DE102006034440B4 - Construction for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Aufbau (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie (2) und mit einem Rahmenbauteil (9) zur Versteifung der Karosserie (2), welches an mehreren Punkten mit der Karosserie (2) verbunden ist und aus einer Aluminiumgusslegierung besteht, wobei in das Rahmenbauteil (9) wenigstens ein Versteifungsteil (11) aus einem Material mit einer höheren Duktilität als das Material des Rahmenbauteil (9) eingegossen ist, welches an wenigstens einem Ende so über das Rahmenbauteil (9) übersteht, dass es mit einem Teil des Aufbaus (1) oder der Karosserie (2) verbindbar ist, und wobei das Versteifungsteil (11) eine in Längsrichtung desselben verlaufende, zur Versteifung dienende Sicke (15) aufweist.A structure (1) for a motor vehicle with a body (2) and with a frame component (9) for stiffening the body (2), which is connected at several points to the body (2) and consists of a cast aluminum alloy, wherein in the frame component (9) at least one stiffening part (11) of a material with a higher ductility than the material of the frame member (9) is cast, which projects beyond the frame member (9) at at least one end so that it with a part of the structure (1 ) or the body (2) is connectable, and wherein the stiffening part (11) has a longitudinally extending thereof, serving for stiffening bead (15).
Description
Die Erfindung betrifft einen Aufbau für ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie und mit einem Rahmenbauteil zur Versteifung der Karosserie.The invention relates to a structure for a motor vehicle with a body and with a frame member for stiffening the body.
Derartige Aufbauten für Kraftfahrzeuge sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Hierbei wird im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs häufig ein teilweise auch als Hilfsrahmen bezeichnetes Rahmenbauteil eingesetzt, an dem verschiedene für das Kraftfahrzeug wichtige Teile angebracht sind, wie beispielsweise die Brennkraftmaschine, die Lenkung oder das sogenannte Frontend, an dem wiederum der Kühler befestigt ist.Such structures for motor vehicles are known from the general state of the art. Here, in the front region of the motor vehicle, a frame part, sometimes also referred to as a subframe, is often used, to which various parts important for the motor vehicle are attached, such as the internal combustion engine, the steering or the so-called front end, to which the radiator is in turn attached.
Zur Gewichtseinsparung werden solche Rahmenbauteile häufig aus Aluminium hergestellt, wobei es sich aus Kosten- und Fertigungsgründen meist um Gussteile handelt. In Crashversuchen wurde jedoch festgestellt, dass solche Rahmenbauteile insbesondere in Knotenbereichen zum Brechen neigen, was zu einer Verringerung der Crashsicherheit führen würde. Aus Bauraumgründen ist es meist nicht möglich, das Rahmenbauteil in den hochbelasteten Bereichen größer auszuführen, um dem Problem auf diese Weise zu begegnen. Auch die Ausführung des Rahmenbauteils aus einem Stahlwerkstoff wäre theoretisch denkbar, dadurch würde sich allerdings die Masse des Rahmenbauteils und somit die Masse des gesamten Kraftfahrzeugs erhöhen, was wiederum zu einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs führen würde und somit nicht zielführend wäre. Des weiteren würde eine Ausführung des Rahmenbauteils aus Stahl eine sehr aufwändige und damit sehr kostenintensive Konstruktion erfordern.To save weight such frame components are often made of aluminum, which is usually cost and manufacturing reasons are castings. In crash tests, however, it has been found that such frame components tend to break especially in node areas, which would lead to a reduction in crash safety. For reasons of space, it is usually not possible to make the frame component in the heavily loaded areas larger, in order to address the problem in this way. The design of the frame member made of a steel material would be theoretically conceivable, but this would increase the mass of the frame member and thus the mass of the entire motor vehicle, which in turn would lead to an increase in fuel consumption and thus would not be effective. Furthermore, an execution of the frame member made of steel would require a very complex and therefore very expensive construction.
Aus der
In der
Ein Magnesiumbauteil zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, welches vorzugsweise als Druckgussbauteil ausgebildet ist, ist in der
Die
Aus der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aufbau für ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie und mit einem Rahmenbauteil zur Versteifung der Karosserie zu schaffen, welcher eine ausreichende Steifigkeit, ein geringes Gewicht und eine geringe Baugröße bei kompakter Bauform aufweist.It is an object of the present invention to provide a structure for a motor vehicle with a body and with a frame member for stiffening the body, which has sufficient rigidity, low weight and small size in a compact design.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features mentioned in
Durch das erfindungsgemäße Versteifungsteil aus einem Material mit einer höheren Duktilität als das Material des Rahmenbauteils ergibt sich eine erhebliche Versteifung des Rahmenbauteils und somit des gesamten Aufbaus bzw. der gesamten Karosserie, so dass ein Versagen einzelner Bauteile im Crashfall ausgeschlossen werden kann. Das Versteifungsteil nimmt durch seine hohe Duktilität, also durch sein hohes Verformungsvermögen, einen Großteil der Verformungsenergie auf und ist somit in der Lage, die an dem Gussknoten entstehende Schwachstelle zu überbrücken, so dass ein vorzeitiges Versagen desselben verhindert werden kann.The stiffening part according to the invention made of a material with a higher ductility than the material of the frame component results in a considerable stiffening of the frame component and thus the entire body or the entire body, so that a failure of individual components can be excluded in the event of a crash. Due to its high ductility, that is to say due to its high deformability, the stiffening part absorbs a large part of the deformation energy and is therefore able to bridge the weak point which arises at the casting node, so that a premature failure of the same can be prevented.
Durch das Eingießen des Versteifungsteils in das Rahmenbauteil wird trotz der wesentlich erhöhten Festigkeit vorteilhafterweise keinerlei zusätzlicher Raum beansprucht.By pouring the stiffening part in the frame member advantageously no additional space is claimed despite the significantly increased strength.
Des weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Versteifungsteil eine in Längsrichtung desselben verlaufende, zur Versteifung dienende Sicke aufweist. Durch eine derartige Sicke kann das Versteifungsteil höhere Kräfte aufnehmen oder alternativ mit einem geringeren Querschnitt ausgeführt werden.Furthermore, the invention provides that the stiffening part has a same in the longitudinal direction, serving for stiffening bead. By such a bead, the stiffening member can absorb higher forces or alternatively be designed with a smaller cross-section.
Wenn in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist, dass das Rahmenbauteil zwei voneinander beabstandete, auf beiden Seiten der Karosserie angeordnete Arme aufweist, so kann eine weitere Versteifung des Rahmenbauteils dadurch erreicht werden, dass in jedem der Arme ein Versteifungsteil angeordnet ist.If it is provided in a development of the invention that the frame member has two spaced-apart, arranged on both sides of the body arms, so further stiffening of the frame member can be achieved be that in each of the arms, a stiffening part is arranged.
Eine besonders gute Verbindung des Versteifungsteils mit dem Rahmenbauteil kann erreicht werden, wenn das Rahmenbauteil mehrere Rippen aufweist, wobei das wenigstens eine Versteifungsteil durch die Rippen umgossen ist.A particularly good connection of the stiffening part to the frame component can be achieved if the frame component has a plurality of ribs, wherein the at least one stiffening part is cast around by the ribs.
Eine hinsichtlich der Festigkeit und Duktilität des Versteifungsteils besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn das Versteifungsteil aus Stahl, insbesondere aus Edelstahl, besteht. Die Verwendung von Edelstahl hat den weiteren Vorteil, dass es sich dabei um ein Material handelt, das metallurgisch sehr gut mit der Aluminiumlegierung des Rahmenbauteils harmoniert.An embodiment which is particularly advantageous in terms of strength and ductility of the stiffening part results when the stiffening part consists of steel, in particular of stainless steel. The use of stainless steel has the further advantage that it is a material that harmonizes metallurgically very well with the aluminum alloy of the frame component.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.Further advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the remaining dependent claims. Embodiments of the invention are shown in principle with reference to the drawings.
Es zeigt:It shows:
An der dritten Lastebene
Um das Crashverhalten des Rahmenbauteils
In den
In der Darstellung gemäß
In
Die
Eine weitere Ausführungsform des Versteifungsteils
Die Ausführungsform des Versteifungsteils
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DE200610034440 DE102006034440B4 (en) | 2006-07-26 | 2006-07-26 | Construction for a motor vehicle |
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