DE102010051785A1

DE102010051785A1 - Body for motor vehicle, particularly passenger car, has multiple body components which are formed from steel in partial manner, where front end, side wall or rear end structure of body has body component

Info

Publication number: DE102010051785A1
Application number: DE201010051785
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl.-Ing. 72108 Eipper; Arndt Dr.-Ing. 41352 Gerick
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2011-07-07

Abstract

The body (10) has multiple body components which are formed from steel in a partial manner. A front end, a side wall (16) or a rear end structure of the body has a body component. The body component is formed as hybrid component with a partial area (22) made of steel and another partial area (24) made of aluminum based alloy.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosserie für einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a bodywork for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Im Zuge moderner Leichtbaubestrebungen werden zunehmend Vollaluminiumkarosserien eingesetzt, da durch die entsprechende Gewichtseinsparung der Kraftstoffverbrauch und damit der CO₂-Ausstoß eines solchen Kraftwagens reduziert werden kann. Es ist ferner bekannt, Karosserien aus Aluminium mit Stahlbauteilen in besonders festigkeitsrelevanten Bereichen zu versehen, um ein niedriges Gewicht mit einer guten Festigkeit sowohl gegenüber Verwindungen im Fahrbetrieb als auch gegenüber unfallbedingten Kraftbeaufschlagungen zu verbinden. Die Trennlinien zwischen Aluminium- und Stahlbauteilen verlaufen bei üblichen Karosserien an den Bauteilgrenzen. Dies kann zu Problemen beim Fügen der Bauteile führen, da die Werkstoffpaarung Aluminium-Stahl nur schwer schweißbar ist. Auch bei der Verwendung anderer Verbindungstechniken, wie beispielsweise dem Nieten, kann es zu Schwierigkeiten kommen, da zwischen Aluminium und Stahl ein elektrochemisches Potentialgefälle besteht. Beim Eindringen von Feuchtigkeit in solche Fügebereiche kann es daher zu elektrochemischer Kontaktkorrosion kommen. Eine aufwendige galvanische Trennung der Bauteile ist daher notwendig.In the course of modern lightweight construction efforts are increasingly used full aluminum bodies, as by the corresponding weight saving of fuel consumption and thus the CO ₂ emissions of such a motor vehicle can be reduced. It is also known to provide bodies made of aluminum with steel components in particularly strength-relevant areas in order to combine a low weight with a good strength both against twisting when driving and against accidental Kraftbeaufschlagungen. The dividing lines between aluminum and steel components in conventional bodies run at the component boundaries. This can lead to problems when joining the components, since the material combination aluminum-steel is difficult to weld. Even with the use of other joining techniques, such as riveting, it can cause difficulties, since there is an electrochemical potential gradient between aluminum and steel. When moisture penetrates into such joint areas, electrochemical contact corrosion may therefore occur. A complex galvanic separation of the components is therefore necessary.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Karosserie der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche ein geringes Gewicht mit einer hohen Festigkeit kombiniert und dabei einfach zu fügen und korrosionsbeständig ist.The present invention has for its object to provide a body of the type mentioned, which combines a low weight with high strength and thereby easy to add and corrosion resistant.

Diese Aufgabe wird durch eine Karosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a body with the features of claim 1.

Eine solche Karosserie für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, weist eine Mehrzahl von Karosseriebauteilen auf, welche zumindest teilweise aus Stahl gebildet sind.Such a body for a motor vehicle, in particular a passenger car, has a plurality of body components, which are at least partially made of steel.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Vorbau und/oder eine Seitenwand und/oder eine Heckstruktur der Karosserie wenigstens ein Karosseriebauteil aufweisen, welches als Hybridbauteil mit einem ersten Teilbereich aus einem Stahl und einem zweiten Teilbereich aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist.According to the invention, it is provided that a stem and / or a side wall and / or a rear structure of the body have at least one body component, which is designed as a hybrid component with a first portion made of a steel and a second portion made of an aluminum alloy.

Im Gegensatz zu bekannten Hybridkarosserien, bei denen manche Bauteile aus Stahl und manche Bauteile aus Aluminium gefertigt sind, verlaufen bei einer solchen erfindungsgemäßen Karosserie also die Grenzlinien zwischen Stahl und Aluminium zumindest teilweise innerhalb einzelner Karosseriebauteile. Die Übergänge zwischen den unterschiedlichen Materialien können daher nahezu beliebig positioniert werden. Dies ermöglicht eine optimale Anpassung der Karosserie an im Betrieb zu erwartende statische und dynamische Belastungen. Auf diese Art kann eine Karosserie geschaffen werden, die bei besonders geringem Gewicht besonders belastbar ist.In contrast to known hybrid bodies, in which some components are made of steel and some components are made of aluminum, in such a body according to the invention, therefore, the boundary lines between steel and aluminum run at least partially within individual body components. The transitions between the different materials can therefore be positioned almost anywhere. This allows optimum adaptation of the body to static and dynamic loads to be expected during operation. In this way, a body can be created, which is particularly resilient at very low weight.

Durch die Verwendung von Hybridbauteilen, bei denen die Materialgrenzen innerhalb des Bauteils selbst verlaufen, wird auch das Fügen der Karosserie erleichtert. Insbesondere ist es möglich, beim Herstellen der Karosserie selbst nur gleiche Materialpaarungen miteinander zu fügen. Die Hybridfügenähte werden dagegen bei der Herstellung der einzelnen Bauteile geschaffen.By using hybrid components in which the material boundaries run within the component itself, the joining of the body is facilitated. In particular, it is possible to add only the same material pairings to one another during the production of the body itself. By contrast, the hybrid seams are created in the manufacture of the individual components.

Die einzelnen Bauteile können dabei beispielsweise als maßgeschneiderte Platinen, so genannte Tailored Blanks, bereitgestellt werden. Hierbei handelt es sich um Bleche, die bereichsweise aus unterschiedlichen Materialen bestehen. Bei der Herstellung werden einzelne Bleche aus jeweiligen Reinmaterialien auf Stoß miteinander gefügt. Dies kann durch moderne Schweißverfahren, wie das Laserschweißen, Elektronenstrahlschweißen oder Reibrührschweißen geschehen. Hierdurch werden Hybridfügenähte von besonders hoher Qualität geschaffen, die gleichzeitig beständig gegen Kontaktkorrosion sind. Die fertigen Blechplatinen können auf bekannte Weise umgeformt werden, so dass die Herstellung der gewünschten Hybridkarosseriebauteile problemlos möglich ist.The individual components can be provided, for example, as tailored blanks, so-called tailored blanks. These are sheets that are partially made of different materials. In the production of individual sheets of each pure materials are joined together in shock. This can be done by modern welding methods, such as laser welding, electron beam welding or friction stir welding. As a result, hybrid seams of particularly high quality are created, which are also resistant to contact corrosion. The finished sheet metal blanks can be formed in a known manner, so that the production of the desired hybrid body components is easily possible.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht das wenigstens eine Hybridbauteil überwiegend aus Aluminium. Hierdurch kann das Gesamtgewicht der Karosserie gesenkt werden. Der Stahlanteil dient zum Fügen des Hybridbauteils mit weiteren Stahlstrukturen der Karosserie.In a further embodiment of the invention, the at least one hybrid component consists predominantly of aluminum. As a result, the total weight of the body can be lowered. The steel content is used to join the hybrid component with other steel structures of the body.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Längsträger des Vorbaus als Hybridbauteil mit einem in Fahrzeuglängsrichtung vorderen Bereich aus Aluminium und einem in Fahrzeuglängsrichtung hinteren Bereich aus Stahl ausgebildet. Dies ermöglicht einen problemlosen Anschluss des Längsträgers an der ihm umgebenden Stahlstruktur. Insbesondere ermöglicht dies, einen zumindest überwiegenden Teil der Fahrgastzelle aus Stahl zu fertigen, um so eine besonders große Festigkeit und damit besonders gute Sicherheit im Falle eines Unfalls zu gewährleisten.In a further preferred embodiment of the invention, at least one longitudinal member of the stem is formed as a hybrid component with a front region of aluminum in the vehicle longitudinal direction and a steel rear region in the vehicle longitudinal direction. This allows easy connection of the longitudinal member to the surrounding steel structure. In particular, this makes it possible to produce an at least predominant part of the passenger compartment made of steel, so as to ensure a particularly high strength and thus particularly good safety in the event of an accident.

Vorzugsweise ist eine Stirnwand der Karosserie ebenfalls als Hybridbauteil ausgebildet und umfasst einen in Fahrzeughochrichtung unteren Bereich aus Stahl und einen in Fahrzeughochrichtung oberen Bereich aus Aluminium. Die besonders crashrelevanten, den Fußraum der Fahrgastzelle begrenzenden Bereiche der Stirnwand sind damit besonders fest gefertigt, so dass eine Intrusion von Komponenten des Motor- bzw. Aggregatraums in die Fahrgastzelle bei dem Unfall zuverlässig vermieden werden kann.Preferably, an end wall of the body is also formed as a hybrid component and comprises a lower region of steel in the vehicle vertical direction and an upper region of aluminum in the vehicle vertical direction. The particularly Crashrelevanten, the footwell of the passenger compartment limiting areas of the front wall are thus particularly strong manufactured, so that an intrusion of components of the engine or engine compartment into the passenger compartment can be reliably avoided in the accident.

Vorzugsweise weist die Seitenwand der Karosserie ebenfalls einen in Fahrzeughochrichtung unteren Bereich aus Stahl und einen in Fahrzeughochrichtung oberen Bereich aus Aluminium auf. Dies ermöglicht eine problemlose Anbindung der Seitenwand an einen vorzugsweise ebenfalls aus Stahl gefertigten Hauptboden. Der Hauptboden bildet zusammen mit der Seitenwand ein besonders wirkungsvoll versteifendes Element für die Fahrgastzelle aus.Preferably, the side wall of the body also has a steel lower portion in the vehicle vertical direction and an aluminum upper portion in the vehicle vertical direction. This allows easy connection of the side wall to a preferably also made of steel main floor. The main floor forms together with the side wall a particularly effective stiffening element for the passenger compartment.

Es ist weiterhin besonders zweckmäßig, wenn zumindest eine Säule der Karosserie ebenfalls einen in Fahrzeughochrichtung unteren Bereich aus Stahl und einen in Fahrzeughochrichtung oberen Bereich aus Aluminium aufweist. Vorzugsweise liegt der Übergang zwischen den Bereichen aus Aluminium und Stahl für alle vorgenannten Bauteile zumindest im Wesentlichen auf gleicher Höhe. Insgesamt ergibt sich damit eine Karosserie, deren unterer Bereich aus Stahl und deren oberer Bereich aus Aluminium gefertigt ist. Besonders festigkeits- und steifigkeitsrelevante Bereiche der Karosserie sind damit aus Stahl ausgeführt, so dass damit eine besonders stabile Karosserie geschaffen wird. Die weniger festigkeits- bzw. steifigkeitsrelevanten Bereiche können dagegen aus Aluminium gefertigt werden, um das Gesamtgewicht der Karosserie und damit den Verbrauch und CO₂-Ausstoß des Kraftwagens zu reduzieren.It is furthermore particularly expedient if at least one pillar of the bodywork likewise has a lower region, made of steel, in the vehicle vertical direction and an upper region, made of aluminum, in the vertical direction of the vehicle. Preferably, the transition between the areas of aluminum and steel for all the aforementioned components is at least substantially at the same height. Overall, this results in a body whose lower portion is made of steel and the upper portion of aluminum. Particularly strength and stiffness relevant areas of the body are made of steel, so that thus a particularly stable body is created. The less strength or stiffness relevant areas, however, can be made of aluminum, to reduce the total weight of the body and thus the consumption and CO ₂ emissions of the motor vehicle.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist wenigstens ein Bauteil der Heckstruktur einen in Fahrzeuglängsrichtung vorderen Bereich aus Stahl und einen in Fahrzeuglängsrichtung hinteren Bereich aus Aluminium auf. Der Übergang zwischen diesen Bereichen ist vorzugsweise hinter einem hinteren Radhaus der Karosserie angeordnet. Wie bereits beim Vorbau ermöglichen solche Bauteile einen problemlosen Anschluss an eine im Wesentlichen aus Stahl ausgebildete Fahrgastzelle. Lediglich die hinter dem hinteren Radhaus gelegenen Bereiche der Heckstruktur sind aus Aluminium gefertigt. Auch hier wird ein besonders guter Kompromiss zwischen Festigkeit, Crashsicherheit und Gewicht erzielt.In a further preferred embodiment of the invention, at least one component of the rear structure has a front region of steel extending in the vehicle longitudinal direction and an aluminum rear region in the vehicle longitudinal direction. The transition between these areas is preferably arranged behind a rear wheel arch of the body. As with the stem, such components allow easy connection to a passenger compartment formed essentially of steel. Only the areas of the rear structure located behind the rear wheel arch are made of aluminum. Again, a particularly good compromise between strength, crash safety and weight is achieved.

Vorzugsweise ist ferner das Dach der Karosserie vollständig aus Aluminium ausgebildet, um einen problemlosen Anschluss an den ebenfalls aus Aluminium gebildeten oberen Bereich der Seitenwand zu ermöglichen und das Gesamtgewicht der Karosserie zu reduzieren.Preferably, furthermore, the roof of the body is made entirely of aluminum, in order to enable a problem-free connection to the upper area of the side wall, also made of aluminum, and to reduce the overall weight of the body.

Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:In the following, the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Karosserie; 1 a perspective view of an embodiment of a body according to the invention;

2 eine perspektivische Ansicht des Vorderwagens der Karosserie gemäß 1; 2 a perspective view of the front of the body according to 1 ;

3 eine perspektivische Detailansicht eines Längsträgers der unteren Längsträgerebene des Vorderwagens gemäß 2; 3 a perspective detailed view of a longitudinal member of the lower longitudinal member level of the front carriage according to 2 ;

4 eine Explosionsdarstellung des Längsträgers gemäß 3; 4 an exploded view of the longitudinal member according to 3 ;

5 eine Explosionsdarstellung der Stirnwand des Vorderwagens gemäß 2; 5 an exploded view of the front wall of the front carriage according to 2 ;

6 ein Blechbauteil für einen Längsträger der oberen Längsträgerebene des Vorderwagens gemäß 2; 6 a sheet metal component for a longitudinal member of the upper longitudinal member level of the front carriage according to 2 ;

7 ein Blechbauteil für den Pedaltopf des Vorderwagens gemäß 2; 7 a sheet metal component for the pedal pot of the front end according to 2 ;

8 ein Blechbauteil für das Radhaus des Vorderwagens gemäß 2; 8th a sheet metal component for the wheel arch of the front end according to 2 ;

9 eine Detailansicht einer Seitenwand der Karosserie gemäß 1; 9 a detailed view of a side wall of the body according to 1 ;

10 eine Detailansicht der A-Säule und deren Anbindung an weitere Karosseriestrukturen der Seitenwand gemäß 9; 10 a detailed view of the A-pillar and their connection to other body structures of the side wall according to 9 ;

11 eine Diagonalstrebe für die Seitenwand gemäß 9; 11 a diagonal strut for the sidewall according to 9 ;

12 eine äußere Blechschale der A-Säule der Seitenwand gemäß 9; 12 an outer sheet metal shell of the A-pillar of the side wall according to 9 ;

13 eine innere Blechschale der A-Säule der Seitenwand gemäß 9; 13 an inner sheet metal shell of the A-pillar of the side wall according to 9 ;

14 eine äußere Blechschale der B-Säule der Seitenwand gemäß 9; 14 an outer sheet metal shell of the B-pillar of the side wall according to 9 ;

15 eine innere Blechschale der B-Säule der Seitenwand gemäß 9; 15 an inner sheet metal shell of the B-pillar of the side wall according to 9 ;

16 eine Detailansicht der Hinterwagenstruktur der Karosserie gemäß 10; 16 a detailed view of the rear structure of the body according to 10 ;

17 eine Ausschnittsvergrößerung aus der Heckstruktur gemäß 16; 17 an enlarged detail of the rear structure according to 16 ;

18 ein Verstärkungsblech für einen Längsträger der Heckstruktur gemäß 16; 18 a reinforcing plate for a longitudinal member of the rear structure according to 16 ;

19 eine weitere Ansicht des Verstärkungsblechs gemäß 18; 19 another view of the reinforcing sheet according to 18 ;

Eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Karosserie für einen Kraftwagen umfasst ein Dach 12 aus Vollaluminium sowie einen Hauptboden 14 aus Stahl. Die Seitenwand 16, der Vorderwagen 18 sowie die Heckstruktur 20 sind dagegen als Aluminium-Stahl-Hybride ausgeführt. Hierzu werden zum Aufbau der Seitenwand 16, des Vorderwagens 18 und der Heckstruktur 20 Bleche verwendet, die abschnittsweise aus Aluminium und Stahl aufgebaut sind. Die unterschiedlichen Materialien sind innerhalb der Bleche auf Stoß verschweißt. Solche Bleche sind als maßgeschneiderte Platinen bzw. Tailored Blanks bekannt. One in total with 10 designated body for a motor vehicle includes a roof 12 made of aluminum and a main floor 14 from steel. The side wall 16 , the front car 18 as well as the rear structure 20 are, however, designed as aluminum-steel hybrids. To do this, to build the side wall 16 , the front end 18 and the rear structure 20 Sheets used, the sections of aluminum and steel are constructed. The different materials are welded to each other within the sheets on impact. Such sheets are known as tailored blanks or tailored blanks.

Die Grenzlinie zwischen den aus Stahl aufgebauten Bereichen 22 der Karosserie 10 und den aus Aluminium aufgebauten Bereichen 24 der Karosserie 10 verläuft dabei in etwa auf Höhe der Oberkante 26 der Radhäuser 28. Mit anderen Worten ist der untere Bereich der Karosserie überwiegend aus Stahl aufgebaut, während der obere Bereich der Karosserie aus Aluminium konstruiert ist. Der Bereich vor den vorderen Radhäusern 28 und hinter den hinteren Radhäusern ist jeweils ebenfalls aus Vollaluminium gefertigt. Insgesamt sind nur die besonders steifigkeitsrelevanten Bereiche im unteren Teil der Fahrgastzelle 30 des Kraftwagens aus Stahl gefertigt, um eine hohe Festigkeit und Crashsicherheit zu gewährleisten. Die übrigen Bereiche der Karosserie 10 bestehen dagegen aus Aluminium, um das Gesamtgewicht der Karosserie zu senken.The boundary between the steel-built areas 22 the body 10 and the aluminum built-up areas 24 the body 10 runs approximately at the height of the top edge 26 the wheel arches 28 , In other words, the lower portion of the body is made predominantly of steel, while the upper portion of the body is constructed of aluminum. The area in front of the front wheel arches 28 and behind the rear wheel arches is also made of solid aluminum. Overall, only the particularly stiffness-relevant areas in the lower part of the passenger compartment 30 of the motor vehicle made of steel, to ensure high strength and crash safety. The remaining areas of the body 10 On the other hand, they are made of aluminum to reduce the overall weight of the bodywork.

Der Vorderwagen 18 ist in 2 im Detail dargestellt. Er umfasst eine Stirnwand 32, die ebenfalls hybrid aufgebaut ist, wobei die Grenzlinie zwischen dem Aluminiumbereich 24 und dem Stahlbereich 22 horizontal verläuft. Längsträger 34 der oberen Längsträgerebene, die an die aus Aluminium bestehenden Federbeindome 36 anschließen, bestehen überwiegend aus Aluminium, wobei lediglich ein geringer Bereich 22 aus Stahl vorgesehen ist, der an den unteren, ebenfalls stählerne Bereich 22 der Stirnwand 32 anbindet.The front end 18 is in 2 shown in detail. It includes an end wall 32 , which is also hybrid, with the boundary between the aluminum region 24 and the steel area 22 runs horizontally. longitudinal beams 34 the upper longitudinal beam level, the aluminum suspension struts 36 connect, consist mainly of aluminum, with only a small area 22 made of steel, which is at the bottom, also steel area 22 the front wall 32 connects.

Längsträger 38 der unteren Längsträgerebene sind ebenfalls hybrid aufgebaut, wobei der Aluminiumbereich 24 in Fahrzeuglängsrichtung vorne liegt. Der hinten gelegene Stahlbereich 22 schließt ebenfalls an den Stahlbereich 22 der Stirnwand 32 an. Hierdurch sind im Bereich des Vorderwagens keine Hybridfügenähte außerhalb der internen Fügenähte der Tailored Blanks selbst notwendig, so dass konventionelle Schweißverfahren problemlos Anwendung finden können.longitudinal beams 38 The lower longitudinal beam level are also hybrid, with the aluminum area 24 in front of the vehicle in the front. The rear steel area 22 also closes to the steel area 22 the front wall 32 at. As a result, no hybrid seams outside the internal seams of the tailored blanks themselves are necessary in the area of the front end, so that conventional welding methods can be used without problems.

3 zeigt einen Längsträger 38 der unteren Längsträgerebene im Detail. Wie der Explosionszeichnung in 4 zu entnehmen ist, ist der Längsträger 38 in Schalenbauweise aufgebaut und umfasst eine äußere Blechschale 40, eine innere Blechschale 42 sowie ein Verstärkungsblech 44. Die Blechschalen sind jeweils aus Hybridblechen gefertigt, die einen in Längsrichtung vorderen Aluminiumbereich 24 mit einem in Längsrichtung hinteren Stahlbereich 22 kombinieren. Die drei Bleche 40, 42 und 44 weisen dabei jeweils eine lineare Naht 46 zwischen dem Aluminiumbereich 24 und dem Stahlbereich 22 auf. 3 shows a side member 38 the lower side member level in detail. Like the exploded view in 4 it can be seen, is the side member 38 constructed in shell construction and includes an outer sheet metal shell 40 , an inner sheet metal shell 42 as well as a reinforcement plate 44 , The sheet metal shells are each made of hybrid sheets, which has a longitudinal front aluminum area 24 with a longitudinal steel rear area 22 combine. The three sheets 40 . 42 and 44 each have a linear seam 46 between the aluminum area 24 and the steel area 22 on.

Die Stirnwand 32 ist, wie in 5 gezeigt, zweiteilig aufgebaut und umfasst zwei bis auf die Lochung im Wesentlichen symmetrische Bleche 48, 50. Diese weisen jeweils einen oberen Aluminiumbereich 24 und einen unteren Stahlbereich 22 auf. Die Trennung der Stirnwand 32 erfolgt im Bereich des Tunnelportals 52. Aluminiumbereiche 24 und Stahlbereiche 22 der Bleche 48 und 50 sind jeweils über drei lineare Nähte 46 verbunden.The front wall 32 is how in 5 shown, constructed in two parts and comprises two except for the punching substantially symmetrical sheets 48 . 50 , These each have an upper aluminum area 24 and a lower steel area 22 on. The separation of the front wall 32 takes place in the area of the tunnel portal 52 , aluminum sections 24 and steel areas 22 the sheets 48 and 50 each have three linear seams 46 connected.

6 zeigt ein Innenblech 54 des Längsträgers 34 der oberen Längsträgerebene. Auch dieses ist hybrid aufgebaut und umfasst einen oberen Aluminiumbereich 24 und einen unteren Stahlbereich 22, die über zwei lineare Nähte 46 verbunden sind. 6 shows an inner panel 54 of the longitudinal member 34 the upper longitudinal beam level. This one too has a hybrid design and comprises an upper aluminum area 24 and a lower steel area 22 that has two linear seams 46 are connected.

Auch das in 7 gezeigte Blech 56 für den Pedaltopf ist ein Hybridbauteil mit einem oberen Aluminiumbereich 24 und einem unteren Stahlbereich 22. Hier ist lediglich eine lineare Naht 46 vorgesehen.Also in 7 shown sheet metal 56 for the pedal pot is a hybrid component with an upper aluminum area 24 and a lower steel area 22 , Here is just a linear seam 46 intended.

Auch das Radhausblech 58 gemäß 8 ist ein Hybridbauteil mit einem Aluminiumbereich 24 und einem Stahlbereich 22. Hier sind insgesamt zwei lineare Nähte 46 vorgesehen.Also the wheel arch 58 according to 8th is a hybrid component with an aluminum area 24 and a steel area 22 , Here are a total of two linear seams 46 intended.

Der Verlauf der Materialtrennung zwischen dem Stahlbereich 22 und dem Aluminiumbereich 24 für die Seitenwand 16 ist der Darstellung in 9 zu entnehmen.The course of material separation between the steel area 22 and the aluminum area 24 for the sidewall 16 is the representation in 9 refer to.

Die Übergangsbereiche 60 im Bereich der A-Säule 62 und 64 im Bereich der B-Säule 66 sind hier auch durch Tailored Blanks realisiert. Die Aluminiumbereiche 24 im Vorderwagenseitenabschnitt und Hinterwagenseitenabschnitt der Seitenwand 16 sind dagegen durch Kleben und Nieten an den Stahlbereich 22 angebunden.The transition areas 60 in the area of the A-pillar 62 and 64 in the area of the B-pillar 66 are also realized here by tailored blanks. The aluminum areas 24 in the front end section and rear side section of the side wall 16 are on the other hand by gluing and riveting to the steel area 22 tethered.

10 zeigt die Struktur der A-Säule und ihre Anbindung im Detail. Ein Außenblech 68 ist als Hybridbauteil mit einem Aluminiumbereich 24 und einem Stahlbereich 22 ausgebildet, wobei der Stahlbereich 22 in den aus Vollstahl gefertigten Schweller 70 einläuft. Der Fensterrahmen 72 schließt sich als Vollaluminiumbauteil an. Nach vorne verläuft von der A-Säule 62 weg ein Träger 26 der oberen Längsträgerebene. Dieser ist mit einer Diagonalstrebe 74 an der A-Säule 62 abgestützt. Ein Blechbauteil für die Diagonalstrebe 74 ist in 11 gezeigt. Auch dieses Bauteil ist als Hybridbauteil mit einem Aluminiumbereich 24 und einem Stahlbereich 22 ausgebildet, die über eine lineare Naht 46 verbunden sind. Der Stahlbereich 22 der Diagonalstrebe 74 stützt sich am Stahlbereich 22 der A-Säule 62 ab und kann daher mit konventionellen Schweißverfahren gefügt werden. Auch der Anschluss der Diagonalstrebe 74 an den Längsträger 26 der oberen Längsträgerebene weist eine homogene Materialpaarung auf, hier muss lediglich Aluminium an Aluminium gefügt werden. 10 shows the structure of the A-pillar and its connection in detail. An outer sheet 68 is as a hybrid component with an aluminum area 24 and a steel area 22 formed, the steel area 22 in the sill made of solid steel 70 enters. The window frame 72 joins as a full aluminum component. Forward runs from the A-pillar 62 a carrier away 26 the upper longitudinal beam level. This one is with a diagonal brace 74 at the A-pillar 62 supported. A sheet metal component for the diagonal brace 74 is in 11 shown. This component is also a hybrid component with an aluminum region 24 and a steel area 22 formed by a linear seam 46 are connected. The steel area 22 the diagonal strut 74 rests on the steel area 22 the A-pillar 62 and can therefore be joined with conventional welding methods. Also the connection of the diagonal strut 74 to the side member 26 The upper side rail level has a homogeneous material pairing, here only aluminum must be joined to aluminum.

12 zeigt das Außenblech 68 der A-Säule 62. Auch dieses ist ein Hybridblech mit einem Aluminiumbereich 24 und einem Stahlbereich 22, die über zwei lineare Nähte verbunden sind. Das in der Darstellung in 10 nicht erkennbare Innenblech 76 der A-Säule 62 ist in 14 gezeigt. Auch hierbei handelt es sich um ein Hybridblech mit einem Aluminiumbereich 24 und einem Stahlbereich 22 zur Verbindung der Bereiche sind hier fünf lineare Nähte 46 vorgesehen. 12 shows the outer panel 68 the A-pillar 62 , This too is a hybrid sheet with an aluminum area 24 and a steel area 22 which are connected by two linear seams. That in the illustration in 10 unrecognizable inner sheet 76 the A-pillar 62 is in 14 shown. Again, this is a hybrid sheet with an aluminum area 24 and a steel area 22 to connect the areas here are five linear seams 46 intended.

14 und 15 zeigen die äußere Blechschale 78 sowie die innere Blechschale 80 der B-Säule 66 der Seitenwand 16. Beide weisen jeweils einen untenliegenden Stahlbereich 22 auf, über welche sie an den Schweller 70 angebunden werden können. Der obere Bereich 24 aus Aluminium erstreckt sich bis zum aus Aluminium bestehenden Dachrahmen, so dass auch hier keine Hybridenmaterialpaarungen gefügt werden müssen. 14 and 15 show the outer sheet metal shell 78 as well as the inner sheet metal shell 80 the B-pillar 66 the side wall 16 , Both have each an underlying steel area 22 on, over which they to the sill 70 can be connected. The upper area 24 made of aluminum extends to the existing aluminum roof frame, so that no hybrid material pairings must be added here.

Die Heckstruktur 20 ist in 16 nochmals in perspektivischer Darstellung gezeigt. Die C-Säulen 82 sind aus Vollaluminium aufgebaut und sind über Klebe- und Nietverbindungen mit den Radhausblechen 84, die aus Stahl gefertigt sind, verbunden. Auch der Heckboden 86 besteht überwiegend aus Stahl, wohingegen die hinteren Kotflügel 88, der hintere Querträger 90, die Hutablage 92 und Verbindungsstreben 94 zwischen dem Querträger 90 und der Hutablage 92 aus Aluminium gebildet sind. Lediglich ein in 17 zu erkennendes Verstärkungsblech 96 zu den hinteren Längsträgern ist als Hybridbauteil ausgeführt. Dieses Blech ist in seiner links- und rechtsseitigen Ausführung den 18 und 19 nochmals dargestellt. Auch hier handelt es sich um Hybridbauteile mit einem in Fahrzeuglängsrichtung hinteren Aluminiumbereich 24 und einem in Fahrzeuglängsrichtung vorderen Stahlbereich 22. Zur Verbindung zwischen den Bereichen 22 und 24 ist jeweils eine lineare Naht 46 vorgesehen.The rear structure 20 is in 16 shown again in perspective. The C-pillars 82 are made of solid aluminum and are about adhesive and riveted joints with the Radhausblechen 84 , which are made of steel, connected. Also the rear floor 86 consists mainly of steel, whereas the rear fenders 88 , the rear cross member 90 , the hat rack 92 and connecting struts 94 between the cross member 90 and the hat rack 92 made of aluminum. Only one in 17 Reinforcing sheet to be recognized 96 to the rear side members is designed as a hybrid component. This sheet is in its left and right side execution the 18 and 19 shown again. Again, these are hybrid components with a rear aluminum area in the vehicle longitudinal direction 24 and a front steel area in the vehicle longitudinal direction 22 , To connect between the areas 22 and 24 is in each case a linear seam 46 intended.

Neben den geschilderten Materialkombinationen Stahl-Aluminium kann das beschriebene Hybridkonzept auch auf beliebige andere Hybridpaarungen, wie beispielsweise Stahl-Magnesium, Titan-Aluminium, Titan-Magnesium, Metall-Kunststoff und dergleichen angewendet werden.In addition to the described material combinations steel-aluminum hybrid described the concept can also be applied to any other hybrid pairings, such as steel-magnesium, titanium-aluminum, titanium-magnesium, metal-plastic and the like.

Claims

Bodywork ( 10 ) for a motor vehicle, in particular a passenger car, with a plurality of body components ( 14 ), which are at least partially formed from steel, characterized in that a stem ( 18 ) and / or a side wall ( 16 ) and / or a rear structure of the body at least one body component ( 38 . 40 . 42 . 44 . 48 . 50 . 54 . 56 . 58 . 62 . 66 . 68 . 74 . 76 . 78 . 80 . 96 ), which as a hybrid component with a first subregions ( 22 ) of a steel and a second subregion ( 24 ) is formed of an aluminum-based alloy.

Bodywork ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the at least one hybrid component ( 38 . 40 . 42 . 44 . 48 . 50 . 54 . 56 . 58 . 62 . 66 . 68 . 74 . 76 . 78 . 80 . 96 ) consists predominantly of aluminum.

Bodywork ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one longitudinal member ( 34 . 38 ) of the stem as a hybrid component with a vehicle front in the front region of aluminum ( 24 ) and a rear area of steel in the vehicle longitudinal direction ( 22 ) is trained.

Bodywork ( 10 ) according to any one of claims 1 to 3; characterized in that an end wall ( 32 ) has a lower region of steel (in vehicle vertical direction) ( 22 ) and an uppermost in the vehicle vertical direction of aluminum ( 24 ) having.

Bodywork ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the side wall ( 16 ) a lower in the vehicle vertical direction area ( 22 ) made of steel and a top in the vehicle vertical direction ( 24 ) made of aluminum.

Bodywork ( 10 ) according to claim 5, characterized in that at least one column ( 62 . 66 ) a lower in the vehicle vertical direction area ( 22 ) made of steel and a top in the vehicle vertical direction ( 24 ) made of aluminum.

Bodywork ( 10 ) according to one of claims 4 to 6, characterized in that the transition between the regions ( 22 . 24 ) made of steel and aluminum for the front wall ( 32 ) and / or side wall ( 16 ) and / or column ( 62 . 66 ) are arranged at least substantially at the same height.

Bodywork ( 10 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one component ( 96 ) of the rear structure ( 20 ) a front in the vehicle longitudinal direction area ( 22 ) made of steel and a vehicle longitudinally rear area ( 24 ) made of aluminum.

Bodywork ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the transition between the regions ( 22 . 24 ) of steel and aluminum for the at least one component ( 96 ) of the rear structure ( 20 ) behind a rear wheel arch ( 28 ) of the body ( 10 ) is arranged.

Bodywork ( 10 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that a roof ( 12 ) of the body ( 10 ) is formed entirely of aluminum.