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Die Erfindung betrifft einen Integralträger für ein Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Integralträgers gemäß Anspruch 8.
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Integralträger der hier angesprochenen Art sind bekannt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 118 338 A1 geht ein Integralträger für ein Kraftfahrzeug hervor, der zwei Längstrageelemente aus einem Leichtmetall, nämlich aus Aluminium, aufweist, und außerdem zwei die Längstrageelemente in Querrichtung verbindende Quertrageelemente aus Leichtmetall. Der Integralträger trägt die Antriebsmaschine und weist Lagerkonsolen für Lenkungs- und Fahrwerkskomponenten auf. Die Quertrageelemente sind bei einem Beispiel als Rohre ausgebildet, wobei die beiden Längstrageelemente miteinander mittels der Rohre verbunden sind. Nachteilig hierbei ist, dass der bekannte Integralträger größere Anforderungen hinsichtlich eines Seitenaufpralls nur unzureichend erfüllen kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Integralträger zu schaffen, welcher diesen Nachteil nicht aufweist, wobei er insbesondere in Leichtbauweise den Anforderungen an eine Crash- oder Aufprallstabilität ausreichend genügt. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Integralträgers zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Integralträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Dadurch, dass wenigstens ein Quertrageelement zumindest mit einem ersten Teiltrageelement der Längstrageelemente einstückig geschmiedet ist, können auch hohe Aufprallkräfte ausreichend gut abgeleitet werden. Außerdem zeichnet sich das geschmiedete Gefüge durch eine sehr hohe mechanische Belastbarkeit aus, wodurch es einen beträchtlichen Beitrag zu der Aufprallstabilität des Integralträgers leistet. Hinzu kommt, dass aufgrund der sehr hohen Festigkeit des geschmiedeten Gefüges eine Wandstärke des Integralträgers jedenfalls im Bereich seines einstückig geschmiedeten Teils reduziert werden kann, sodass hierdurch dem Leichtbau zusätzlich zur Wahl von Leichtmetall oder einer Leichtmetalllegierung Rechnung getragen wird.
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Der Begriff „einstückig geschmiedet” bedeutet bei einem Ausführungsbeispiel des Integralträgers, dass das Quertrageelement mit den ersten Teiltrageelementen der beiden Längstrageelemente aus einem Stück geschmiedet, mithin einstückig aus einem einzigen Ausgangsbauteil durch Schmieden hergestellt ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel bedeutet „einstückig geschmiedet”, dass das Quertrageelement mit den beiden ersten Teiltrageelementen der Längstrageelemente durch Schmieden verbunden, also an diese angeschmiedet oder mit diesem verschmiedet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind also ursprünglich wenigstens drei Teile vorgesehen, nämlich das wenigstens eine Quertrageelement und zwei erste Teiltrageelemente, die jeweils einem der beiden Längstrageelemente zugeordnet sind, wobei diese wenigstens drei Teile in einem Schmiedevorgang miteinander verbunden, nämlich miteinander verschmiedet werden.
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Es zeigt sich auch, dass beim Schmieden eine optimale, belastungsgerechte Bauteilgestaltung möglich ist, indem verschiedene Querschnittsgrößen abhängig von einer zu erwartenden Belastung entlang einer Erstreckung des Integralträgers vorgesehen werden. Im Rahmen eines solchen, maßgeschneiderten Schmiedevorgangs, der auch als „tailored forging” bezeichnet wird, werden Bereiche des Integralträgers, in denen eine hohe Belastung erwartet wird, massiver ausgebildet als weniger belastete Bereiche, die schlanker ausgebildet werden. Zugleich ist es beim Schmieden möglich, einen Faserverlauf in dem Gefüge derart einzustellen, dass sich die Fasern entlang zu erwartender Kraftflusslinien erstrecken. Weiterhin ist es möglich, die Fasern in mechanisch hoch belasteten Bereichen zu bündeln, sodass diese eine besonders hohe Stabilität aufweisen. Weiterhin resultiert die hohe mechanische Stabilität von Schmiedebauteilen auf dem mechanisch hoch verdichteten Gefüge, welches durch den Schmiedeprozess erzeugt wird. Dabei ist ein geschmiedetes Bauteil frei von jeglichem Lunker oder Einschlüssen, sodass es insbesondere hinsichtlich seiner mechanischen Stabilität, aber auch hinsichtlich eines Aufwands, der für die Bauteilprüfung vorgesehen werden muss, insbesondere Gussbauteilen, aber auch anderweitig gefertigten Bauteilen überlegen ist.
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Geschmiedete Bauteile weisen eine besonders hohe Zugfestigkeit, Dehngrenze und insbesondere Bruchdehnung sowie zugleich eine hohe Duktilität auf, wobei diese Eigenschaften in dem Schmiedevorgang anforderungsgemäß und auch lokal variabel eingestellt werden können. Gerade aus diesem Grund können über die Materialwahl hinaus Leichtbauanforderungen durch Gewichtsreduktion aufgrund der belastungsgerechten Bauteilgestaltung gewährleistet werden. Eine optimale Bauteilauslegung in Hinblick auf einen Aufprall, eine Bauteilsteifigkeit und Torsionsfestigkeit ist möglich.
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Zugleich können Korrosionsschutzmaßnahmen geringer und kostengünstiger gestaltet werden, da aus dem Schmiedeverfahren ein beständiges Material resultiert. Insbesondere dann, wenn das wenigstens eine Quertrageelement und die ersten Teiltrageelemente aus einem Stück geschmiedet werden, entfällt eine mehrteilige Lösung. Darüber hinaus werden Zusatzbauteile eingespart, die bei mechanisch geringer belastbaren Lösungen zur Verstärkung vorgesehen sein müssten. Dies bedeutet eine Kostenersparnis bezüglich Material und Herstellungsaufwand. Die passgenaue, auf den Anwendungsfall abgestimmte Bauteilgestaltung ermöglicht eine optimale Kraftübertragung innerhalb des Integralträgers, wodurch letztlich ein noch besseres Fahrverhalten und Aufprallverhalten eines Kraftfahrzeugs einstellbar ist, welches den Integralträger aufweist.
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Es zeigt sich weiterhin, dass das Schmiedeverfahren eine äußerst genaue Herstellung ermöglicht, wobei das entstehende Bauteil sogar an Folge- oder Nachbarbauteile angepasst werden kann. Hierdurch ist ein Toleranzausgleich schon beim Schmieden möglich, und der Herstellungs- und Prüfaufwand wird reduziert.
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Aufgrund seiner sehr stabilen und zugleich leichten Ausbildung ist der Integralträger insbesondere geeignet für Fahrzeuge mit erhöhter Sicherheitsklasse oder mit alternativem Antrieb, beispielsweise Hybridfahrzeuge, die aufgrund höherer Belastung im Bereich des Antriebsaggregats ansonsten besonders verstärkte Integralträger mit höherem Gewicht benötigen.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Längstrageelemente Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufweisen, oder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Alternativ oder zusätzlich weisen die Quertrageelemente bevorzugt Aluminium oder eine Aluminiumlegierung auf, oder sie bestehen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Besonders bevorzugt wird eine Aluminiumlegierung der 7000er Serie oder eine Aluminiumlegierung der 6000er Serie für die Längstrageelemente und/oder die Quertrageelemente. Auch eine Kombination dieser Materialien ist möglich, sodass beispielsweise die Längstrageelemente oder die Quertrageelemente eine Aluminiumlegierung der 7000er Serie aufweisen, wobei die Quertrageelemente oder die Längstrageelemente eine Aluminiumlegierung der 6000er Serie aufweisen.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Integralträgers bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass beide Quertrageelemente mit den Längstrageelementen einstückig geschmiedet sind. Dies ermöglicht eine besonders schlanke Bauform des gesamten Integralträgers. Insbesondere wird dabei bevorzugt, dass der Integralträger insgesamt einstückig geschmiedet ist, wobei es möglich ist, dass er aus einem einzigen Stück geschmiedet oder aus mehreren Teilen hergestellt ist, die durch Schmieden miteinander verbunden werden. Bevorzugt werden nachträglich an dem geschmiedeten Integralträger Lagerkonsolen oder Aufnahmen zur Verbindung von benachbarten Bauteilen, insbesondere zur Befestigung von Lager- und/oder Halteelementen für ein Antriebsaggregat, eine Vorderachse, eine Lenkungskomponente oder dergleichen, befestigt. Alternativ ist es möglich, dass die Lagerkonsolen oder Aufnahmen an den Integralträger angeschmiedet oder an diesem ausgeschmiedet werden. Insbesondere letzteres ist eine sehr ökonomische Vorgehensweise, weil in diesem Fall auch die Lagerkonsolen und/oder Aufnahmen einstückig mit dem Integralträger durch Schmieden gefertigt werden.
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Aluminium ist ein besonders geeigneter Werkstoff zur Herstellung des geschmiedeten Integralträgers, weil sich durch Aluminiumschmieden eine Festigkeit und Duktilität von Aluminiumbauteilen im Vergleich zu Gussbauteilen und Strangpressprofilen aus Aluminium deutlich erhöht.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Integralträger durch Fügen eines Basismoduls mit zweiten Teiltrageelementen der Längstrageelemente und einem zweiten Quertrageelement hergestellt ist. Dabei weist das Basismodul ein mit jeweils einem ersten Teiltrageelemente der Längstrageelemente einstückig geschmiedetes, erstes Quertrageelement auf. In diesem Fall wird also zunächst – wie bereits zuvor beschrieben – das Basismodul durch einstückiges Schmieden des ersten Quertrageelements mit jeweils einem ersten Teiltrageelement der Längstrageelemente hergestellt, wobei dieses anschließend mit den zweiten Teiltrageelementen der Längstrageelemente und einem zweiten Quertrageelement verbunden wird.
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Der Integralträger kann je nach Beanspruchungsanforderungen konstruktiv verschieden ausgebildet sein, insbesondere entweder insgesamt einstückig geschmiedet oder durch Fügen eines Basismoduls mit weiteren Bauteilen hergestellt.
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Das Basismodul weist vorzugsweise durchgängige Lageröffnungen auf, die bevorzugt ebenfalls im Schmiedevorgang hergestellt werden. An dem Basismodul werden dann die beiden zweiten Teiltrageelemente und das zweite Quertrageelement befestigt. Dabei ist es möglich, dass die Teiltrageelemente in Schalenform geschmiedet sind, wobei sie gemeinsam eine steifigkeitserhöhende Hohlstruktur bilden, welche dem Integralträger zusätzliche Festigkeit verleiht. Die Schalen der ersten und zweiten Teiltrageelemente werden dann miteinander verschweißt.
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Alternativ ist es möglich, dass die zweiten Teiltrageelemente der Längstrageelemente und das zweite Quertrageelement gemeinsam ein Anbaumodul bilden, das vorzugsweise in identischer Weise wie das Basismodul hergestellt ist. Das Anbaumodul wird also bevorzugt hergestellt, indem das zweite Quertrageelement mit jeweils einem zweiten Teiltrageelement einstückig geschmiedet wird. In diesem Fall weist der Integralträger keine Hohlstruktur auf. Es ist aber möglich, verschiedene Basis- und Anbaumodule nach Baukastenart zu einer Vielzahl von Varianten miteinander zu kombinieren, um verschiedene Integralträger zu gestalten und diese bedarfsgerecht an die zu erwartenden Anforderungen und/oder ein konkretes Kraftfahrzeugmodell, in welchem der Integralträger eingesetzt werden soll, anzupassen.
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Im Rahmen der variantenreichen Zusammenstellung des Integralträgers nach Baukastenart kann dieser nicht nur abhängig von dem Kraftfahrzeugmodell, in welchem er eingesetzt werden soll, sondern auch in Abhängigkeit von einem auf dem Integralträger zu befestigenden Antriebsaggregat, vorzugsweise in Kombination mit einer Motoraufhängung und/oder Motorlagerung, ausgewählt werden. Auch eine Art Baukasten zur Aufnahme von Lenkungskomponenten, Längsträgerelementen oder Querträgerelementen ist denkbar.
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Es ist möglich, dass das Basismodul im Bereich seiner ersten Teiltrageelemente – insbesondere endseitig in einem Befestigungsbereich für die zweiten Teiltrageelemente – Aussparungen oder Durchgangsöffnungen aufweist, wobei alternativ oder zusätzlich die zweiten Teiltrageelemente endseitig in ihrem Befestigungsbereich für die ersten Teiltrageelementen des Basismoduls – vorzugsweise entsprechende – Aussparungen oder Durchgangsöffnungen oder auch entsprechende Vorsprünge aufweisen, sodass eine Steckverbindung zwischen dem Basismodul und den zweiten Teiltrageelementen ermöglicht wird. Dadurch ist es möglich, die Teiltrageelemente und damit insgesamt die Längs- und Quertrageelemente zueinander in einfacher Weise exakt zu positionieren und vorzufixieren, ehe dann bevorzugt eine endgültige Befestigung mithilfe einer ausgewählten Fügetechnik erfolgt.
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Es zeigt sich, dass die verschiedenen Elemente des Integralträgers miteinander kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden werden können. Insbesondere ist es möglich, die Teiltrageelemente miteinander zu verschrauben, zu vernieten, hybridumzuformen, zu verkleben, zu verlöten, zu clinchen, oder auf andere geeignete Weise zu fügen. Besonders bevorzugt sind die ersten und zweiten Teiltrageelemente allerdings miteinander verschweißt oder direkt miteinander verschmiedet.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Integralträgers bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die ersten und zweiten Teiltrageelemente in ihrem Verbindungsbereich jeweils Formschlusselemente aufweisen. Diese können insbesondere im Bereich der Aussparungen oder Durchgangsöffnungen vorgesehen sein, welche für eine Steckverbindung der Teiltrageelemente ausgebildet sind. Als Formschlusselemente kommen beispielsweise Verzahnungen infrage. Insbesondere im Rahmen einer Steckverbindung zur Positionierung und/oder Vorfixierung der Teiltrageelemente aneinander ist es so möglich, diese besonders sicher aneinander zu halten. Hierbei ist bevorzugt auch die Erzielung eines Formschlusses nach dem Poka-Yoke-Verfahren möglich. Hierbei können die Teiltrageelemente beim Stecken nur eine bestimmte Position relativ zueinander einnehmen, sodass Falschmontagen vermieden werden. Dies reduziert nicht nur den Montagaufwand erheblich, sondern auch einen sich anschließenden Prüfaufwand. Die Formschlusselemente werden bevorzugt beim Schmieden an den Öffnungen oder Aussparungen der Teiltrageelemente ausgebildet.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Integralträgers bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass wenigstens ein Längstrageelement mindestens eine Befestigungsaussparung zur Befestigung einer Aufnahme oder Lagerkonsole aufweist. Alternativ ist vorgesehen, dass an dem mindestens einen Längstrageelement wenigstens eine Aufnahme oder Lagerkonsole angeschmiedet oder ausgeschmiedet ist. Es ist also möglich, dass beim Schmieden Befestigungsaussparungen hergestellt werden, an denen später Aufnahmen oder Lagerkonsolen befestigt werden. Alternativ ist es möglich, dass diese Aufnahmen oder Lagerkonsolen direkt einstückig an die Längstrageelemente angeschmiedet oder an diesen ausgeschmiedet werden. Die Aufnahmen oder Lagerkonsolen dienen dabei der Befestigung von Lager- und/oder Halteelementen für ein Antriebsaggregat, eine Vorderachse, eine Lenkungskomponente oder dergleichen. Insbesondere durch Ausschmieden solcher Aufnahmen oder Konsolen ist eine Funktionsintegration an dem Integralträger möglich. Dabei ergeben sich insbesondere höhere Festigkeiten durch Kraftflusspunkte oder Anschraubpunkte, die an dem Integralträger insbesondere einstückig durch Schmieden vorgesehen werden können. Es ist also möglich, den Integralträger mit integrierten Konsolen auszustatten. Weiter ist es bevorzugt möglich, an dem Integralträger integrierte Energieaufnahmeelemente vorzusehen, welche Aufprallenergie absorbieren können. Diese können bevorzugt durch Ekapieren hergestellt und anschließend mit dem Integralträger verbunden, insbesondere an diesen angeschmiedet sein.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Integralträgers bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Integralträger wenigstens ein Verstärkungselement aufweist, das bevorzugt an den Integralträger angeschmiedet und/oder in diesen eingeschmiedet ist. Das Verstärkungselement weist vorzugsweise einen faserverstärkten Kunststoff auf oder besteht aus einem faserverstärkten Kunststoff. Dabei können Kurzfasern, mittellange Fasern, Langfasern, Endlosfasern oder Kombinationen solcher Fasern verwendet werden. Insbesondere können Glasfasern, Aramidfasern, isolierte Kohlenstofffasern, Polymerfasern, Naturfasern, Basaltfasern und/oder Kombinationen aus solchen Fasern verwendet werden. Die Fasern, die vorzugsweise als Gelege, Gewebe, Gestrick, Gewirk, Wirrfaserflies oder Matte vorliegen, sind bevorzugt eingebettet in eine thermoplastische oder duroplastische Matrix. Dabei ist es auch möglich, dass ein solches faserverstärktes Verstärkungselement dreidimensional geformt und insbesondere an die Kontur des Integralträgers angepasst ist.
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Auch Verstärkungselemente aus anderen Materialien sind möglich, beispielsweise eine Stahlseele aus höherfestem Stahl, oder eine Seele aus EN-AW-7075.
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Ein solches Verstärkungselement kann in den Integralträger eingeschmiedet, mit dem Material des Integralträgers umschmiedet, an diesen angeschmiedet oder angeformt sein.
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Besonders bevorzugt sind in einem mehrstufigen Schmiedeverfahren – insbesondere in einer frühen Phase – an besonders hoch belasteten Stellen des Integralträgers Aufnahmemulden eingeschmiedet, in welche anschließend ein Verstärkungselement, insbesondere ein Zuschnitt aus faserverstärktem Kunststoff, eingebracht wird. Dieser wird in einer anschließenden Schmiedestufe umschmiedet und somit unverrückbar an dem Schmiedebauteil gehalten. Dabei weist das Verstärkungselement, hier nämlich der Einleger oder Zuschnitt, bevorzugt ein Übermaß im Vergleich zu der Aufnahmemulde auf, sodass das Bauteil, nämlich der Integralträger, an dem Ort des Verstärkungselements, insbesondere des Einlegers, nach dem Umschmieden vorgespannt ist. Eine von außen angreifende Aufprallkraft muss dann erst die Vorspannkraft überwinden, um das Bauteil, hier nämlich den Integralträger, verformen oder zusammendrücken zu können.
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Die Verstärkungselemente, insbesondere Einleger, sind entsprechend den zu erwartenden Kraftpfad ausgebildet und weisen bevorzugt Stecklaschen auf, mit denen sie in der Ihnen zugeordneten Aufnahmemulde sicher positioniert werden können. Dabei ist es möglich, die Wandstärke des Integralträgers noch weiter zu verringern, was zu einer weiteren Gewichtsreduzierung und bauraumsparenden Verschlankung des Integralträgers führt.
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Bevorzugt sind mehrere Verstärkungselemente in entsprechend zu verstärkenden Bereichen des Integralträgers vorgesehen.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zur Herstellung eines Integralträgers, insbesondere eines Integralträgers nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, mit den Merkmalen des Anspruchs 8 geschaffen wird. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Es wird ein einstückiges Bauteil durch Schmieden von wenigstens einem Quertrageelement zumindest mit jeweils einem ersten Teiltrageelemente zweier Längstrageelemente hergestellt, und der integralträger wird erhalten. Dabei ist es möglich, dass der Integralträger insgesamt durch Schmieden zweier Quertrageelemente mit zwei Längstrageelementen hergestellt wird, wie dies bereits beschrieben wurde, wobei das hergestellte Bauteil der Integralträger ist, sodass dieser unmittelbar beim Herstellen dieses Bauteils erhalten wird. Alternativ ist es möglich, dass als Bauteil das zuvor beschriebene Basismodul hergestellt wird, wobei der Integralträger durch Fügen des Basismoduls mit weiteren Elementen – wie ebenfalls zuvor beschrieben – erhalten wird. Insbesondere ist es möglich, dass ein Basismodul und ein Anbaumodul als Bauteile in identischer Weise hergestellt werden, die dann miteinander gefügt werden, um den Integralträger zu erhalten.
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In Zusammenhang mit dem Verfahren verwirklichen sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Integralträger beschrieben wurden.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass wenigstens ein Quertrageelement vor dem Herstellen des Bauteils lokal wärmebehandelt wird. Alternativ oder zusätzlich wird wenigstens ein Längstrageelement vor dem Herstellen des Bauteils lokal wärmebehandelt. Weiter alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt der Integralträger insgesamt lokal wärmebehandelt. Durch gezielte lokale Wärmebehandlung ist es möglich, das Gefüge des Integralträgers zu verändern, um dessen mechanische Eigenschaften an den jeweiligen Bedarfsfall zusätzlich optimal anzupassen. Dabei ist insbesondere eine lokale Einstellung der mechanischen Eigenschaften möglich, sodass verschiedene Eigenschaftsprofile, beispielsweise duktil oder hochfest, in dem einen Bauteil eingestellt werden können.
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Schließlich wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass wenigstens ein Verstärkungselement – vorzugsweise unter Vorspannung – an den Integralträger angeschmiedet und/oder in diesen eingeschmiedet wird. Dabei wird bevorzugt auf die bereits zuvor beschriebene Weise vorgegangen. Durch genaue Positionierung des Verstärkungselements in einem Schmiedewerkzeug können hochgenaue Bauteile erzeugt werden.
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Das wenigstens eine Verstärkungselement kann kalt oder warm in ein Schmiedewerkzeug eingelegt und anschließend an den Integralträger angeschmiedet oder in diesen eingeschmiedet werden. Die Kontur des Verstärkungselements kann dreidimensional sein.
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Die Beschreibung des Integralträgers einerseits und des Herstellungsverfahrens andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Integralträger beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. In gleicher Weise sind Merkmale des Integralträgers, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Integralträgers. Der Integralträger zeichnet sich vorzugsweise durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Verfahrensschritt des Herstellungsverfahrens bedingt ist. Das Herstellungsverfahren zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal des Integralträgers bedingt ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur ein Ausführungsbeispiel eines Integralträgers.
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Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Integralträgers 1 für ein Kraftfahrzeug, der zwei Längstrageelemente 3, 5 – vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung – und zwei die Längstrageelemente 3, 5 in Querrichtung verbindende Quertrageelemente 7, 9 – vorzugsweise ebenfalls aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung – aufweist. Das erste Quertrageelement 7 ist hier einstückig mit einem ersten Teiltrageelement 3.1 des ersten Längstrageelements 3 und mit einem ersten Teiltrageelement 5.1 des zweiten Längstrageelements 5 einstückig geschmiedet, hier insbesondere aus einem Stück geschmiedet. Alternativ ist es auch möglich, dass das erste Quertrageelement 7 mit den ersten Teiltrageelementen 3.1 und 5.1 durch Schmieden verbunden ist, wobei die einzelnen Teile miteinander verschmiedet beziehungsweise aneinander angeschmiedet sind.
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Auf diese Weise ist ein Basismodul 11 ausgebildet. Dieses ist mit einem zweiten Teiltrageelement 3.2 des ersten Längstrageelements 3 sowie mit einem zweiten Teiltrageelement 5.2 des zweiten Längstrageelements 5 gefügt. Dabei ist hier insbesondere eine Steckverbindung realisiert, wobei die zweiten Teiltrageelemente 3.2, 5.2 in die ersten Teiltrageelemente 3.1, 5.1 eingesteckt sind. Anschließend werden sie in geeigneter Weise, beispielsweise durch Schweißen, Löten, Schrauben, Nieten, Kleben, Clinchen, oder in anderer geeigneter Weise miteinander gefügt.
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Bevorzugt sind die zweiten Teiltrageelemente 3.2, 5.2 mit dem zweiten Quertrageelement 9 zu einem Anbaumodul 13 verbunden. Dabei ist es möglich, eine Vielzahl verschiedener Integralträger 1 durch Variation verschiedener Basismodule 11 mit verschiedenen Anbaumodulen 13 nach Art eines Baukastenprinzips zusammenzustellen.
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An den Längstrageelementen 3, 5 sind Befestigungsaussparungen 15, 17 zur Befestigung von Aufnahmen oder Lagerkonsolen ausgebildet, die vorzugsweise beim Schmieden hergestellt sind. Insbesondere sind diese bevorzugt an die Längstrageelemente 3, 5 angeschmiedet oder an diesen ausgeschmiedet.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind in das Basismodul 11 in verschiedenen, mechanisch besonders hoch belasteten Bereichen, Verstärkungselemente 19 eingeschmiedet, vorzugsweise unter Vorspannung. Die Verstärkungselemente 19 weisen vorzugsweise faserverstärkten Kunststoff auf oder bestehen aus faserverstärktem Kunststoff. Hierdurch kann die mechanische Stabilität des Basismoduls 11 und damit insgesamt des Integralträgers 1 gesteigert werden, wobei dieser zugleich dünnwandiger und schlanker ausgebildet sein kann.
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Insgesamt zeigt sich, dass der Integralträger 1 auch bei einem Seitenaufprall sehr stabil ist, wobei er zugleich leicht baut und kostengünstig herstellbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011118338 A1 [0002]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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