DE102010023073A1 - Structural component for body of motor vehicle, has molded part made of metal and reinforcement part made of plastic, where reinforcement part has molding corresponding with molded part in sections - Google Patents

Abstract

The structural component has a molded part (12) made of metal and a reinforcement part made of plastic, where the reinforcement part has a molding corresponding with the molded part in sections. The reinforcement part is connected with the molded part for structural reinforcement of the molded part.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strukturbauteil einer Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere zur gezielten und punktuellen Verstärkung mechanisch hoch beanspruchter Karosseriebereiche.The present invention relates to a structural component of a motor vehicle body, in particular for the targeted and punctual reinforcement of mechanically highly stressed body areas.

Hintergrundbackground

Karosserien von Kraftfahrzeugen sollen zum einen eine hohe Verwindungssteifigkeit und Stabilität für den Kraftfahrzeugaufbau bereitstellen. Andererseits ist ein möglichst geringes Gewicht gefordert, etwa um den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges senken zu können. Stabilität und Verwindungssteifigkeit einerseits und Gewicht andererseits stehen hierbei zumeist in einem zueinander proportionalen Verhältnis.On the one hand, bodywork of motor vehicles should provide high torsional rigidity and stability for the motor vehicle body. On the other hand, the lowest possible weight is required, for example in order to lower the fuel consumption of the vehicle. Stability and torsional stiffness on the one hand and weight on the other hand are usually proportional to each other.

Sind etwa unter Berücksichtigung des Crash-Verhaltens des Kraftfahrzeugs bestimmte Bereiche der Kraftfahrzeugkarosserie zu verstärken, was zumeist durch die Verwendung entsprechend dickwandig ausgebildeter Metall-Formteile erfolgt, so geht dies typischerweise mit einer Erhöhung des Karosserie- und somit auch des Fahrzeuggewichts einher.If, for example, taking account of the crash behavior of the motor vehicle, certain areas of the motor vehicle body are to be reinforced, which usually takes place through the use of thick-walled metal moldings, this is typically accompanied by an increase in the body weight and thus also in the vehicle weight.

Etwa im Bereich der B-Säulen-Anbindung, der karosserieseitigen Anbindung von Sicherheitsgurtsystemen als auch für die Achsanbindung an tragenden Komponenten der Kraftfahrzeugkarosserie sind geeignete Verstärkungsmaßnahmen zu treffen, damit die im Betrieb des Kraftfahrzeugs auftretenden oder im kollisionsbedingten Lastfall auf die entsprechenden Karosseriebauteile einwirkenden Kräfte kontrolliert aufgenommen und weitergeleitet werden können.For example, in the field of B-pillar connection, the body-side connection of safety belt systems as well as the Achsanbindung to supporting components of the vehicle body appropriate reinforcing measures are to be taken so that occurring during operation of the motor vehicle or acting in collision-related load on the corresponding body parts forces recorded added and can be forwarded.

Derartige Verbindungs- oder Anbindungsbereiche der Kraftfahrzeugkarosserie werden oftmals aus vergleichsweise dickwandigen oder mehrlagigen miteinander verschweißten Metallblechzuschnitten gebildet. Auch kann vorgesehen werden, für einzelne Verbindungsbereiche gesonderte Materialien zu verwenden, die den geforderten und erhöhten Belastungsanforderungen standhalten, wie etwa hoch- oder höchstfeste Stahlbleche.Such connection or attachment regions of the motor vehicle body are often formed from comparatively thick-walled or multi-layered metal sheet blanks welded together. It can also be envisaged to use separate materials for individual connection areas which withstand the required and increased load requirements, such as high-strength or ultra-high-strength steel sheets.

Neben den nachteiligen Auswirkungen hinsichtlich des Fahrzeuggewichts erweist sich die Fertigung und Montage mehrlagig oder mehrschichtig ausgebildeter Verbindungsbereiche und Verstärkungsbereiche der Fahrzeugkarosserie als arbeitsaufwendig und kostenintensiv.In addition to the adverse effects in terms of vehicle weight, the production and assembly of multi-layered or multi-layered connecting areas and reinforcing areas of the vehicle body proves to be labor-intensive and costly.

Des Weiteren sind an Verbindungs- oder Befestigungsstellen der Kraftfahrzeugkarosserie gesonderte Befestigungsmittel, wie etwa Schweißmuttern oder dergleichen vorzusehen. Im Falle einer Hinterrad- oder Hinterachsanbindung ist es teilweise auch üblich, mehrere Schweißmuttern mit Hilfe eines Trägers untereinander zu verbinden und die Schweißmuttern zusammen mit dem Träger an einem tragenden Strukturbauteil der Kraftfahrzeugkarosserie, etwa dem Längsträger, durch Verschweißen zu befestigen.Furthermore, separate fastening means, such as weld nuts or the like, are to be provided at connection points or fastening points of the motor vehicle body. In the case of a rear-wheel or rear axle connection, it is sometimes also common to connect a plurality of weld nuts with the aid of a carrier and to secure the weld nuts together with the carrier to a supporting structural component of the vehicle body, such as the side member by welding.

Des Weiteren sind im Stand der Technik Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen bekannt, welche beispielsweise die jeweils vorteilhaften Eigenschaften von Kunststoff und Metall in einem Bauteil vereinen. Zumeist werden solche Kunststoff-Metall-Verbundbauteile derart eingesetzt und verwendet, dass eine Metallkomponente die Kunststoffkomponente strukturell verstärkt.Furthermore, plastic-metal hybrid structures are known in the prior art, which combine, for example, the respective advantageous properties of plastic and metal in one component. In most cases, such plastic-metal composite components are used and used in such a way that a metal component structurally reinforces the plastic component.

So ist beispielsweise aus der DE 10 2005 054 967 A1 eine Unterbodenverkleidung für eine Fahrzeugkarosserie bekannt, welche aus mindestens zwei Materialien besteht. Hierbei kann insbesondere in Verbindungselementen eine erhöhte Festigkeit bereitgestellt werden, indem Metalleinleger in derartige Kunststoffbauteile eingebracht bzw. auf diese aufgebracht werden.For example, from the DE 10 2005 054 967 A1 a Unterbodenverkleidung for a vehicle body known, which consists of at least two materials. In this case, an increased strength can be provided in particular in connecting elements by metal inserts are introduced into such plastic components or applied to these.

Der Erfindung liegt demgegenüber jedoch die Aufgabe zugrunde, mechanisch besonders hoch belastete oder zu belastende Bereiche der Kraftfahrzeugkarosserie möglichst unter Gewichtseinsparung strukturell zu verstärken.The invention, however, is based on the object mechanically structurally particularly highly loaded or incriminated areas of the vehicle body as possible to save weight.

Erfindunginvention

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mittels einem Strukturbauteil gemäß Patentanspruch 1 sowie mit Hilfe eines Kraftfahrzeugs nach Patentanspruch 14 gelöst. Einzelne vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dabei Gegenstand abhängiger Patentansprüche.The object underlying the invention is achieved by means of a structural component according to claim 1 and with the aid of a motor vehicle according to claim 14. Individual advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Erfindungsgemäß ist ein Hybrid-Strukturbauteil einer Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen, welches ein Formteil aus Metall und ein Verstärkungsteil aus Kunststoff aufweist. Das Verstärkungsteil aus Kunststoff weist hierbei eine mit dem Metall-Formteil zumindest abschnittsweise korrespondierende Formgebung auf und dient der strukturellen Verstärkung des Metall-Formteils. Hierzu sind das Kunststoffteil und das Formteil zumindest abschnittsweise miteinander verbunden.According to the invention, a hybrid structural component of a motor vehicle body is provided which has a molded part made of metal and a reinforcing part made of plastic. The reinforcing part made of plastic in this case has a shape corresponding at least in sections to the metal molded part and serves for the structural reinforcement of the metal molded part. For this purpose, the plastic part and the molding are at least partially connected to each other.

Im Unterschied zu bekannten Hybrid-Bauteilen bewirkt das Kunststoffbauteil eine strukturelle Verstärkung des Formteils aus Metall. Von daher kann das Metall-Formteil weitgehend oder gar vollständig einlagig ausgebildet werden und es kann eine vergleichsweise geringe und somit gewichtseinsparende Wandstärke aufweisen. Die strukturelle Verstärkung des Metall-Formteils wird hierbei vom Kunststoff-Verstärkungsteil bereitgestellt, welches zumindest abschnittsweise an die Formgebung des Metall-Formteils angepasst und bevorzugt über den gesamten aneinander angepassten Formgebungsbereich auch mit diesem fest und unlösbar verbunden ist.In contrast to known hybrid components, the plastic component causes a structural reinforcement of the metal part. Therefore, the metal molding can be formed largely or even completely single-layer and it may have a comparatively small and thus weight-saving wall thickness. The structural reinforcement of the metal molding is in this case provided by the plastic reinforcing member, which at least partially adapted to the shape of the metal molding and preferably over the entire mating shaping area is also firmly and permanently connected to this.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist das Formteil eine Aufnahme für das Verstärkungsteil auf, wobei das Verstärkungsteil an wenigstens zwei innenliegenden Begrenzungswandungen des Formteils bzw. seiner Aufnahme zur Anlage gelangt. Bevorzugt weist das Metall-Formteil zumindest abschnittsweise eine schalenartige Formgebung auf, deren innenliegender Bereich nahezu vollständig vom Verstärkungsteil ausgefüllt wird.In an advantageous embodiment of the invention, the molded part has a receptacle for the reinforcing member, wherein the reinforcing member comes to rest on at least two inner boundary walls of the molded part or its receptacle. Preferably, the metal molding at least partially on a shell-like shape, the inner region is almost completely filled by the reinforcing member.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Formteil zumindest abschnittsweise einen U- oder V-förmigen Querschnitt aufweist und dass das Verstärkungsteil nahezu vollständig über seine Längserstreckung an sämtlichen innenliegenden Begrenzungswandungen des Formteils zur Anlage gelangt. Das Verstärkungsteil soll sich hierbei bevorzugt an gegenüberliegenden Begrenzungswandungen des Formteils abstützen, sodass in die betreffenden Begrenzungswandungen etwa extern eingeleitete Kräfte über das Verstärkungsteil großflächig vom Krafteinleitungspunkt her gesehen in das Formteil eingeleitet und von diesem abgeführt werden können.According to a further preferred embodiment, it is provided that the molding at least partially has a U- or V-shaped cross-section and that the reinforcing member comes almost completely over its longitudinal extent to all internal boundary walls of the molding to the plant. The reinforcing member should in this case preferably be supported on opposite boundary walls of the molded part, so that in the respective Begrenzungswandungen about externally introduced forces on the reinforcing member over a large area from the point of introduction of force seen introduced into the molding and can be dissipated by this.

Das Verstärkungsteil kann dabei nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung über eine vorgegebene Längserstreckung den lichten Querschnitt des Formteils nahezu vollständig ausfüllen. Auf diese Art und Weise können die in etwa in eine seitliche Begrenzungswandung extern in das Formteil eingeleiteten Kräfte über das innenliegende Verstärkungsteil großflächig auf eine gegenüberliegende Begrenzungswandung des Formteils übertragen werden. Auch kann hierdurch etwaigen Verformungen des Formteils effektiv entgegengewirkt werden, da der gesamte vom Formteil gebildete offene Innenbereich oder ein geschlossener Hohlraum des Formteils nahezu vollständig mit einem kraftableitenden und/oder kraftabsorbierenden Verstärkungsteil ausgefüllt ist.The reinforcing member may, according to a further preferred embodiment over a predetermined longitudinal extent fill the clear cross-section of the molded part almost completely. In this way, the forces introduced externally into the molding part approximately in a lateral boundary wall can be transmitted over a large area to an opposite boundary wall of the molding component via the internal reinforcement part. Also, this can be effectively counteracts any deformations of the molding, since the entire formed by the molding open interior or a closed cavity of the molding is almost completely filled with a kraftableitenden and / or force-absorbing reinforcing member.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Verstärkungsteil zumindest ein Befestigungsmittel eingebettet, welches beispielsweise die Funktion einer innen am Formteil anzuordnenden Schweißmutter oder dergleichen, gesondert am Formteil anzubringender Befestigungselemente übernehmen kann. Hierbei ist bevorzugt vorzusehen, dass das Verstärkungsteil und das Formteil derart zueinander, bevorzugt ineinander geschachtelt angeordnet sind, dass das Befestigungsmittel mit zumindest einer in einer Wandung des Formteils vorgesehenen Durchgangsöffnung fluchtend zu liegen kommt.According to a further advantageous embodiment of the invention, at least one fastening means is embedded in the reinforcing member, which can take over, for example, the function of an internally arranged on the molded part welding nut or the like, separately to be attached to the molding fasteners. In this case, it is preferable to provide that the reinforcing part and the molded part are arranged in such a way, preferably nested, in one another, that the fastening means comes to lie flush with at least one passage opening provided in a wall of the molded part.

Das Befestigungsmittel selbst kann dabei etwa als Mutter ausgebildet sein, die fest im Verstärkungsteil eingebettet und unlösbar mit diesem verbunden ist. Bevorzugt ist das Verstärkungsteil als Spritzgussbauteil auszubilden, wobei das Befestigungsmittel im Spritzgussprozess bei der Fertigung des Verstärkungsteils umspritzt wird, aber durch seine an den Außenrand des Verstärkungsteils heran ragende Lage nach wie vor für ein von außen zuführbares korrespondierendes Gegenbefestigungsmittel, etwa einem Schraubbolzen, zugänglich ist.The fastening means itself can be designed as a nut, for example, which is firmly embedded in the reinforcing member and inextricably linked thereto. Preferably, the reinforcing member is formed as an injection molded component, wherein the fastening means in the injection molding process in the production of the reinforcing member is encapsulated, but by its zoom on the outer edge of the reinforcing member projecting position is still accessible for externally supplied corresponding counter-fastening means, such as a bolt.

Durch die Einbettung des Befestigungsmittels in das Verstärkungsteil kann eine gesonderte Vormontage von Schweißmuttern am Strukturbauteil, etwa an einem Längsträger der Fahrzeugkarosserie in vorteilhafter Weise entfallen.By embedding the fastener in the reinforcing member can separate a separate pre-assembly of weld nuts on the structural component, such as on a side member of the vehicle body in an advantageous manner.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Formteil an zwei gegenüberliegenden oder aneinander angrenzenden Außenwandungsabschnitten jeweils eine Durchgangsöffnung zum Hindurchführen einer Leitung auf. Das sich zwischen den genannten Wandungsabschnitten erstreckende Verstärkungsteil ist hierbei mit einem Führungskanal versehen, dessen Enden fluchtend mit den Durchgangsöffnungen zu liegen kommen.According to a further preferred embodiment, the molding on two opposite or mutually adjacent Außenwandungsabschnitten each have a passage opening for the passage of a conduit. The extending between said wall sections reinforcing member is in this case provided with a guide channel, the ends of which come to lie flush with the passage openings.

Der in das Verstärkungsteil eingebettete Führungskanal stellt insoweit eine durchgängige Führung zum Einführen einer Leitung durch die beiden gegenüberliegenden Durchgangsöffnungen gegenüberliegender oder einander angrenzender Außenwandungsabschnitte des Formteils zur Verfügung. Auf diese Art und Weise kann etwa die nachträgliche Montage einer etwa quer durch das Formteil hindurchzuführenden Leitung vereinfacht werden.The embedded in the reinforcing member guide channel provides so far a continuous guide for introducing a conduit through the two opposite passage openings of opposite or adjacent outer wall sections of the molding available. In this way, it is possible, for example, to simplify the retrofitting of a line to be passed approximately transversely through the molded part.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Verstärkungsteil als faserverstärktes Spritzgussbauteil ausgebildet. Die die Fasern einschließende Kunststoffmatrix enthält bevorzugt thermoplastische Elastomere, wie beispielsweise Polypropylen oder Polyamide. Zur Verstärkung kommen bevorzugt anorganische Verstärkungsfasern, wie beispielsweise Glasfasern oder organische Verstärkungsfasern infrage.According to a further preferred embodiment of the invention, the reinforcing member is formed as a fiber-reinforced injection-molded component. The plastic matrix enclosing the fibers preferably contains thermoplastic elastomers such as polypropylene or polyamides. For reinforcing preferably inorganic reinforcing fibers, such as glass fibers or organic reinforcing fibers in question.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Verstärkungsteil ferner eine gerippte strukturversteifende Binnenstruktur auf. Beispielsweise kann das Verstärkungsbauteil einzelne Längs- und Querrippen aufweisen, die zur Bildung einzelner Quadrate oder Rechtecke in etwa senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Die Binnenstruktur des Verstärkungsteils kann jedoch nahezu beliebig ausgestaltet sein. Insbesondere können hierbei hexagonale Binnenstrukturen für das Verstärkungsteil vorgesehen werden. Durch die in sich verzweigte Formgebung des Verstärkungsteils kann das Gewicht des Verstärkungsteils auf ein Minimum reduziert werden. So ist das Gewicht des Verstärkungsteils vorzugsweise geringer als dasjenige der zur Bildung der strukturverstärkenden Materialdopplung bislang vorgesehenen Metall-Formteile.According to a further preferred embodiment, the reinforcing member further comprises a ribbed structure stiffening internal structure. For example, the reinforcing member may have individual longitudinal and transverse ribs which are oriented approximately perpendicular to each other to form individual squares or rectangles. However, the internal structure of the reinforcement part can be designed almost arbitrarily. In particular, hereby can Hexagonal internal structures are provided for the reinforcing part. Due to the intricate shape of the reinforcing member, the weight of the reinforcing member can be reduced to a minimum. Thus, the weight of the reinforcing member is preferably less than that of the previously provided for forming the structure-reinforcing material doubling metal moldings.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verstärkungsteil und das Formteil in einer Vormontagestellung formschlüssig miteinander verbindbar sind und miteinander korrespondierende Formschlussmittel aufweisen. So können beispielsweise am Verstärkungsteil einzelne Rastelemente ausgebildet werden, die mit entsprechenden Gegenrastelementen des Formteils zum Halten des Verstärkungsteils im Formteil zusammenwirken.According to a further preferred embodiment of the invention it is provided that the reinforcing member and the molded part in a pre-assembly position are positively connected with each other and having mutually corresponding positive locking means. For example, individual latching elements can be formed on the reinforcement part, which interact with corresponding counter-latching elements of the molded part for holding the reinforcement part in the molded part.

Eine Vorab-Verbindung von Verstärkungsteil und Formteil kann beispielsweise in oder vor einem End-Montageprozess durch Einclipsen des Verstärkungsteils in das Formteil erfolgen. Unabhängig davon oder kombiniert hiermit kann ferner vorgesehen werden, das Verstärkungsteil und das Formteil stoffschlüssig und/oder adhäsiv miteinander zu verbinden. So kann das Verstärkungsteil beispielsweise vor einem Einsetzen in das Formteil mit einem Klebstoff versehen werden, der nach der zuvor beschriebenen formschlüssigen Vormontage von Formteil und Verstärkungsteil die beiden Komponenten des Hybrid-Strukturbauteils kraft- und/oder stoffschlüssig sowie unlösbar miteinander verbindet.A pre-connection of reinforcing member and molding can be done for example in or before a final assembly process by clipping the reinforcing member in the molding. Regardless or in combination with this, it can further be provided to connect the reinforcing part and the molded part to one another in a material-locking and / or adhesive manner. Thus, the reinforcing member may be provided, for example, prior to insertion into the molded part with an adhesive which connects the two components of the hybrid structural component non-positively and / or cohesively and inextricably after the above-described positive pre-assembly of molded part and reinforcing member.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist hierbei ferner vorgesehen, dass zwischen.According to a further preferred embodiment, it is further provided that between.

Verstärkungsteil und Formteil zumindest abschnittsweise ein thermisch aktivierbares Expansions-, Ausgleich- oder Dämpfungsmedium eingebracht ist. Mit dem Expansions-, Ausgleichs- oder Dämpfungsmedium können etwaige Bauteiltoleranzen kompensiert werden. Auch kann hierdurch eine möglichst großformatige oder großflächige wechselseitige Anlage von Verstärkungsteil und Formteil erreicht werden.Reinforcement part and molding at least partially a thermally activated expansion, equalization or damping medium is introduced. With the expansion, compensation or damping medium any component tolerances can be compensated. Also, this can be achieved as large as possible or large-scale mutual investment of reinforcement and molding.

Dies ist insbesondere für den Karosserierohbau von Vorteil, der nach seiner Fertigstellung einer thermischen Behandlung, etwa im Rahmen eines kathodischen Tauchlackier-(TKL)-Prozess unterzogen wird. Durch die thermische Behandlung kann ferner auch der zur Verbindung von Verstärkungsteil und Formteil vorgesehene Klebstoff zu seiner Endfestigkeit aushärten.This is particularly advantageous for the body shell, which is subjected to a thermal treatment after its completion, for example in the context of a cathodic dip painting (TKL) process. Furthermore, the thermal treatment can also be used to cure the adhesive provided for joining the reinforcing part and the molded part to its final strength.

Das Expansions-, Ausgleichs- oder Dämpfungsmedium kann zur Optimierung von Geräuschen und Schwingungen, mithin zur NVH-Optimierung (noise vibration harshness) entweder am Formteil oder am Verstärkungsteil vor einem wechselseitigen Zusammenfügen jener Komponenten daran angeordnet werden.The expansion, equalization or damping medium may be placed on either the molding or the reinforcing member prior to mutual assembly of those components to optimize noise and vibration, and hence noise vibration harshness.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist das Strukturbauteil als hintere Achsanbindung eines Längsträgers einer Fahrzeugkarosserie ausgebildet. Das Strukturbauteil kann dabei in den Längsträger der Fahrzeugkarosserie integriert sein. Der eigentliche Längsträger ist hierbei beispielsweise als schalenartiges Formteil ausgebildet, welches im Anbindungsbereich für die Achse oder für die Radaufhängung mittels des Verstärkungsteils strukturell verstärkt bzw. ausgesteift wird.In a further preferred embodiment, the structural component is designed as a rear axle connection of a longitudinal member of a vehicle body. The structural component can be integrated in the longitudinal member of the vehicle body. The actual longitudinal member is formed here, for example, as a shell-like molded part, which is structurally reinforced or stiffened in the connection region for the axle or for the suspension by means of the reinforcing member.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die zur Achsanbindung am Längsträger vorzusehenden Schweißmuttern in das Verstärkungsteil aus Kunststoff eingebettet sind, und dass das Verstärkungsbauteil derart mit dem Längsträger verbunden wird, dass die im Verstärkungsteil eingelassenen Metall-Muttern fluchtend mit hierfür vorgesehenen Durchgangsöffnungen im Längsträger-Formteil zu liegen kommen, sodass die Hinterachse oder die Radaufhängung mittels entsprechender Schraubbolzen am Längsträger befestigt werden kann.In this case, provision is made in particular for the weld nuts to be provided on the longitudinal member to be embedded in the reinforcing part made of plastic, and for the reinforcing component to be connected to the longitudinal member in such a way that the metal nuts inserted in the reinforcing part are in alignment with the through openings provided in the longitudinal member molding for this purpose come lie so that the rear axle or the suspension can be fixed by means of appropriate bolts on the side rail.

Bei einer alternativen Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass das Strukturbauteil als karosserieseitige Anbindung für ein Sicherheitsgurtsystem ausgebildet ist. Das Strukturbauteil kann hierbei etwa im Bereich des Mitteltunnels und/oder im Bereich der B-Säule sowie des Längsträgers oder Seitenschwellers der Karosserie eingebettet sein.In an alternative embodiment, it is further provided that the structural component is designed as a body-side connection for a safety belt system. The structural component may in this case be embedded approximately in the region of the center tunnel and / or in the region of the B pillar and of the longitudinal member or side sill of the body.

Neben einem Hybrid-Strukturbauteil betrifft die Erfindung ferner eine Kraftfahrzeugkarosserie als auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen mit einer solchen Karosserie, welche zumindest ein zuvor beschriebenes Strukturbauteil aufweisen.In addition to a hybrid structural component, the invention further relates to a motor vehicle body as well as a motor vehicle, in particular a passenger car with such a body, which have at least one previously described structural component.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in der nachfolgenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.Other objects, features and advantageous embodiments of the invention will be explained in the following description of an embodiment with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine perspektivische isolierte Darstellung eines Formteils, 1 a perspective isolated view of a molded part,

2 eine isolierte Darstellung des in das Formteil gemäß 1 einzusetzenden Verstärkungsteils aus Kunststoff, 2 an isolated view of the in the molding according to 1 plastic reinforcing part to be used

3 das von Formteil gemäß 1 und Verstärkungsteil gemäß 2 zusammengesetzte Hybrid-Strukturbauteil und 3 that of molding according to 1 and reinforcement part according to 2 composite hybrid structural component and

4 eine das Formteil in Querrichtung durchsetzende Tankleitung. 4 a tank section passing through the molding in the transverse direction.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

In 1 ist ein Metall-Formteil 12 eines in 3 gezeigten Hybrid-Strukturbauteils 10 isoliert dargestellt. Das schalenartig ausgebildete Formteil 12 weist an einem der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges (x) abgewandten Endabschnitt ein etwa U-förmiges Querschnittsprofil mit zwei gegenüberliegenden Wangen 16, 18 und einem dazwischenliegenden Boden 20 auf. In Fahrtrichtung (x) nach vorn flacht dieses U-Profil zunehmend ab und erstreckt sich in einen im Wesentlichen flach und eben ausgebildeten zungenartig ausgestalteten Anbindungsbereich 13.In 1 is a metal molding 12 one in 3 shown hybrid structural component 10 shown isolated. The shell-like molded part 12 has in one of the direction of travel of the motor vehicle (x) facing away from an approximately U-shaped cross-sectional profile with two opposite cheeks 16 . 18 and an intermediate floor 20 on. In the direction of travel (x) forward this U-profile increasingly flattens and extends into a substantially flat and newly formed tongue-like connection area 13 ,

Im Übergang zum Anbindungsbereich 13 ist ein etwa rechteckig ausgebildeter Befestigungsbereich 15 für eine Achsanbindung ausgebildet. Jener Befestigungsbereich 15 ist hierbei von insgesamt vier Schraub- oder Durchgangslöchern 29 umgeben. In herkömmlicher Bauweise wären fluchtend zu den Durchgangsöffnungen 29 einzelne Schweißmuttern am Formteil 12 vorzusehen, und der Anbindungsbereich 15 wäre großflächig, etwa durch Materialdopplungen strukturell zu verstärken.In the transition to the connection area 13 is an approximately rectangular trained mounting area 15 designed for an axle connection. That attachment area 15 is here of a total of four screw holes or through holes 29 surround. In conventional construction would be in alignment with the passage openings 29 individual weld nuts on the molded part 12 and the connection area 15 would be large, structurally strengthened by material doubling, for example.

Mittels des in 2 isoliert gezeigten Kunststoffeinlegers 14 kann anstelle einer üblichen Materialdopplung des Metall-Formteils 12 eine strukturelle Verstärkung etwa für die Hinterachsanbindung erreicht werden. Das Kunststoff-Verstärkungsteil 14 weist hierfür eine dem Verlauf des Metallformteils 12 angepasste Außenkontur auf, sodass es passgenau in die oben offen ausgebildete Schale des Formteils 12 eingesetzt und mit dieser bevorzugt möglichst großflächig verklebt werden kann.By means of in 2 isolated plastic insert shown 14 may instead of a conventional material doubling of the metal molding 12 a structural reinforcement can be achieved, for example, for the rear axle connection. The plastic reinforcement part 14 has this one the course of the metal molding 12 adapted outer contour, so that it fits exactly in the open-topped shell of the molding 12 can be used and preferably adhered as possible over a large area with this.

Das Kunststoff-Verstärkungsteil 14 weist eine in sich ver- oder gerippte Struktur auf, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Längsrippen 22 sowie senkrecht hierzu verlaufende Querrippen 24 aufweist. Im Übergangsbereich zum Anbindungsabschnitt 13 verbreitert sich das Verstärkungsteil 14 in Fahrzeugquerrichtung (y) zu einem Befestigungsblock 26, der, wie in 2 dargestellt, ebenfalls eine in sich verzweigte Struktur aufweisen kann.The plastic reinforcement part 14 has a self-ribbed or ribbed structure, which in the embodiment shown several longitudinal ribs 22 as well as perpendicular thereto extending transverse ribs 24 having. In the transition area to the connection section 13 widens the reinforcement part 14 in the vehicle transverse direction (y) to a mounting block 26 who, as in 2 represented, likewise may have a branched structure.

Der Befestigungsblock 26 weist ferner einzelne Befestigungsmuttern 28 auf, die in der in 3 gezeigten Endmontagestellung fluchtend mit dem im Formteil 12 vorgesehenen Durchgangsöffnungen 29 zu liegen kommen. Auf diese Art und Weise kann die bislang übliche Montage von Schweißmuttern entfallen und über den mit dem Formteil 12 zu verbindenden Kunststoffeinleger 14 kann eine Halterung für Schraubmittel zur Befestigung der Hinterachsanbindung bereitgestellt werden.The mounting block 26 also has individual fastening nuts 28 on that in the in 3 shown final assembly position in alignment with the molding 12 provided through holes 29 to come to rest. In this way, the hitherto customary assembly of welding nuts can be omitted and on the with the molding 12 plastic inserts to be joined 14 For example, a holder for screw means for fastening the rear axle connection can be provided.

Die Muttern 28 sind hierbei bevorzugt im Rahmen eines Herstellungsprozesses des Kunststoffeinlegers 14 in diesen eingebettet. So kann eine separate Montage einer Vielzahl von hier insgesamt vier dargestellten Befestigungsmuttern 28, etwa durch Einclipsen des Verstärkungsteils 14 in das zugehörige Formteil 16 erfolgen.The nuts 28 are hereby preferred as part of a manufacturing process of the plastic insert 14 embedded in these. Thus, a separate assembly of a plurality of here four illustrated fastening nuts 28 , for example, by clipping the reinforcing part 14 in the associated molding 16 respectively.

Dadurch, dass am Verstärkungsteil 14 und am Formteil 12 miteinander korrespondierende, vorliegende nicht explizit gezeigte, Formschlussmittel vorgesehen sind, kann das Verstärkungsteil 14 etwa durch Einclipsen in die Schale 12 mit dem Formteil 14 zumindest vormontiert werden. Eine endgültige und unlösbare Verbindung von Verstärkungsteil 14 und Formteil 12 kann mit Hilfe eines etwa im KTL-Prozess aushärtenden Klebstoffs erreicht werden.Because of that on the reinforcing part 14 and on the molding 12 mutually corresponding, present not explicitly shown, positive locking means are provided, the reinforcing member 14 for example, by clipping in the shell 12 with the molding 14 at least be pre-assembled. A final and permanent connection of reinforcing part 14 and molding 12 can be achieved with the help of a curing in the KTL process adhesive.

Wenn auch nicht explizit dargestellt, so ist ferner vorgesehen, ein thermisch aktivierbares Expansions-, Ausgleichs- oder Dämpfungsmedium zwischen Formteil 12 und Verstärkungsteil 14 anzuordnen, welches beispielsweise nach erfolgtem Zusammenbau der Rohkarosserie in einem nachfolgenden KTL-Beschichtungsprozess etwaige Bauteiltoleranzen von Formteil und Kunststoffeinleger kompensiert, sodass bevorzugt über die gesamte Grenzfläche von Formteil 12 und Verstärkungsteil 14 eine möglichst großflächig wechselseitige Abstützung von Formteil 12 und Verstärkungsteil 14 erfolgt, die sich vorteilhaft auf die Krafteinleitung und Kraftübertragung im Übergangsbereich von Formteil 12 und Verstärkungsteil 14 auswirken kann.Although not explicitly shown, it is further provided, a thermally activated expansion, equalization or damping medium between the molding 12 and reinforcement part 14 to arrange, which compensates, for example, after the assembly of the body shell in a subsequent KTL coating process any component tolerances of the molding and plastic insert, so preferably over the entire interface of molded part 12 and reinforcement part 14 as large as possible mutual support of molded part 12 and reinforcement part 14 takes place, which are advantageous to the introduction of force and power transmission in the transition region of the molding 12 and reinforcement part 14 can affect.

In 4 ist in Abwandlung zur Ausgestaltung gemäß der 1 bis 3 im U-profilartigen hinteren Abschnitt des Formteils 12 die Hindurchführung eines Tankeinfüllrohrs 30 dargestellt. In den Seitenwangen 16, 18 des Formteils 12 sind hierfür einzelne Durchgangsöffnungen 32, 34 vorgesehen. Damit das Tankeinfüllrohr 30 zielgerichtet durch beide Durchgangsöffnungen 32, 34 hindurchgeführt werden kann, ist in dem sich zwischen den Seitenwangen 16, 18 erstreckenden Verstärkungsteil 14 ein in den Figuren nicht explizit gezeigter Führungskanal ausgebildet, der einen im Bereich des Öffnungsquerschnitts der Durchgangsöffnungen 32, 34 vergleichbaren Innendurchmesser aufweist.In 4 is in a modification of the embodiment according to the 1 to 3 in the U-profile-like rear portion of the molding 12 the passage of a Tankeinfüllrohrs 30 shown. In the side cheeks 16 . 18 of the molding 12 are for this purpose individual passage openings 32 . 34 intended. So that the tank filler pipe 30 purposefully through both passage openings 32 . 34 can be passed, is in the between the side walls 16 . 18 extending reinforcement part 14 a guide channel not explicitly shown in the figures, the one formed in the region of the opening cross-section of the through holes 32 . 34 having comparable inner diameter.

Das Verstärkungsteil 14 übernimmt somit auch eine Führungsfunktion für etwa ein Tankeinfüllrohr 30, welches somit besonders einfach von außen in Querrichtung durch das Hybridbauteil 10 hindurchgeführt werden kann.The reinforcement part 14 thus also assumes a leadership function for about a Tankeinfüllrohr 30 , which thus particularly easy from the outside in the transverse direction by the hybrid component 10 can be passed.

Die geometrische Ausgestaltung, insbesondere die Länge und die Bauhöhe des Kunststoff-Verstärkungsteils 14 ist durch die an das Hybrid-Bauteil gestellten Lastanforderungen vorgegeben. Je nach vorgesehenem Absatzmarkt für das Fahrzeug muss dieses teilweise recht unterschiedlichen Last- und Crash-Anforderungen genügen. The geometric design, in particular the length and height of the plastic reinforcement part 14 is determined by the load requirements imposed on the hybrid component. Depending on the intended sales market for the vehicle, this sometimes has to meet very different load and crash requirements.

Mittels einer variablen und absatzmarktspezifischen ausschließlichen Anpassung des Verstärkungsteils 14 an das Strukturbauteil, kann das Hybrid-Bauteil 10 auch ohne Veränderung der Struktur des Metall-Formteils 16 universell an unterschiedlichste Last- und Belastungsanforderungen angepasst werden.By means of a variable and sales market-specific exclusive adaptation of the reinforcement part 14 To the structural component, the hybrid component 10 even without changing the structure of the metal molding 16 universally adapted to a wide variety of load and load requirements.

Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.The illustrated embodiments show only possible embodiment of the invention to which further numerous variants are conceivable and within the scope of the invention. The exemplary embodiments shown are in no way to be construed as limiting the scope, applicability or configuration possibilities of the invention. The present description merely shows the person skilled in the art a possible implementation of an exemplary embodiment according to the invention. Thus, the most varied modifications can be made to the function and arrangement of elements described without thereby abandoning the scope of protection or its equivalents as defined by the following claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

Hybrid-StrukturbauteilHybrid structural component

1212

Formteilmolding

1313

Anbindungsbereichconnecting region

1414

Verstärkungsteilreinforcing part

1515

Befestigungsbereichfastening area

1616

Seitenwangeside cheek

1818

Seitenwangeside cheek

2020

Bodenabschnittbottom section

2222

Längsrippelongitudinal rib

2424

Querrippetransverse rib

2626

Befestigungsblockmounting block

2828

Befestigungsmutterfixing nut

2929

DurchgangsöffnungThrough opening

3030

TankeinfüllrohrTankeinfüllrohr

3232

DurchgangsöffnungThrough opening

3434

DurchgangsöffnungThrough opening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 102005054967 A1 [0009] DE 102005054967 A1 [0009]

Claims (15)

Strukturbauteil einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Formteil (12) aus Metall und mit einem Verstärkungsteil (14) aus Kunststoff, welches abschnittsweise eine mit dem Formteil (12) korrespondierende Formgebung aufweist und zur strukturellen Verstärkung des Formteils (12) zumindest abschnittsweise mit diesem verbunden ist.Structural component of a motor vehicle body with a molded part ( 12 ) of metal and with a reinforcing part ( 14 ) made of plastic, which in sections one with the molded part ( 12 ) has corresponding shaping and for the structural reinforcement of the molded part ( 12 ) is at least partially connected to this. Strukturbauteil nach Anspruch 1, wobei das Formteil (12) eine Aufnahme für das Verstärkungsteil (14) aufweist und das Verstärkungsteil (14) an wenigstens zwei innen liegenden Begrenzungswandungen (16, 18, 20) der Aufnahme zur Anlage gelangt.Structural component according to claim 1, wherein the molded part ( 12 ) a recording for the reinforcement part ( 14 ) and the reinforcement part ( 14 ) at least two internal boundary walls ( 16 . 18 . 20 ) of the recording comes to the plant. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Formteil (12) zumindest abschnittsweise einen U- oder V-förmigen Querschnitt aufweist und das Verstärkungsteil (14) nahezu vollständig über seine Längserstreckung an sämtlichen innen liegenden Begrenzungswandungen (16, 18, 20) des Formteils (12) zur Anlage gelangt.Structural component according to one of the preceding claims, wherein the molded part ( 12 ) has at least sections a U- or V-shaped cross-section and the reinforcing member ( 14 ) almost completely over its longitudinal extent on all internal boundary walls ( 16 . 18 . 20 ) of the molded part ( 12 ) arrives at the plant. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstärkungsteil (14) über eine vorgegebene Längserstreckung den lichten Querschnitt des Formteils (12) nahezu vollständig ausfüllt.Structural component according to one of the preceding claims, wherein the reinforcing part ( 14 ) over a predetermined longitudinal extent the clear cross-section of the molded part ( 12 ) almost completely. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Verstärkungsteil (14) zumindest ein Befestigungsmittel (28) eingebettet ist, welches mit zumindest einer in einer Wandung (16, 18, 20) des Formteils (12) vorgesehenen Durchgangsöffnung fluchtend zu liegen kommt.Structural component according to one of the preceding claims, wherein in the reinforcing part ( 14 ) at least one fastening means ( 28 embedded), which with at least one in a wall ( 16 . 18 . 20 ) of the molded part ( 12 ) provided passage opening is aligned. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Formteil (12) an zwei gegenüberliegenden oder an einander angrenzenden Außen-Wandungsabschnitten (16, 18) jeweils eine Durchgangsöffnung zum Hindurchführen einer Leitung (30) aufweist und wobei das Verstärkungsteil (14) einen die Durchgangsöffnungen verbindenden Führungskanal aufweist.Structural component according to one of the preceding claims, wherein the molded part ( 12 ) at two opposite or adjacent outer wall sections ( 16 . 18 ) each have a passage opening for passing a line ( 30 ) and wherein the reinforcement part ( 14 ) has a guide channel connecting the through holes. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstärkungsteil (14) als faserverstärktes Spritzgussbauteil ausgebildet ist.Structural component according to one of the preceding claims, wherein the reinforcing part ( 14 ) is formed as a fiber-reinforced injection-molded component. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstärkungsteil (14) eine gerippte strukturversteifende Binnenstruktur aufweist.Structural component according to one of the preceding claims, wherein the reinforcing part ( 14 ) has a ribbed structure stiffening internal structure. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstärkungsteil (14) und das Formteil (12) in einer Vormontagestellung formschlüssig miteinander verbindbar sind und miteinander korrespondierende Formschlussmittel aufweisen.Structural component according to one of the preceding claims, wherein the reinforcing part ( 14 ) and the molded part ( 12 ) are positively connected to one another in a pre-assembly position and have mutually corresponding positive locking means. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstärkungsteil (14) und das Formteil (12) stoffschlüssig und/oder adhäsiv miteinander verbunden sind.Structural component according to one of the preceding claims, wherein the reinforcing part ( 14 ) and the molded part ( 12 ) are cohesively and / or adhesively connected to each other. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen Verstärkungsteil (14) und Formteil (12) zumindest abschnittsweise ein thermisch aktivierbares Expansions-, Ausgleichs- oder Dämpfungsmedium vorgesehen ist.Structural component according to one of the preceding claims, wherein between reinforcement part ( 14 ) and molded part ( 12 ) is provided at least in sections, a thermally activated expansion, equalization or damping medium. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches als hintere Achsanbindung eines Längsträgers (12) einer Fahrzeugkarosserie ausgebildet ist.Structural component according to one of the preceding claims, which serves as a rear axle connection of a longitudinal member ( 12 ) is formed of a vehicle body. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, welches als karosserieseitige Anbindung für ein Sicherheitsgurtsystem ausgebildet ist.Structural component according to one of the preceding claims 1 to 11, which is designed as a body-side connection for a safety belt system. Kraftfahrzeugkarosserie mit zumindest einem Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle body with at least one structural component according to one of the preceding claims. Kraftfahrzeug mit einer Karosserie gemäß Anspruch 14 und/oder mit einem Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13.Motor vehicle with a body according to claim 14 and / or with a structural component according to one of the preceding claims 1 to 13.

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