DE10343140A1

DE10343140A1 - Supporting frame structure

Info

Publication number: DE10343140A1
Application number: DE2003143140
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl.-Ing. Eipper
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2003-09-18
Publication date: 2005-04-14
Also published as: WO2005035337A1; EP1663764A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tragrahmenstruktur (2) für ein Kraftfahrzeug (1) mit stabartigen Elementen (3) und mit den stabartigen Elementen (3) verbindenden Knotenelementen (4), wobei zumindest eines der Knotenelemente (4) als Stahlgusselement ausgebildet ist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass zumindest eines der stabartigen Elemente (3) als gewalztes Stahlprofil ausgebildet ist.The invention relates to a support frame structure (2) for a motor vehicle (1) with rod-like elements (3) and node elements (4) connecting to the rod-like elements (3), wherein at least one of the node elements (4) is formed as a cast steel element. Essential to the invention is that at least one of the rod-like elements (3) is formed as a rolled steel profile.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragrahmenstruktur für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a support frame structure for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 100 15 325 A1 ist eine Fahrzeugkarosserie bekannt, welche eine Tragrahmenstruktur mit mindestens einem Karosseriebauteil umfasst. Die Tragrahmenstruktur der Fahrzeugkarosserie wird dabei aus einer Vielzahl von einzelnen Karosseriebauteilen, beispielsweise stabartigen Elementen und die stabartigen Elemente verbindenden Knotenelementen, zusammengesetzt. Zur Schaffung einer leichtgewichtigen, einfach montierbaren und unfallsicheren Fahrzeugkarosserie wird unter anderem vorgeschlagen, mindestens eines der Karosseriebauteile als dünnwandiges Stahlgussteil auszubilden. Hierdurch ergibt sich ein erhebliches Gewichteinsparpotenzial in der Größenordnung von ca. 25% gegenüber herkömmlichen Karosseriebauteilen aus Blech. Eine Wanddicke wie auch eine Formgebung lassen sich stufenlos nach den Festigkeitserfordernissen modellieren. Die Ausbildung der stabartigen Elemente und/oder der Knotenelemente als Stahlgussteil bietet zudem die Möglichkeit, komplexe Bauteile in einem einzigen Stück herzustellen, so dass der Aufwand des Zusammenfügens entfällt.From the DE 100 15 325 A1 For example, a vehicle body is known which comprises a support frame structure with at least one body component. The support frame structure of the vehicle body is composed of a plurality of individual body parts, such as rod-like elements and the rod-like elements connecting node elements. In order to create a lightweight, easily assembled and accident-proof vehicle body, it is proposed, inter alia, to design at least one of the body components as a thin-walled cast steel part. This results in a significant weight saving potential in the order of about 25% compared to conventional body parts made of sheet metal. A wall thickness as well as a shape can be steplessly modeled according to the strength requirements. The formation of the rod-like elements and / or the node elements as a steel casting also offers the possibility to produce complex components in a single piece, so that the cost of assembly is eliminated.

Aus der DE 196 53 509 A1 ist eine Rahmenstruktur einer Fahrzeugkarosserie aus Knotenelementen und angeschlossenen, vorprofilierten Trägerelementen bekannt. Dabei ist zumindest ein Knotenelement ein geschlossenes verformtes Bauteil aus Stahlblech, welches als Hydroforming-Knotenelement durch Aufbrin gen eines Innenhochdrucks verformt wird. An einem solchen Hydroforming-Knotenelement ist wenigstens ein Anschlussstutzen direkt angeformt und zur Verbindung mit wenigstens einem vorprofilierten Trägerelement vorbereitet. Das Knotenelement besteht hier somit aus Stahl und ist insbesondere für den Einsatz in einem Spaceframe-Tragwerk einer Fahrzeugkarosserie geeignet. Zudem erlaubt die Innenhochdrucktechnik bei der Herstellung der Anschlussstutzen an den Knotenelementen und entsprechende Profilformen der Tragelemente eine hochpräzise Nahtanschlussstelle für Schweißungen oder Verklebungen, ohne dass hierfür eine spannende Bearbeitung erforderlich ist.From the DE 196 53 509 A1 a frame structure of a vehicle body of node elements and connected, pre-profiled support elements is known. In this case, at least one node element is a closed deformed component made of sheet steel, which is deformed as a hydroforming node element by Aufbrin conditions of a high internal pressure. At least one connecting piece is formed directly on such a hydroforming node element and prepared for connection to at least one pre-profiled carrier element. The node element is thus made of steel and is particularly suitable for use in a space frame structure of a vehicle body. In addition, the hydroforming technique allows for the production of the connection piece to the node elements and corresponding profile shapes of the support elements a high-precision seam connection point for welding or bonding, without the need for an exciting editing is required.

Aus der DE 41 22 395 A1 ist ein Verbindungsstück, insbesondere ein Verbindungsknoten, zum Verbinden von Walzstahlprofilen im Stahlbau, also im Hoch- und Tiefbau zur Errichtung von Gebäuden und anderen Bauwerken, bekannt. Das Verbindungsstück umfasst wenigstens einen Anschlussbereich, der das Querschnittsprofil der Walzstahlprofile aufweist und dessen Flansche zum Einfügen in wenigstens eine Tasche eines anzuschließenden Walzstahlprofils am äußeren Ende stufenförmig nach innen abgesetzt sind. Der Anschlussbereich weist auf der Außenseite wenigstens einer seiner abgesetzten Flansche wenigstens einen vorspringenden Nocken auf. Die Nocken werden dabei mit leichtem Übermaß hergestellt, so dass durch mehr oder weniger starkes Abschleifen derselben ein passgenauer, spielfreier Sitz erreicht werden kann.From the DE 41 22 395 A1 is a connector, in particular a connection node, for joining rolled steel profiles in steel construction, so in civil engineering for the construction of buildings and other structures known. The connecting piece comprises at least one connection region, which has the cross-sectional profile of the rolled steel profiles and whose flanges are stepped down inwardly at the outer end for insertion into at least one pocket of a rolled steel profile to be connected. The connection region has at least one protruding cam on the outside of at least one of its stepped flanges. The cams are made with slight oversize, so that it can be achieved by more or less strong abrading the same a snug fit, backlash-free seat.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Fahrzeug eine verbesserte Tragrahmenstruktur eingangs erwähnter Art anzugeben, welche insbesondere kostengünstig herzustellen ist.The present invention employs dealing with the problem, for a vehicle an improved support frame structure of the type mentioned indicate which is in particular inexpensive to produce.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These The object is solved by the subject matter of the independent claim, advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Tragrahmenstruktur für ein Kraftfahrzeug, welche aus stabartigen Elementen und die stabartigen Elemente verbindenden Knotenelementen aufgebaut ist, zumindest eines der stabartigen Elemente als gewalztes Stahlprofil auszubilden, während zumindest eines der Knotenelemente als Stahlgusselement ausgebildet ist. Die Erfindung bietet somit den Vorteil, eine kostengünstige Tragrahmenstruktur aus Stahl herzustellen, welche eine hohe Steifigkeit aufweist und zugleich eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Ausführungsformen der stabartigen Elemente bzw. der Knotenelemente erlaubt.The The invention is based on the general idea of a support frame structure for a motor vehicle, which connecting rod-like elements and the rod-like elements Node elements is constructed, at least one of the rod-like elements form as a rolled steel profile, while at least one of the node elements is designed as a cast steel element. The invention thus offers the advantage of a cost-effective Support frame structure made of steel, which a high rigidity has and at the same time a high flexibility with respect to the embodiments the rod-like elements or the node elements allowed.

Gewalzte Stahlprofile besitzen hohe Steifigkeits- und Stabilitätswerte, sind zuverlässig und bieten darüber hinaus die Möglichkeit, eine Tragrahmenstruktur für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche einerseits aufgrund geringer Wandstärken eine leichte und gewichtsreduzierte Bauweise bei gleichzeitig hoher Steifigkeit ermöglichen und andererseits die Verwendung und Verarbeitung der genannten kostengünstigen Walzstahlprofile erlauben.rolled Steel profiles have high stiffness and stability values, are reliable and offer about it addition the possibility a support frame structure for to create a motor vehicle, which on the one hand due to low wall thickness a light and weight-reduced design with a simultaneous high Allow stiffness and, on the other hand, the use and processing of said low cost Allow rolled steel profiles.

Von zunehmendem Interesse ist ferner, dass sich eine Recyclingfähigkeit des Kraftfahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Tragrahmenstruktur deutlich verbessert. Da die stabartigen Elemente und die Knotenelemente aus Stahl ausgebildet sind, müssen diese bei der Entsorgung des Kraftfahrzeugs nicht aufwändig voneinander getrennt und sortiert werden, sondern können als Ganzes einem Recyclingprozess, beispielsweise einer Altmetallzugabe bei der Stahlherstellung, zugeführt werden. Dies vermindert zum einen Kosten beim Recyceln des Kraftfahrzeugs und verbessert zum anderen eine Ökobilanz des Kraftfahrzeugs erheblich. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die sich zunehmend verschärfenden Umweltgesetze von Bedeutung.Of increasing interest is further that a recyclability of the motor vehicle with the support frame structure according to the invention significantly improved. Since the rod-like elements and the node elements are made of steel, they do not have to be laboriously separated and sorted when disposing of the motor vehicle, but can be supplied as a whole to a recycling process, for example, a scrap metal addition in the steel production. On the one hand, this reduces costs when recycling the motor vehicle and, on the other hand, significantly improves a life cycle assessment of the motor vehicle. This is especially true Importance of increasingly stringent environmental legislation.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die stabartigen Elemente und/oder die Knotenelemente aus Edelstahl ausgebil det. Die Verwendung von Edelstahl erlaubt die Erzeugung von besonders geringen Wanddicken, bei gleichzeitig hoher Festigkeit. Überdies wird hierdurch gleichzeitig eine hohe Korrosionsbeständigkeit erzielt, so dass eine bei Stahl üblicherweise zu diesem Zweck erforderliche Nachbehandlung eingespart werden kann. Des Weiteren bietet Edelstahl den großen Vorteil, dass dieser sich durch eine gute Gießbarkeit auszeichnet und somit auch sehr komplex geformte Knotenelemente wirtschaftlich herstellbar sind, ohne dass dies mit einer größeren Anzahl von Ausschussteilen verbunden wäre.According to one preferred embodiment the rod-like elements and / or the node elements made of stainless steel educated. The use of stainless steel allows the production of particularly low wall thicknesses, at the same time high strength. moreover This is simultaneously a high corrosion resistance scored, so a steel usually For this purpose required post-treatment can be saved. Furthermore, stainless steel offers the great advantage of being this by a good castability distinguishes and thus also very complex shaped node elements economically can be produced without this with a larger number of rejects would be connected.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung können die stabartigen Elemente und/oder die Knotenelemente belastungsangepasste Wandstärken aufweisen. Dies bietet den Vorteil, dass durch eine vorherige nummerische Simulation Belastungsverläufe, beispielsweise hinsichtlich eines Querkrafts- und/oder Momentenverlaufs, berechnet werden können und die Wandstärken der stabartigen Elemente und/oder der Knotenelemente dem berechneten Belastungsverlauf angepasst werden kann. Dies bedeutet, dass in Bereichen mit geringeren Belastungen geringere Wandstärken eingesetzt werden, wogegen in Bereichen mit Belastungsspitzen die Wandstärken deutlich zunehmen. Die Herstellung unterschiedlicher Wanddicken ist dabei durch moderne Walztechnik einfach und kostengünstig realisierbar.According to one advantageous development of the solution according to the invention, the rod-like elements and / or the node elements have load-adapted wall thicknesses. This offers the advantage of having a previous numerical simulation Load curves, for example, with regard to a transverse force and / or moment characteristic, can be calculated and the wall thicknesses the rod-like elements and / or the node elements of the calculated Load history can be adjusted. This means that in Areas with lower loads used lower wall thicknesses In contrast, in areas with load peaks the wall thicknesses become clear increase. The production of different wall thicknesses is here By modern rolling technology easy and inexpensive to implement.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Verbindung der stabartigen Elemente mit den Knotenelementen als mechanische Fügeverbindung ausgebildet. Dies bietet den Vorteil, dass der Tragrahmen zunächst mit voneinander lösbaren stabartigen Elementen bzw. Knotenelementen herstellbar ist und dadurch in einem frühen Stadium eine Maßgenauigkeit der Tragrahmenstruktur kontrolliert werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann darüber hinaus vorgesehen sein, die stabartigen Elemente mit den Knotenelementen beispielsweise als Schmelzschweißverbindung, als Klebeverbindung oder als Lötverbindung auszubilden und dadurch die mit den jeweiligen Verbindungstechniken verbundenen Vorteile, wie beispielsweise eine hohe Momentenübertragung, sowie eine einfache Fügetechnik, zu realisieren.In a further advantageous embodiment of the invention is a Connection of the rod-like elements with the node elements as mechanical joint connection educated. This offers the advantage that the support frame initially with detachable from each other rod-like elements or node elements can be produced and thereby at an early stage a dimensional accuracy the support frame structure can be controlled. Additionally or Alternatively, about it Be provided, the rod-like elements with the node elements for example as a fusion-welded connection, as an adhesive connection or as a solder joint train and thereby associated with the respective joining techniques Advantages, such as a high torque transfer, as well as a simple Joining Technology, to realize.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Dependent claims, from the drawing and the associated Description of the figures with reference to the drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.One preferred embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described in the following Description closer explained.

Die einzige 1 zeigt dabei eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Tragrahmenstruktur.The only 1 shows a schematic diagram of a support frame structure according to the invention.

Entsprechend 1 weist ein Kraftfahrzeug 1 eine erfindungsgemäße Tragrahmenstruktur 2 auf. Die Tragrahmenstruktur 2 wird im Wesentlichen aus stabartigen Elementen 3 und die stabartigen Elemente 3 verbindende Knotenelemente 4 gebildet. Als Knotenelemente 4 werden hier solche Karosseriebauteile bezeichnet, die in räumlich kompakter Form eine vorzugsweise steife Verbindung zwischen wenigstens zwei der stabartigen Elemente 3 ermöglichen. Als stabartige Elemente 3 werden räumlich extensive, vorwiegend längliche Karosseriebauteile, wie beispielsweise eine A-Säule 5 oder ein Dachträger 6 bezeichnet aber auch nicht näher bezeichnete flächenhafte Bauteile, welche die räumliche Ausdehnung der Tragrahmenstruktur 2 mitbestimmen.Corresponding 1 has a motor vehicle 1 a support frame structure according to the invention 2 on. The supporting frame structure 2 is essentially made of rod-like elements 3 and the rod-like elements 3 connecting node elements 4 educated. As node elements 4 are here referred to such body parts, in a spatially compact form a preferably rigid connection between at least two of the rod-like elements 3 enable. As rod-like elements 3 become spatially extensive, predominantly elongated body components, such as an A-pillar 5 or a roof rack 6 but also refers to unspecified planar components that the spatial extent of the support frame structure 2 participate.

Generell ist die Tragrahmenstruktur 2 gemäß 1 als fachwerkartiger Spaceframe ausgebildet, welcher unter Verwendung anderer Werkstoffe und anderer Herstellungsverfahren der stabartigen Elemente 3 im Automobilbau weit verbreitet ist. Generell ist auch denkbar, dass die Tragrahmenstruktur 2 als selbsttragender Karosserierohbau ausgebildet ist.Generally, the support frame structure 2 according to 1 formed as a truss-like space frame, which using other materials and other methods of manufacturing the rod-like elements 3 is widely used in automotive engineering. Generally, it is also conceivable that the support frame structure 2 is designed as a self-supporting Karosserierohbau.

Die Knotenelemente 4 bzw. zumindest eines dieser Knotenelemente 4 sind/ist als Stahlgusselement ausgebildet und bietet dadurch einen steifen Verbindungspunkt zwischen zwei stabartigen Elementen 3. An den Knotenelementen 4 schließen zumindest zwei weitere Elemente der Tragrahmenstruktur 2, normalerweise zumindest zwei stabartige Elemente 3, an.The node elements 4 or at least one of these node elements 4 are / is designed as a cast steel element, thereby providing a rigid connection point between two rod-like elements 3 , At the node elements 4 Close at least two other elements of the support frame structure 2 , usually at least two rod-like elements 3 , at.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, zumindest eines der stabartigen Elemente 3 als gewalztes Stahlprofil auszubilden. Derartige gewalzte Stahlprofile lassen sich kostengünstig herstellen und zudem flexibel an jeweilige Anforderungen bzw. Belastungen durch eine Änderung eines Wandprofils anpassen. Die jeweiligen Belastungen der stabartigen Elemente 3 lassen sich beispielsweise vorab durch nummerische Berechnungen ermitteln, wobei die errechneten Belastungswerte in dafür benötigte Wandstärke und/oder Profilgeometrien umgerechnet werden. Diese errechneten Wandstärken/Geometrien werden dann an einer Walzvorrichtung eingestellt, welche die stabartigen Elemente daraufhin entsprechend walzt.According to the invention, at least one of the rod-like elements is now provided 3 form as a rolled steel profile. Such rolled steel profiles can be produced inexpensively and also adapt flexibly to respective requirements or loads by changing a wall profile. The respective loads of the rod-like elements 3 for example, can be determined in advance by numerical calculations, with the calculated load values in the required wall strength and / or profile geometries are converted. These calculated wall thicknesses / geometries are then set on a rolling device, which then rolls the rod-like elements accordingly.

Im Vergleich zu herkömmlichen Blechprofilen weisen gewalzte Stahlprofile einen deutlich höheren E-Modul auf, wodurch sich bei im Vergleich zu den Blechprofilen gleicher Wandstärke deutlich höhere Festigkeiten erzielen lassen oder aber die Wanddicken der gewalzten Stahlprofile dementsprechend reduzieren lassen. Die erfindungsgemäße Lösung bietet somit zum einen die Möglichkeit, vorhandene Ressourcen zu schonen und gleichzeitig ein Fahrzeuggewicht zu verringern.in the Compared to conventional Sheet metal profiles have rolled steel profiles a much higher modulus of elasticity on, which in comparison to the sheet metal profiles of the same Wall thickness significantly higher Strengths can be achieved or the wall thickness of the rolled Reduce steel profiles accordingly. The solution according to the invention offers thus on the one hand the possibility conserve existing resources and at the same time a vehicle weight to reduce.

Darüber hinaus bieten gewalzte Stahlprofile im Vergleich zu herkömmlichen Karosseriebauteilen aus Blech bessere, d. h. steifere Befestigungsmöglichkeiten für Anbauteile, wie z. B. Scharniere.Furthermore offer rolled steel profiles compared to conventional ones Body components made of sheet metal better, d. H. Stiffer mounting options for attachments, such as B. hinges.

Generell ist auch denkbar, dass zwei Knotenelemente 4 direkt miteinander verbunden werden, ohne dass ein Stabelement 3 dazwischen gesetzt wird.In general, it is also conceivable that two node elements 4 be directly connected to each other without a rod element 3 is put in between.

Im Gegensatz zu den stabartigen Elementen 3 können die Knotenelemente 4 auch Verstärkungsstrukturen, wie beispielsweise Rippen und/oder Stege aufweisen, welche die Steifigkeit der Knotenelemente 4 zusätzlich erhöhen und welche durch eine entsprechende Gussform einfach zu realisieren sind. Aufgrund des Umstands, dass sowohl die stabartigen Elemente 3 als auch die Knotenelemente 4 aus Stahl ausgebildet sind, wird auch eine Recyclingfähigkeit der Tragrahmenstruktur 2 bzw. des Kraftfahrzeugs 1 deutlich erhöht. Ein aufwändiges Trennen und teures Sortieren, wie bei herkömmlichen Tragrahmenstrukturen üblich, kann dadurch entfallen. Die erfindungsgemäße Tragrahmenstruktur 2 erfüllt somit in ökologischer Hinsicht Ansprüche an eine Ressourcenschonung sowie eine gute Recyclingfähigkeit in besonders hohem Maße.In contrast to the rod-like elements 3 can the node elements 4 also reinforcing structures, such as ribs and / or webs, which the rigidity of the node elements 4 additionally increase and which are easy to implement by a corresponding mold. Due to the fact that both the rod-like elements 3 as well as the node elements 4 Made of steel, is also a recyclability of the support frame structure 2 or of the motor vehicle 1 clearly increased. A complex separation and expensive sorting, as usual in conventional support frame structures, can be omitted. The support frame structure according to the invention 2 thus fulfills environmental requirements for resource conservation as well as good recyclability to a very high degree.

Um eine Qualität der Tragrahmenstruktur 2 weiter zu steigern, können die stabartigen Elemente 3 und/oder die Knotenelemente 4 aus Edelstahl bzw. hochfestem Stahl ausgebildet sein. Die Verwendung von Edelstahl erlaubt bei hoher Festigkeit besonders geringe Wanddicken. Überdies wird hierdurch gleichzeitig eine hohe Korrosionsbeständigkeit erzielt und damit ein besonders hoher Qualitätsanspruch verwirklicht. Die bei herkömmlichen Tragrahmenstrukturen 2 erforderliche kathodische Tauchlackierung zum Korrosionsschutz kann entfallen. Dadurch erübrigt sich eine aufwändige und teure sowie zeitintensive Nachbearbeitung der Tragrahmenstruktur 2, was trotz der höheren Materialkosten für Edelstahl zu einer Kostenreduzierung führen kann.To a quality of the support frame structure 2 To further increase, the rod-like elements 3 and / or the node elements 4 be made of stainless steel or high-strength steel. The use of stainless steel allows particularly high wall thicknesses with high strength. Moreover, this simultaneously achieves a high corrosion resistance and thus realizes a particularly high quality standard. The conventional support frame structures 2 Required cathodic dip coating for corrosion protection can be omitted. As a result, a complicated and expensive and time-consuming post-processing of the support frame structure is unnecessary 2 which, despite the higher material costs for stainless steel, can lead to a cost reduction.

Da die in der Tragrahmenstruktur 2 auftretenden Belastungen an unterschiedlichen Stellen der stabartigen Elemente 3 bzw. der Knotenelemente 4 unterschiedliche Werte annehmen, können die stabartigen Elemente 3 und/oder die Knotenelemente 4 belastungsangepasste Wandstärken aufweisen. Besonders der Einsatz von moderner Walztechnik ermöglicht eine optimale Anpassung der erforderlichen Wandstärken an die auftretenden Belastungen, wodurch die Tragrahmenstruktur 2 optimal ausgelegt werden kann und gleichzeitig nur die für die jeweiligen Belastungen minimal erforderliche Wandstärke aufweist.As in the support frame structure 2 occurring loads at different points of the rod-like elements 3 or the node elements 4 assume different values, the rod-like elements 3 and / or the node elements 4 have load-adapted wall thicknesses. In particular, the use of modern rolling technology allows optimum adaptation of the required wall thicknesses to the loads occurring, whereby the support frame structure 2 can be optimally designed and at the same time only has the minimum required wall thickness for the respective loads.

Eine Verbindung zwischen den stabartigen Elementen 3 und den Knotenelementen 4 ist über unterschiedlichste Verbindungsarten, beispielsweise über eine mechanische Fügeverbindung, eine Schmelzschweißverbindung, eine Klebeverbindung oder eine Lötverbindung, möglich. Alle genannten Verbindungsarten weisen eine hohe Beständigkeit und Zuverlässigkeit sowie eine optimale Kraftübertragung auf.A connection between the rod-like elements 3 and the node elements 4 is possible via a wide variety of connection types, for example via a mechanical joining connection, a fusion-welded connection, an adhesive connection or a solder connection. All mentioned types of connection have a high resistance and reliability as well as an optimal power transmission.

Bei der Klebeverbindung und der mechanischen Fügeverbindung handelt es sich um kalte Fügeverfahren, die im Unterschied z. B. zum Schweißen keinen Verzug der Tragstruktur bzw. Verlust der Festigkeit durch Veränderungen des metallischen Gefüges zur Folge haben. Es treten somit bei der Klebeverbindung ebenso wie bei der mechanischen Fügeverbindung keine thermisch induzierten Zwangsspannungen auf, wodurch eine besonders schonende Verbindung erzielt wird.at the adhesive bond and the mechanical joint are to cold joining procedures, the difference z. B. for welding no distortion of the support structure or loss of strength due to changes in the metallic structure Episode. It thus occur in the adhesive connection as well in the mechanical joint connection no thermally induced forced voltages, whereby a particularly gentle Connection is achieved.

Zusammenfassend lassen sich die wesentlichen Merkmale der Erfindung wie folgt charakterisieren:
Die Erfindung sieht vor, an einer Tragrahmenstruktur 2 für ein Kraftfahrzeug 1, welche aus stabartigen Elementen 3 und diese verbindenden Knotenelementen 4 aufgebaut ist, zumindest eines der stabartigen Elemente 3 als gewalztes Stahlprofil auszubilden, während zumindest eines der Knotenelemente 4 als Stahlgusselement ausgebildet ist. Hierdurch kann insbesondere eine sehr kostengünstige Herstellung der Tragrahmenstruktur 2 erreicht werden.In summary, the essential features of the invention can be characterized as follows:
The invention provides, on a support frame structure 2 for a motor vehicle 1 made of rod-like elements 3 and these connecting node elements 4 is constructed, at least one of the rod-like elements 3 form as a rolled steel profile, while at least one of the node elements 4 is designed as a cast steel element. In this way, in particular a very cost-effective production of the support frame structure 2 be achieved.

Durch den höheren E-Modul der gewalzten Stahlprofile im Vergleich zu herkömmlichen Blechformteilen kann zudem eine Verringerung der Wanddicke der Stahlprofile erreicht werden, wodurch das Fahrzeug-Gesamtgewicht reduziert wird. Zudem steigert die erfindungsgemäße Lösung die Recyclingfähigkeit des Kraftfahrzeugs 1, da die Tragrahmenstruktur 2 nunmehr aus nur einem einzigen Werkstoff besteht und nicht mehr – wie bisher üblich – vor der Entsorgung aufwändig getrennt bzw. sortiert werden muss.In addition, the higher modulus of elasticity of the rolled steel sections compared to conventional sheet metal parts can reduce the wall thickness of the steel sections, thereby reducing the overall vehicle weight. In addition, the solution according to the invention increases the recyclability of the motor vehicle 1 as the support frame structure 2 now consists of only a single material and no longer - as usual - must be laboriously separated or sorted before disposal.

Des Weiteren ist denkbar, dass die stabartigen Elemente 3 und/oder die Knotenelemente 4 aus Edelstahl bzw. hochfestem Stahl ausgebildet sind. Die Ausführung in Edelstahl erlaubt bei hoher Festigkeit besonders geringe Wanddicken. Gleichzeitig wird eine hohe Korrosionsbeständigkeit erzielt, so dass eine bei Stahl üblicherweise zu diesem Zweck erforderliche Nachbehandlung, beispielsweise eine kathodische Tauchlackierung, eingespart werden kann.Furthermore, it is conceivable that the rod-like elements 3 and / or the node elements 4 made of stainless steel or high-strength steel. The design in stainless steel allows particularly low wall thicknesses with high strength. At the same time, a high corrosion resistance is achieved, so that a steel treatment usually required for this purpose, for example, a cathodic dip coating, can be saved.

Um die stabartigen Elemente 3 bzw. die Knotenelemente 4 einfach und zuverlässig miteinander zu verbinden, sind unterschiedlichste Verbindungen, beispielsweise mechanische Fügeverbindungen, Schmelzschweißverbindungen, Klebeverbindungen oder Lötverbindungen, anwendbar.To the rod-like elements 3 or the node elements 4 simple and reliable to connect with each other, a variety of compounds, such as mechanical joints, fusion welds, adhesive joints or solder joints, applicable.

Claims

Support frame structure ( 2 ) for a motor vehicle ( 1 ), - with rod-like elements ( 3 ) and - with the rod-like elements ( 3 ) connecting node elements ( 4 ), - wherein at least one of the node elements ( 4 ) is formed as a cast steel element, characterized in that at least one of the rod-like elements ( 3 ) is formed as a rolled steel profile.

Supporting frame structure according to claim 1, characterized in that the rod-like elements ( 3 ) and / or the node elements ( 4 ) are made of stainless steel.

Supporting frame structure according to claim 1 or 2, characterized in that the rod-like elements ( 3 ) and / or the node elements ( 4 ) are formed of high strength steel.

Supporting frame structure according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rod-like elements ( 3 ) and / or the node elements ( 4 ) have load-adapted wall thicknesses.

Supporting frame structure according to one of claims 1 to 4, characterized in that a connection of the rod-like elements ( 3 ) with the node elements ( 4 ) is designed as a mechanical joint connection.

Supporting frame structure according to one of claims 1 to 5, characterized in that a connection of the rod-like elements ( 3 ) with the node elements ( 4 ) is formed as a fusion-welded connection.

Supporting frame structure according to one of claims 1 to 6, characterized in that a connection of the rod-like elements ( 3 ) with the node elements ( 4 ) is designed as an adhesive connection.

Supporting frame structure according to one of claims 1 to 7, characterized in that a connection of the rod-like elements ( 3 ) with the node elements ( 4 ) is designed as a solder joint.