DE19724624B4

DE19724624B4 - Längsträgerelement

Info

Publication number: DE19724624B4
Application number: DE19724624A
Authority: DE
Inventors: Michael Poschmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-06-22
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2017-06-12
Also published as: DE19724624A1

Abstract

Trägerelement (10), insbesondere Längsträgerelement, einer Rahmenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie, wobei das Trägerelement (10) wenigstens einen an diesem integral ausgeformten Anschluss zum direkten Verbinden mit weiteren Elementen der Rahmenstruktur und/oder weiteren Komponenten der Kraftfahrzeugkarosserie (12, 14, 16, 18, 20, 22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (10) unterschiedliche Wandstärken aufweist, die nach der Tailored-Blank-Technologie erstellt sind, wobei eine Wandstärkenerhöhung derart erzeugt ist, dass sich das Material nach innen aufdickt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Trägerelement, insbesondere Längsträgerelement, einer Rahmenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind allgemein Strukturteile einer Fahrzeugkarosserie bekannt, wie beispielsweise Hinterachsträger, Vorderachsträger, Längs- und Querträgerbaugruppen, die durch das sogenannte Innenhochdruckumformen hergestellt werden. So ist beispielsweise aus der DE 44 42 150 C2 ein rohrförmiger Träger als Bestandteil eines Fahrwerks für ein Kraftfahrzeug bekannt, welcher mit wenigstens einer von seinem Querschnitt abweichenden und gegenüber seiner äußeren Oberfläche quer vorragenden Halterung zur Fixierung von Fahrwerkskomponenten versehen ist, wobei die Halterung durch spanlose Hydro-Umformung des Materials der Trägerwandung gebildet ist. Aus der DE 692 04 303 T2 ist des Weiteren eine Rahmenstruktur für Kraftfahrzeuge, mit Trägerelementen, welche jeweils an diesen integral ausgeformte Anschlüsse zum direkten Verbinden mit weiteren Elementen der Rahmenstruktur aufweisen, bekannt. Aus der DE 81 35 254 U1 ist überdies ein Längsträger für Fahrzeuge bekannt, welcher mit einem hutförmigen Profil ausgebildet und tiefgezogen ist, so daß dieses hutförmige Profil unterschiedliche Höhe aufweist. Von einem Querträger ausgehend ist der Längsträger zur Ausbildung eines Widerlagers für eine Schraubenfeder am tiefsten ausgezogen und bildet zunächst eine stark geneigte Schrägfläche, die in eine schwach geneigte Auflagefläche als Widerlager für besagte Schraubenfeder übergeht. In dieser Auflagefläche kann eine Befestigung für die Schraubenfeder, beispielsweise in Form eines Durchgangsloches mit einer Schweißmutter angeordnet sein.
Schließlich ist es bekannt, einzelne Trägerelemente einer Tragrahmenkonstruktion mittels separater Knotenelemente miteinander zu verbinden. Dies hat jedoch den Nachteil, daß viele einzelne Teile erforderlich sind, die in unterschiedlichsten Formen für unterschiedlichste Stoß- bzw. Verbindungsstellen bei hoher Maßhaltigkeit hergestellt werden müssen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Längsträgerelement der oben genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches die Montage des Fahrzeugrahmens und etwaiger Anbauteile vereinfacht und so eine schnellere und kostengünstigere Fertigung erlaubt.
Ausgehend von einem Trägerelement, insbesondere Längsträgerelement, einer Rahmenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie, wobei das Trägerelement wenigstens einen an diesem integral ausgeformten Anschluß zum direkten Verbinden mit weiteren Elementen der Rahmenstruktur und/oder weiteren Komponenten der Kraftfahrzeugkarosserie aufweist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß das Trägerelement unterschiedliche Wandstärken aufweist, die nach der Tailored-Blank-Technologie erstellt sind, wobei eine Wandstärkenerhöhung derart erzeugt ist, daß sich das Material nach innen aufdickt.
Dadurch, daß das Trägerelement wenigstens einen an diesem integral ausgeformten Anschluß zum direkten Verbinden mit weiteren Elementen der Rahmenstruktur und/oder weiteren Komponenten der Kraftfahrzeugkarosserie aufweist, kann auf sonst benötigte Adapterbauteile wie Knotenelemente, Konsolen, Verstärkungen etc. verzichtet werden. Es sind weniger Einzelteile erforderlich. Weiterhin ergibt sich eine hohe Toleranzgenauigkeit, weil Fügefolgen beim Zusammenbau entfallen. Durch die verringerten Toleranzen, verringert sich ein Referenz-Punkte-System bei nachfolgenden Fügeoperationen. Ferner ergibt sich eine Gewichtsreduzierung, weil Flanschteile entfallen (Doppler und Scharniereffekt in der Verbindung). Unterschiedliche Wandstärken können durch unterschiedliche Vorformlinge ähnlich sogenannter Tailored-Blank Tb-Platinen realisiert werden. Wenn eine Wandstärkenerhöhung erforderlich ist, dickt sich das Material nach innen auf. Damit ist keine Werkzeugänderung nötig. Randbereiche werden durch Nachschieben entsprechender Materialmengen im Querschnitt aufgedickt. In gewissem Maße wird so bei Querschnittsvergrößerungen nicht zwangsläufig die Wandstärke verringert.
In vorteilhafter Weise ist wenigstens einer der Anschlüsse eine Achsaufnahme, insbesondere ein Durchzug für Achslagerbolzen, d. h. ein Durchzug zur Achslageraufnahme für eine Hinter- oder Vorderachse. In diesem wird die Achse aufgenommen und gelagert.
In vorteilhafter Weise ist der Anschlußübergang zum Querträger in das Trägerelement integriert. Dies erzielt eine verbesserte Maßhaltigkeit der Anschlußkontur.
Dadurch, daß der integrale Anschluß eine Federtelleraufnahme ist, wird ein weiteres separates Bauteil eingespart, nämlich die Aufnahme für den Federteller.
Dadurch, daß der integrale Anschluß wenigstens eine Längsträgeraufnahme ist, ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise eine paßgenaue Fügestelle.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt in perspektivischer Ansicht ein Trägerelement in Form eines Längsträgerelements.
In der Figur sind zur Veranschaulichung zusätzlich zum eigentlichen Längsträgerelement 10 ein angebauter Querträger 14 und ein hinterer Längsträger 20 dargestellt.
Das Längsträgerelement 10 weist folgende integrale Anschlüsse auf.
Ein Anschlußübergang 22 zum Querträger 14 ist seitlich am Längsträgerelement 10 ausgebildet. Eine biegemomentgerechte Kontur 22 nimmt den Querträger 14 auf. Dieser wird an der definierten Anschlußkontur einfach auf das Bauteil aufgeschoben und umlaufend verbunden.
Eine Aufnahme 12 für einen Federteller ist unterhalb des Längsträgerelementes 10 ausgebildet. Die untere Anlagefläche entspricht der vorgegebenen Kontur für eine Feder, das Lochbild dient als Zentrierung für eine beispielsweise progressive Gummifeder (nicht dargestellt) bei oberem Federweganschlag.
Eine Anlagefläche für einen Karosseriehaltepunkt 16 mit integriertem Haltepunkt und vorgegebenem Lochbild mit Kragen ist im vorderen Bereich des Längsträgerelementes 10 ausgebildet.
In einem mittleren Bereich des Längsträgerelements 10 ist ein Durchzug 18 zur Aufnahme von Achslagerbolzen ausgebildet. Hier wird eine Achse aufgenommen und gelagert. Das Bauteil Aufnahmebock beispielsweise für die Hinterachse wird während der Bauteilerstellung in einem Hydroforming-Prozeß integriert. Die seitlichen Wangen entsprechen den Achslagerabmessungen.
Der Durchzug 18 wird hier mittels zweier gegenüberliegender Ziehstempel hergestellt. Verbleibende Blechronden in der Mitte werden anschließend ausgestanzt.
Vorne am Längsträgerelement ist ein Anschlußbereich 26 mit Flanschen ausgebildet, die seitlich umgestellt werden um die stumpfe Anlage zu einen hinteren Fersenbereich eines Bodens druckoptimal anzuschließen.
Durch die Herstellung des Längsträgerelementes 10 in einem Werkzeug und die Nachbearbeitung auf einer Maschinenstation sind alle Lochbilder in unmittelbaren Bezug zueinander. Toleranzen werden entsprechend verringert, was ein Referenz-Punkte-System (RPS) bei einer nachfolgenden Fügeoperation entsprechend verringert, bzw. dieses RPS entfällt.
Unterschiedliche Wandstärken können durch unterschiedliche Vorformlinge ähnlich sogenannter Tailored-Blank Tb-Platinen realisiert werden. Wenn eine Wandstärkenerhöhung erforderlich ist, dickt sich das Material nach innen auf. Damit ist keine Werkzeugänderung nötig. Randbereiche werden durch Nachschieben entsprechender Materialmengen im Querschnitt aufgedickt. In gewissem Maße wird so bei Querschnittsvergrößerungen nicht zwangsläufig die Wandstärke verringert.
Als Halbzeug ist Rohrmaterial in unterschiedlicher Güte einsetzbar. Endlosprodukte wie beispielsweise nahtlose Rohre (rund oder mehrkant), Strangpreßprofile und u. U. platinengeschweißte Bleche sind bevorzugte Rohlinge für diesen Prozeß. Die Materialien sind in besonders bevorzugter Weise metallische Werkstoffe.
Dieses Trägerelement 10 wird bevorzugt als Übergangselement Boden-hinten zu Boden-mitte in gleicher Weise wie z. Z. durch seriennahe Fügeverfahren üblich in den Karosserieboden hinten eingefügt.

Claims

Trägerelement (10), insbesondere Längsträgerelement, einer Rahmenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie, wobei das Trägerelement (10) wenigstens einen an diesem integral ausgeformten Anschluss zum direkten Verbinden mit weiteren Elementen der Rahmenstruktur und/oder weiteren Komponenten der Kraftfahrzeugkarosserie (12, 14, 16, 18, 20, 22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (10) unterschiedliche Wandstärken aufweist, die nach der Tailored-Blank-Technologie erstellt sind, wobei eine Wandstärkenerhöhung derart erzeugt ist, dass sich das Material nach innen aufdickt.
Trägerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der integrale Anschluss eine Achsaufnahme (18), insbesondere ein Durchzug für Achslagerbolzen, ist.
Trägerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der integrale Anschluss wenigstens eine Längsträgeraufnahme ist.
Trägerelement nach wenigstens einem der vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der integrale Anschluss wenigstens eine Querträgeraufnahme (22) ist.
Trägerelement nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der integrale Anschluss eine Ausrundung (22) zum Aufstecken eines weiteren Elementes der Rahmenstruktur ist.
Trägerelement nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der integrale Anschluss eine Karosserieaufnahme, insbesondere ein Karosserie-Gehängepunkt (16) ist.
Trägerelement nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der integrale Anschluss eine Federtelleraufnahme (12) ist.
Trägerelement nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der integrale Anschluss eine Sicke für Faltbeulen (24) ist.