DE19742818A1 - Circuit board for a structural component, structural component and method for producing a structural component for motor vehicles - Google Patents

Circuit board for a structural component, structural component and method for producing a structural component for motor vehicles

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Description

Die Erfindung betrifft eine Platine für ein Strukturbauteil, ein Strukturbauteil und ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteiles für Kraftfahrzeuge gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 5 und 11.The invention relates to a circuit board for a structural component, a structural component and a Method for producing a structural component for motor vehicles according to the Preambles of claims 1, 5 and 11.

Die DE 43 07 563 C2 zeigt eine derartige Platine und ein derartiges Verfahren. Bei der Herstellung derartige Strukturbauteile wird zunächst eine Platine geschaffen, die ein Grundblech und mindestens ein Verstärkungsblech aufweist, das das Grundblech zumindest teilweise bedeckt und z. B. durch Punktschweißungen, Klebemittel oder Verschweißungen mit dem Grundblech verbunden ist. Diese Platine wird anschließend einem Umformvorgang unterworfen, bei dem sie in eine gewünschte Form gebracht wird.DE 43 07 563 C2 shows such a board and such a method. In the Manufacturing such structural components is first created a circuit board that a Base plate and at least one reinforcing plate, which at least the base plate partially covered and z. B. by spot welding, adhesive or welding is connected to the base plate. This board then undergoes a forming process subjected to being brought into a desired shape.

Problematisch ist dabei, daß das Grundblech und das Verstärkungsblech bei dem gemeinsamen Umformvorgang unterschiedlich gedehnt oder gestaucht werden. Dabei wird insbesondere das Verstärkungsblech bei einer Biegung, bei der es auf der Innenseite mit kleinerem Krümmungsradius sitzt, stärker gestaucht und bei einer Biegung, bei der es auf der Außenseite sitzt, stärker gedehnt, während das Grundblech entsprechend jeweils umgekehrt gedehnt bzw. gestaucht wird. Somit besteht allgemein die Neigung entweder zur Faltenbildung bei Stauchung oder zu einer Rißbildung bei Dehnung. In beiden Fällen werden die Materialeigenschaften des Strukturbauteils verschlechtert.The problem here is that the base plate and the reinforcing plate in the joint forming process are stretched or compressed differently. Doing so especially the reinforcement plate in the event of a bend in which it is on the inside smaller radius of curvature sits, more compressed and at a bend where it is on the outside sits, stretched more, while the base plate accordingly vice versa is stretched or compressed. Thus there is a general tendency to either Wrinkling when compressed or cracking when stretched. In both cases the material properties of the structural component deteriorate.

Die Festigkeit des Strukturbauteils kann dabei in der Regel nur durch Verwendung einer höheren Materialstärke gewährleistet werden, da bei Verwendung dünnerer Bleche die Gefahr einer Rißbildung zu groß ist und auch die Beeinträchtigung durch die Faltenbildung zu stark ist. Hierdurch werden jedoch wiederum das Gesamtgewicht und die Materialkosten erhöht. The strength of the structural component can usually only be achieved by using a higher material thickness can be guaranteed, since when using thin sheets Risk of crack formation is too great and also the impairment due to the formation of folds is too strong. However, this in turn increases the total weight and material costs elevated.  

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Platine für ein Strukturbauteil und ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteiles für Kraftfahrzeuge derart auszugestalten und weiterzubilden, daß die Faltenbildung und Rißbildung in der Platine beim Umformvorgang gering gehalten wird und dennoch ein niedriges Gesamtgewicht eingehalten wird.The invention is therefore based on the object of a circuit board for a structural component and a To design a method for producing a structural component for motor vehicles in this way and further develop the formation of folds and cracks in the blank during the forming process is kept low and yet a low overall weight is maintained.

Diese Aufgabe wird durch eine Platine nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 5 sowie ein Strukturbauteil nach Anspruch 11 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.This object is achieved by a circuit board according to claim 1, a method according to claim 5 and a structural component according to claim 11 solved. Describe the subclaims preferred further training.

Durch eine Verformungsreserve in dem Verstärkungsblech kann dabei zum einen eine stärkere Dehnung des Verstärkungsblechs durch eine Glättung desselben ohne eine Materialausdünnung erreicht werden. Die Verformungsreserve kann dabei insbesondere eine höhere effektive Oberfläche aufweisen und z. B. durch verschiedene Strukturierungen in dem Verstärkungsblech gebildet werden. Eine Stauchung des Verstärkungsblechs wird dabei auch durch die Verformungsreserve aufgefangen, indem z. B. die Wölbstruktur eine lokal stärkere Aufwölbung erfährt, ohne daß in dem Verstärkungsblech Falten gebildet werden, die zu einem bevorzugten Abknicken des Strukturbauteils entlang einiger Linien führen.On the one hand, a deformation reserve in the reinforcing plate can result in a greater elongation of the reinforcement sheet by smoothing it without one Material thinning can be achieved. The deformation reserve can in particular have a higher effective surface and z. B. by different structures in the reinforcement plate are formed. The reinforcement plate is compressed captured by the deformation reserve by z. B. the arch structure locally bulges, without wrinkles being formed in the reinforcing plate become a preferred kinking of the structural component along some lines to lead.

Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteiles in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür werden nun mehrere Ausführungsformen für ein entsprechend ausgebildeten Verstärkungsblech anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:There are a multitude of possibilities for producing the method according to the invention to design and develop a structural component in an advantageous manner. Therefor are now several embodiments for an appropriately trained Reinforcement plate explained in more detail using the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Verstärkungsbleches, Fig. 1 a first embodiment of a reinforcement sheet,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Verstärkungsbleches, Fig. 2 shows a second embodiment of a reinforcement sheet,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines Verstärkungsbleches. Fig. 3 shows a third embodiment of a reinforcing plate.

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Platine gemäß einer Ausführungsform. Fig. 4 is a perspective view of a circuit board according to the invention in one embodiment.

Gemäß Fig. 1 weist eine Platine 4 ein Grundblech 2 auf, auf dem ein Verstärkungsblech 1 befestigt ist. Auf dem Verstärkungsblech sind in vorbestimmten Bereichen Verformungsreserven 3 ausgebildet, die aufgrund von Strukturierungen eine höhere effektive Oberfläche haben als andere Bereiche des Verstärkungsblechs oder das Grundblech 2.According to Fig. 1 4, a circuit board on a base plate 2 on which a reinforcement plate 1 is attached. Deformation reserves 3 are formed on the reinforcement plate in predetermined areas, which due to structuring have a higher effective surface than other areas of the reinforcement plate or the base plate 2 .

Die Fig. 1 zeigt ein als Waffelblech ausgeführtes Verstärkungsblech 1, wohingegen die Fig. 2 ein als Schuppenblech ausgeführtes Verstärkungsblech 1 zeigt. In Fig. 3 ist ein Verstärkungsblech 1 gezeigt, das als wölbstrukturiertes Blech ausgeführt ist. Das Waffelblech zeigt pyramidenartige Erhebungen und das Schuppenblech längliche Erhebungen, die jeweils durch Stege voneinander getrennt sind; dabei sind aber auch entsprechende Ausbildungen möglich, bei denen die jeweiligen Erhebungen ohne derartige Stege direkt aneinander angrenzen und/oder zusätzliche Vertiefungen aufweisen. Bei dem in Fig. 3 gezeigten wölbstrukturierten Blech grenzen die Erhebungen ohne Stege direkt aneinander an. Fig. 1 shows a designed as a waffle sheet metal reinforcement plate 1, 2 whereas the Fig., A shed designed as a sheet metal reinforcement plate 1 shows. In Fig. 3, a reinforcing plate 1 is shown, which is designed as a curved structured plate. The waffle plate shows pyramid-like elevations and the scale plate elongated elevations, which are separated from one another by webs; however, corresponding designs are also possible in which the respective elevations directly adjoin one another without such webs and / or have additional depressions. In the arch-structured sheet metal shown in FIG. 3, the elevations directly adjoin one another without webs.

Dadurch, daß das Verstärkungsblech 1 entsprechend vorgeformt ist, sind Verformungsreserven vorhanden, die beim anschließenden Umformen, z. B. Tiefziehen abgebaut werden können, ohne das Material allzu stark zu strecken. Weiterhin ist die erforderliche Materialdehnung bzw. -ausdehnung im Vergleich zu der eines nicht vorgeformten Verstärkungsbleches 1 relativ gesehen geringer, so daß eine Faltenbildung des Verstärkungsbleches 1 beim gemeinsamen Umformvorgang mit dem Grundblech verringert werden kann. Dies hat den Vorteil, daß keine wesentliche Verringerung der Materialdicke erfolgt.Characterized in that the reinforcing plate 1 is preformed accordingly, there are deformation reserves available during subsequent shaping, for. B. deep drawing can be reduced without stretching the material too much. Furthermore, the required stretching or expanding this material as compared to that of a non-preformed reinforcing sheet 1 is relatively low, so that wrinkling of the reinforcing sheet 1 in the joint forming process can be reduced to the base plate. This has the advantage that there is no significant reduction in the material thickness.

Das in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Verstärkungsblech 1 wird nun gemäß Fig. 4 vor dem gemeinsamen Umformen mit dem Grundblech zumindest teilweise mit dem Grundblech verbunden. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Punktschweißtechnik, Laserschweißtechnik oder Klebetechnik, ggf. auch Kombinationen dieser Techniken erfolgen. Von Vorteil ist, wenn im Bereich zwischen dem Grundblech und dem Verstärkungsblech 1 entsprechende Korrosionsschutzmaßnahmen durchgeführt werden. In Abhängigkeit davon, wo das erzeugte Strukturbauteil an einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, kann das Strukturbauteil auch ein relativ großes Grundblech und hierauf angeordnet mehrere Verstärkungsbleche 1 aufweisen. The reinforcement plate 1 shown in FIGS. 1 to 3 is now at least partially connected to the base plate according to FIG. 4 before being shaped together with the base plate. This can be done, for example, by means of a corresponding spot welding technique, laser welding technique or adhesive technique, and possibly also combinations of these techniques. It is advantageous if appropriate corrosion protection measures are carried out in the area between the base plate and the reinforcement plate 1 . Depending on where the structural component produced is used on a motor vehicle, the structural component can also have a relatively large base plate and a plurality of reinforcement plates 1 arranged thereon.

Dann wird die aus dem Grundblech und dem oder den Verstärkungsblech(en) gebildete Platine umgeformt, z. B. durch einen Tiefziehvorgang.Then that is formed from the base plate and the reinforcement plate (s) Formed circuit board, e.g. B. by a deep-drawing process.

Bei diesem Umformvorgang werden im allgemeinen einige Stellen der Platine stärker gestreckt oder gestaucht, oder die Platine wird stärkeren Biegungen unterworfen, bei denen das auf einer Seite des Grundblechs angebrachte Verstärkungsblech ebenfalls stärker gestaucht oder gestreckt wird. Durch eine günstige Anordnung der erfindungsgemäßen Bereiche mit Verformungsreserve, d. h. höherer effektiver Oberfläche, können die Streckungen und Stauchungen in diesen Bereichen abgefangen werden.During this forming process, some parts of the board generally become thicker stretched or compressed, or the board is subjected to stronger bends, in which the reinforcement plate attached to one side of the base plate is also stronger is compressed or stretched. By a favorable arrangement of the invention Areas with a deformation reserve, d. H. higher effective surface area, the Extensions and compressions can be absorbed in these areas.

Bei einer Streckung an einer Stelle, in der das Verstärkungsblech einer Streckung unterworfen ist, werden die Bereiche mit Erhöhungen und Vertiefungen geglättet, ohne daß ein größerer Materialfluß stattfinden muß oder eine größere Materialausdünnung in dem Bereich stattfindet. Weiterhin werden bei einer Stauchung die Erhöhungen und Vertiefungen gestaucht oder vergrößert, ohne daß größere Knicklinien ausgebildet werden, die zu einer Schwächung des Materials führen.When stretching at a point in which the reinforcement plate is stretched is subjected to, the areas with ridges and depressions are smoothed without a larger material flow must take place or a larger material thinning in the Area takes place. Furthermore, the ridges and valleys in a compression compressed or enlarged without forming larger crease lines that lead to a Weaken the material.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Verstärkungsblech 1 kann in verschiedenen Bereichen auch eine unterschiedliche, aber in den jeweiligen Bereichen dann bestimmte Materialdicke aufweisen, so daß beim Umformen der Verstärkungsplatte 1 zur Erzeugung des Strukturbauteiles in diesen Bereichen dann ein optimaler Materialfluß bzw. eine optimale Materialdehnung erfolgen kann. Durch bestimmte Stähle bzw. Materialien kann dieses unterstützt werden, insbesondere wenn das Grundblech sowie das Verstärkungsblech 1 jeweils eine bestimmte Gefügestruktur aufweisen.The reinforcement plate 1 shown in FIGS. 1 to 3 can also have a different material thickness in different areas, but then certain material thicknesses, so that when the reinforcing plate 1 is deformed to produce the structural component, an optimal material flow or a optimal material expansion can take place. This can be supported by certain steels or materials, in particular if the base plate and the reinforcement plate 1 each have a specific microstructure.

Im Ergebnis ist durch das beschriebene Verfahren eine plastische Verformung des Verstärkungsbleches 1 mit dem Grundblech zusammen leichter möglich, wobei eine geringere Faltenbildung und kleinere Kräfte zu erwarten sind. Von Vorteil ist, daß örtliche Materialdehnungen nicht allein aus der Blechdicke bereitgestellt werden müssen, sondern durch eine entsprechende Streckung der vorher erzeugten Form bereitgestellt werden können.As a result, the described method makes it easier to plastically deform the reinforcement plate 1 together with the base plate, with less wrinkling and smaller forces to be expected. It is advantageous that local material expansions do not have to be provided solely from the sheet thickness, but rather can be provided by appropriately stretching the shape previously created.

Claims (11)

1. Platine für ein Strukturbauteil eines Kraftfahrzeugs mit einem Grundblech (2) und einem Verstärkungsblech (1), das auf dem Grundblech angebracht ist und dieses zumindest teilweise bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verstärkungsblech (1) einen Bereich mit einer Verformungsreserve (3) für einen nachfolgenden Umformvorgang aufweist, und
die Verformungsreserve (3) Vertiefungen und Erhöhungen aufweist, die bei einem Umformvorgang glättbar sind.1. Circuit board for a structural component of a motor vehicle with a base plate ( 2 ) and a reinforcing plate ( 1 ) which is attached to the base plate and at least partially covers it, characterized in that
the reinforcing plate ( 1 ) has an area with a deformation reserve ( 3 ) for a subsequent forming process, and
the deformation reserve ( 3 ) has depressions and elevations that can be smoothed during a forming process. 2. Platine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsblech (1) zumindest teilweise als Waffelblech ausgeführt ist.2. Board according to claim 1, characterized in that the reinforcing plate ( 1 ) is at least partially designed as a waffle plate. 3. Platine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß daß das Verstärkungsblech (1) zumindest teilweise als Schuppenblech ausgeführt ist3. Board according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing plate ( 1 ) is at least partially designed as a scale plate 4. Platine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsblech (1) zumindest teilweise als wölbstrukturiertes Blech ausgeführt ist.4. Board according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reinforcing plate ( 1 ) is at least partially designed as a domed sheet. 5. Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteiles für Kraftfahrzeuge, insbesondere unter Verwendung einer Platine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Grundblech und ein Verstärkungsblech (1) miteinander verbunden und umgeformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsblech (1) einen Bereich mit einer Verformungsreserve aufweist, die Erhöhungen und Vertiefungen aufweist, wobei dieser Bereich beim Umformen zumindest teilweise geglättet wird.5. A method for producing a structural component for motor vehicles, in particular using a circuit board according to one of claims 1 to 4, wherein a base plate and a reinforcing plate ( 1 ) are interconnected and formed, characterized in that the reinforcing plate ( 1 ) has an area with has a deformation reserve which has elevations and depressions, this area being at least partially smoothed during the shaping. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformen mindestens einen Tiefziehvorgang aufweist. 6. The method according to claim 5, characterized in that the forming has at least one deep-drawing process.   7. Verfahren nach einem Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen dem Grundblech und dem Verstärkungsblech (1) Korrosionsschutzmaßnahmen durchgeführt werden.7. The method according to any one of claims 5 or 6, characterized in that corrosion protection measures are carried out in the area between the base plate and the reinforcing plate ( 1 ). 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verstärkungsbleche (1) auf einem Grundblech vorgesehen sind.8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that a plurality of reinforcing plates ( 1 ) are provided on a base plate. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsblech (1) in verschiedenen Bereichen eine unterschiedliche, aber bestimmte Materialdicke aufweist, so daß beim Umformen in diesen Bereichen ein unterschiedlicher Materialfluß bzw. Materialdehnung erfolgen kann.9. The method according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the reinforcing plate ( 1 ) has a different but certain material thickness in different areas, so that a different material flow or material expansion can take place in these areas during the forming. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundblech sowie das Verstärkungsblech (1) unterschiedliche Gefügestrukturen aufweisen.10. The method according to any one of the preceding claims 5 to 9, characterized in that the base plate and the reinforcing plate ( 1 ) have different microstructures. 11. Strukturbauteil für ein Kraftfahrzeug, das nach einem der Verfahren 5 bis 10 hergestellt ist, vorzugsweise unter Verwendung einer Platine nach einem der Ansprüche 1 bis 4.11. Structural component for a motor vehicle, which is manufactured according to one of the methods 5 to 10 , preferably using a circuit board according to one of claims 1 to 4.
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