil, wobei zumindest eine erste Schale (2) aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt ist und eine zweite Schale als Anbauteil (3) ausgebildet ist und die Schalen (2, 3) miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schale (2) zumindest längenabschnittsweise und optional innerhalb eines Querschnitts als im Querschnitt geschlossenes extrudiertes Hohlprofil (5) mit einer oder mehreren Kammern ausgebildet, wobei die erste Schale (2) einstückig und werkstoffeinheitlich hergestellt ist.Carrier for a motor vehicle, in particular a motor vehicle pillar (1), made as a shell component, at least one first shell (2) being made from a light metal alloy and a second shell being designed as an attachment (3) and the shells (2, 3) being coupled to one another , characterized in that the first shell (2) at least lengthwise and optionally within a cross section as an extruded hollow profile (5) closed in cross section with one or more chambers, wherein the first shell (2) is made in one piece and made of the same material. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein Längsträger, Dachrahmen, Querträger oder Seitenaufprallträger ist.Carrier after Claim 1 , characterized in that the beam is a longitudinal beam, roof frame, cross beam or side impact beam. Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (5) eine lateral variierende Breite (B) aufweist und/oder eine lateral variierende Höhe (H) aufweist.Carrier after Claim 1 or 2 , characterized in that the hollow profile (5) has a laterally varying width (B) and / or has a laterally varying height (H). Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (5) längenabschnittsweise umgeformt ist und diese Umformung mechanisch erfolgt.Carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow profile (5) is shaped lengthwise and this reshaping takes place mechanically. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (5) längenabschnittsweise aufgeweitet ist.Carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow profile (5) is widened lengthwise in sections. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil zumindest längenabschnittsweise mit dem Anbauteil (3) vollflächig zur Anlage kommt.Carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow profile comes into contact over the entire surface with the attachment part (3), at least in sections. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schale (2) eine Streckgrenze größer 200 MPa aufweist.Carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the first shell (2) has a yield point greater than 200 MPa. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbauteil (3) und das Hohlprofil (5) zumindest längenabschnittsweise einen Hohlkörper bilden, insbesondere eine Mehrfachhohlkammer.Carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the attachment (3) and the hollow profile (5) form a hollow body, in particular a multiple hollow chamber, at least in sections of length. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch dass die erste Schale (2) zwei seitlich abstehende Flansche (4) aufweist.Carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the first shell (2) has two laterally protruding flanges (4). Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch dass die erste Schale (2) in Längsrichtung (6) homogene Wandstärken (W1, W2) aufweist.Carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the first shell (2) has wall thicknesses (W1, W2) which are homogeneous in the longitudinal direction (6). Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch dass die erste Schale (2) im Querschnitt voneinander verschiedene Wandstärken (W1, W2) aufweist.Carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the first shell (2) has wall thicknesses (W1, W2) that are different from one another in cross section. Verfahren zur Herstellung eines Trägers gemäß der Merkmale im Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Extrudieren einer ersten Schale (2) aus einer Leichtmetalllegierung, mit im Querschnitt zumindest einer Hohlkammer (8), - mechanisches umformtechnisches und/oder schneidetechnisches Bearbeiten der ersten Schale (2) mit längenabschnittsweise voneinander abweichender Querschnittskonfiguration, - optional längenabschnittsweises Entfernen der mindestens einen Hohlkammer (8, 9), - Bereitstellen einer zweiten Schale in Form eines Anbauteils (3), vorzugsweise als Umformbauteil, - Koppeln der ersten und zweiten Schale miteinander.Method for producing a carrier according to the features in Claim 1 , characterized by the following process steps: - extrusion of a first shell (2) from a light metal alloy, with at least one hollow chamber (8) in cross-section, - mechanical forming and / or cutting processing of the first shell (2) with a cross-sectional configuration that differs from one another in length sections, - optional Removing the at least one hollow chamber (8, 9) lengthwise, providing a second shell in the form of an attachment (3), preferably as a forming component, coupling the first and second shell to one another. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Passung der Kontaktbereiche (10), insbesondere der Anlageflächen der ersten Schale (2) während des mechanischen Umformens durchgeführt wird.Procedure according to Claim 12 , characterized in that the geometric fit of the contact areas (10), in particular the contact surfaces of the first shell (2), is carried out during the mechanical forming.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR3141132A1 (en) * 2022-10-19 2024-04-26 Psa Automobiles Sa Central pillar reinforcement and central pillar for motor vehicles.

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DE102018106526A1 (en) 2018-03-20 2019-09-26 Benteler Automobiltechnik Gmbh Cross member for arrangement on a motor vehicle

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