DE102012020182A1

DE102012020182A1 - Structural element for motor vehicle-body shell structure of convertible cars and roadsters, has A-column with two column elements, where former column element is formed as lower column element in sheet design and is made of aluminum

Info

Publication number: DE102012020182A1
Application number: DE201210020182
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Füller; Dipl.-Ing. Hermann (FH) Pfeifer; Torsten Schadt; Michael Schremmer; Karl Weisskopf
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-10-13
Filing date: 2012-10-13
Publication date: 2013-04-25

Abstract

The structural element (1) has A-column (3) with two column elements. The former column element is formed as a lower column element (5) in sheet design and is made of aluminum, particularly high-or very high-strength aluminum or high or very high strength aluminum alloy. The latter column element is formed as an upper column element (7) from aluminum-composite cast. The latter column element has a cast-in insert that is made of steel, aluminum or aluminum alloy.

Description

Die Erfindung betrifft ein Strukturelement für eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a structural element for a motor vehicle shell structure according to the preamble of claim 1.

Strukturelemente der hier angesprochenen Art sind bekannt. Aus der DE 10 2009 041 315 A1 geht ein Strukturelement für einen Kraftwagen hervor, das als A-Säule ausgebildet ist. Diese umfasst ein erstes und ein zweites Säulenelement, wobei das erste Säulenelement als Außenteil und das zweite Säulenelement als Innenteil ausgebildet ist. Das Außenteil ist als Profilbauteil, insbesondere aus einer Aluminiumbasislegierung ausgebildet, wobei das Innenteil als Gussbauteil, insbesondere als Druckgussbauteil aus einer Aluminiumbasislegierung ausgebildet ist. Zwischen dem Innenteil und dem Außenteil ist wenigstens ein Verstärkungsteil aus Stahl vorgesehen. Die Verwendung von Aluminium sowohl für das Außen- als auch für das Innenteil trägt dem Leichtbaugedanken im Karosseriebau Rechnung. Während es bei geringer belasteten Rohbaustrukturen von Personenkraftwagen, die beispielsweise als Limousinen oder in ähnlicher Weise ausgestaltet sind, unproblematisch ist, eine A-Säule vollständig aus Aluminium zu fertigen, bestehen die in einer Unfallsituation hochbelasteten Strukturen eines oberen Teils der A-Säule sowie eines vorderen Dachrahmens bei als Cabriolets oder sogenannten Roadstern, typischerweise zweisitzigen Sportwagen, ausgebildeten Personenkraftwagen aus Festigkeitsgründen überwiegend aus Stahl. Dies führt jedoch zu einem hohen Gewicht an Stellen der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur, bei denen dies besonders ungünstig ist, weil sie in Bezug auf den Fahrzeugschwerpunkt fern und/oder im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Dagegen weisen bekannte, reine Aluminium-Bauweisen in den genannten Bereichen nicht die erforderlichen spezifischen Bauteilsteifigkeiten oder -festigkeiten auf.Structural elements of the type discussed here are known. From the DE 10 2009 041 315 A1 goes out a structural element for a motor vehicle, which is designed as an A-pillar. This comprises a first and a second pillar element, wherein the first pillar element is designed as an outer part and the second pillar element as an inner part. The outer part is formed as a profile component, in particular of an aluminum-based alloy, wherein the inner part is formed as a cast component, in particular as a die-cast component of an aluminum-based alloy. Between the inner part and the outer part, at least one reinforcing part made of steel is provided. The use of aluminum for both the outer and the inner part takes into account the lightweight construction in the body. While it is unproblematic for low load shell structures of passenger cars, which are designed for example as sedans or similar, to produce an A-pillar completely made of aluminum, which in a crash situation highly loaded structures of an upper part of the A-pillar and a front Roof frame in as Cabriolets or so-called roadsters, typically two-seat sports cars, trained passenger cars for reasons of strength mainly steel. However, this leads to a high weight in places of the motor vehicle shell structure, where this is particularly unfavorable, because they are remote with respect to the vehicle's center of gravity and / or in the front region of the motor vehicle. In contrast, known, pure aluminum constructions in the areas mentioned do not have the required specific component stiffnesses or strengths.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strukturelement zu schaffen, welches zugleich dem Leichtbaugedanken Rechnung trägt und eine ausreichende Steifigkeit beziehungsweise Festigkeit aufweist, um auch den Anforderungen in den hochbelasteten Bereichen von Cabriolets und Roadstern zu genügen.The invention has for its object to provide a structural element, which also takes into account the lightweight design and has sufficient rigidity or strength to meet the requirements in the high-load areas of convertibles and roadsters.

Diese Aufgabe wird mit einem Strukturelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a structural element having the features of claim 1.

Das Strukturelement umfasst eine A-Säule mit einem ersten und einem zweiten Säulenelement und zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Säulenelement als unteres Säulenelement ausgebildet ist, wobei es Aluminium, insbesondere hoch- oder höchstfestes Aluminium oder eine Aluminiumlegierung insbesondere hoch- oder höchstfeste Aluminiumlegierung umfasst. Das zweite Säulenelement ist als oberes Säulenelement ausgebildet und umfasst einen Aluminium-Verbund-Guss. Anders als bei der bekannten A-Säule ist die hier angesprochene A-Säule demnach nicht entlang ihrer Querrichtung in ein Innen- und ein Außenteil geteilt, sondern entlang ihrer Längsrichtung in ein oberes und ein unteres Säulenelement. Das erste, untere Säulenelement kann eine hohe spezifische Festigkeit aufweisen, wenn es hochfestes Aluminium oder eine hochfeste Aluminiumlegierung umfasst. Das zweite, obere Säulenelement kann vergleichsweise schmal und leicht ausgebildet sein, wobei es gleichwohl eine hohe Festigkeit und Steifigkeit aufweist, weil es als Aluminium-Verbund-Gussteil ausgebildet ist. Durch den Verbundguss werden die erhöhten Festigkeits- und/oder Steifigkeitseigenschaften des eingegossenen Stahlrohres oder Aluminium-Strangpressprofils mit den formgestalterischen Möglichkeiten des Aluminium-Gusses verbunden. Durch die Guss-Schicht wird das Bauteil zusätzlich in seiner Festigkeit und Steifigkeit erhöht und eine optimierte, materialgleiche Anbindung an die angrenzenden Teile realisiert. Obwohl das Strukturelement quasi über seine gesamte Erstreckung Aluminium aufweist, besitzt es doch eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit, um auch in hochbelasteten Bereichen einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur eines Cabriolets oder Roadsters einsetzbar zu sein.The structural element comprises an A pillar with a first and a second pillar element and is characterized in that the first pillar element is designed as a lower pillar element, wherein it comprises aluminum, in particular high or ultra high strength aluminum or an aluminum alloy, in particular high or ultra high strength aluminum alloy , The second pillar member is formed as an upper pillar member and comprises an aluminum composite casting. Unlike the known A-pillar, the A-pillar addressed here is therefore not divided along its transverse direction into an inner part and an outer part, but along its longitudinal direction into an upper and a lower column element. The first lower pillar member may have a high specific strength when it comprises high-strength aluminum or a high-strength aluminum alloy. The second upper column member may be made comparatively narrow and light, yet has high strength and rigidity because it is formed as an aluminum composite casting. The composite casting combines the increased strength and / or stiffness properties of the cast-in steel tube or extruded aluminum profile with the design possibilities of aluminum casting. Due to the cast layer, the component is additionally increased in its strength and rigidity, and an optimized, material-identical connection to the adjacent parts is realized. Although the structural element has aluminum virtually over its entire extension, it nevertheless has sufficient rigidity and strength to be usable even in highly stressed areas of a motor vehicle body shell structure of a convertible or roadster.

Bevorzugt besteht das untere Säulenelement aus hochfestem Aluminium beziehungsweise einer hochfesten Aluminiumlegierung. Das obere Säulenelement besteht vorzugsweise aus einem Aluminium-Verbund-Guss.The lower column element preferably consists of high-strength aluminum or a high-strength aluminum alloy. The upper column member is preferably made of an aluminum composite casting.

Es wird auch ein Strukturelement bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das erste Säulenelement mindestens eine Blechschale aus Aluminium, insbesondere hoch- oder höchstfesten Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung; insbesondere hoch- oder höchstfesten Aluminiumlegierung umfasst. Dabei ist es möglich, dass die Blechschale mit weiteren Bauteilen ergänzt wird. Bevorzugt besteht die mindestens eine Blechschale allerdings aus Aluminium, insbesondere hoch- oder höchstfestem Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung insbesondere hoch- oder höchstfesten Aluminiumlegierung. Jedenfalls ist das erste, untere Säulenelement vorzugsweise in Blechschalen-Bauweise hergestellt. Dies ermöglicht eine Gewichtsreduzierung bei zugleich hoher spezifischer Festigkeit.It is also preferred a structural element, which is characterized in that the first column member at least one sheet metal shell made of aluminum, in particular high or high-strength aluminum or an aluminum alloy; especially high or high strength aluminum alloy. It is possible that the sheet metal shell is supplemented with other components. However, the at least one sheet metal shell preferably consists of aluminum, in particular high-strength or ultra-high-strength aluminum, or of an aluminum alloy, in particular high-strength or ultrahigh-strength aluminum alloy. In any case, the first, lower column member is preferably made in sheet metal construction. This allows a weight reduction at the same time high specific strength.

Es wird auch ein Strukturelement bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das erste, untere Säulenelement mindestens ein Verstärkungselement aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung umfasst. Bevorzugt ist das Verstärkungselement aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet. Dabei ist es möglich, dass das Verstärkungselement weitere Bestandteile umfasst. Bevorzugt besteht das Verstärkungselement jedoch aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Besonders bevorzugt weist das erste Säulenelement mehr als ein solches Verstärkungselement auf. Mit Hilfe des mindestens einen Verstärkungselements wird die hohe spezifische Steifigkeit und Festigkeit des ersten Säulenelements weiter erhöht. Gleichwohl ist es leichter ausgebildet, als wenn beispielsweise eine Stahlstruktur verwendet würde.It is also preferred a structural element, which is characterized in that the first, lower column member comprises at least one reinforcing element made of aluminum or an aluminum alloy. Preferably, the reinforcing element is formed of aluminum or an aluminum alloy. It is possible that the reinforcing element includes other ingredients. However, the reinforcing element is preferably made of aluminum or an aluminum alloy. Particularly preferably, the first column element more than one such reinforcing element. With the help of the at least one reinforcing element, the high specific rigidity and strength of the first pillar element is further increased. However, it is easier to form than if, for example, a steel structure were used.

Bevorzugt wird auch ein Strukturelement, das sich dadurch auszeichnet, dass das zweite Säulenelement einen Einleger aus Stahl oder Aluminium aufweist. Vorzugsweise ist der Einleger in das zweite Säulenelement eingegossen. Insbesondere wird der Aluminium-Verbund-Guss bevorzugt dadurch realisiert, dass der Einleger mit Aluminium oder einer Aluminiumlegierung umgossen wird. Dabei findet bevorzugt ein Druckguss- oder Niederdruckguss-Verfahren Anwendung. Das Material, mit dem der Einleger umgossen wird, kann neben Aluminium oder einer Aluminiumlegierung weitere Bestandteile umfassen. Bevorzugt besteht es allerdings aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Der Einleger kann neben Stahl oder Aluminium weitere Bestandteile umfassen, bevorzugt besteht er jedoch aus Stahl oder aus Aluminium.Also preferred is a structural element, which is characterized in that the second pillar element comprises a steel or aluminum insert. Preferably, the insert is cast in the second pillar element. In particular, the aluminum composite casting is preferably realized by encapsulating the insert with aluminum or an aluminum alloy. In this case, preferably a die-casting or low-pressure casting method is used. The material used to encase the insert may include other components in addition to aluminum or an aluminum alloy. However, it is preferably made of aluminum or an aluminum alloy. The insert may comprise other components in addition to steel or aluminum, but preferably it consists of steel or aluminum.

In diesem Zusammenhang wird ein Strukturelement bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Einleger als Stahlrohr ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt, dass der Einleger als Aluminium-Strangpressprofil ausgebildet ist. Jedenfalls weist der Einleger selbst bevorzugt eine hohe Festigkeit und Steifigkeit auf, wodurch sich insgesamt die Steifigkeit und Festigkeit des zweiten, oberen Säulenelements erhöht. Dieses kann daher schmaler und leichter ausgebildet sein, als wenn kein Einleger vorgesehen wäre. Damit reduziert sich nicht nur das Gewicht des zweiten Säulenelements, sondern auch dessen Breite. Dies ist gerade im oberen Bereich einer A-Säule vorteilhaft, weil sich so für die Fahrzeuginsassen und ganz besonders für den Fahrer des Kraftfahrzeugs eine geringere Sichtverdeckung ergibt.In this context, a structural element is preferred, which is characterized in that the insert is designed as a steel tube. Alternatively or additionally, it is preferred that the insert is formed as an aluminum extruded profile. In any event, the insert itself preferably has high strength and rigidity, thereby increasing the overall rigidity and strength of the second upper column member. This can therefore be made narrower and lighter than if no inserter were provided. This not only reduces the weight of the second column element, but also its width. This is particularly advantageous in the upper part of an A-pillar, because so results for the vehicle occupants and especially for the driver of the motor vehicle, a lower visual obstruction.

Es wird auch ein Strukturelement bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass das zweite Säulenelement mindestens ein Verstärkungsblech aus Stahl oder Aluminium aufweist. Dabei kann das Verstärkungsblech neben Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung weitere Bestandteile umfassen. Bevorzugt besteht das Verstärkungsblech allerdings aus Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Das Verstärkungsblech ist bevorzugt in einem hochbelasteten Bereich des Strukturelements vorgesehen. Dabei ist mit einem mechanisch hochbelasteten Bereich hier insbesondere ein Bereich angesprochen, in dem sich bei einem Unfall eine maximale plastische Verformung ergibt. Bei Einsatz einer Gusslegierung mit ausreichend plastischer Verformbarkeit kann auch das Verstärkungsblech verzichtet werden und dieser Bereich in Guss ausgeführt werden.It is also preferred a structural element that is characterized in that the second pillar element comprises at least one reinforcing sheet made of steel or aluminum. In this case, the reinforcing sheet in addition to steel, aluminum or an aluminum alloy include other ingredients. However, the reinforcing sheet is preferably made of steel, aluminum or an aluminum alloy. The reinforcing sheet is preferably provided in a highly loaded region of the structural element. In this case, a region subject to high mechanical stress, in particular an area in which an accident results in maximum plastic deformation, is addressed here. When using a cast alloy with sufficient plastic deformability and the reinforcing plate can be dispensed with and this area can be executed in cast.

Es wird auch ein Strukturelement bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das zweite Säulenelement mindestens einen Anschlussbereich zur Anbindung eines angrenzenden Bauteils aufweist. Dabei zeigt sich, dass im Rahmen eines Gussverfahrens, insbesondere im Rahmen eines Druckguss- oder Niederdruck-Gussverfahrens ohne weiteres Aluminium-Guss-Anschlüsse an dem zweiten Säulenelement vorgesehen werden können, mit Hilfe derer eine Anbindung und Abstimmung angrenzender Bauteile aufeinander optimiert werden kann. Alternativ können zur Anbindung angrenzender Bauteile zusätzliche Adapterelemente aus Aluminium in das zweite Säulenelement eingebracht sein. Dabei ist es besonders einfach möglich, mit dem zweiten Säulenelement angrenzende Bauteile zu fügen, die ebenfalls Aluminium umfassen, weil so materialgleiche Elemente der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur miteinander durch herkömmliche Fügeverfahren gefügt werden können. Bevorzugt weist das zweite Säulenelement mehr als einen Anschlussbereich, insbesondere eine Mehrzahl von Anschlussflanschen zur Anbindung angrenzender Bauteile auf.A structural element is also preferred, which is characterized in that the second column element has at least one connection region for connecting an adjacent component. It turns out that in the context of a casting process, in particular in the context of a die-casting or low-pressure casting process readily aluminum cast connections can be provided on the second column element, with the help of which a connection and coordination of adjacent components can be optimized. Alternatively, additional adapter elements made of aluminum can be introduced into the second column element for connecting adjacent components. It is particularly easy to add to the second pillar element adjacent components, which also include aluminum, because so the same material elements of the car body shell structure can be joined together by conventional joining methods. The second column element preferably has more than one connection region, in particular a plurality of connection flanges for connecting adjacent components.

Schließlich wird ein Strukturelement bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass es ein vorderes Dachrahmenelement aufweist, das mindestens eine Aluminium-Blechschale umfasst. Es ist mit dem zweiten Säulenelement gefügt. Es ist möglich, dass das Dachrahmenelement neben Aluminium oder einer Aluminiumlegierung weitere Bestandteile umfasst. Bevorzugt besteht jedoch das Dachrahmenelement, insbesondere die Blechschale des Dachrahmenelements aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Es ist so möglich, das Dachrahmenelement vergleichsweise leicht auszubilden und zudem mit materialgleicher Fügetechnik mit dem zweiten Säulenelement zu fügen. Durch die Verwendung von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ergibt sich insbesondere eine Gewichtsreduzierung in einem gewichts-sensitiven Bereich der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur. Besonders bevorzugt ist die mindestens eine Aluminiumblechschale des Dachrahmenelements mit einem Anschlussbereich des zweiten Säulenelements gefügt. Die Bauteile können optimal aufeinander abgestimmt und aneinander angebunden werden, so dass eine optimale Auslegung bezüglich der Festigkeit, Steifigkeit und Verformbarkeit in Hinblick auf eine Unfallsituation resultiert. Dabei wird die Anbindung der Bauteile aneinander durch das gleiche Grundmaterial, nämlich Aluminium beziehungsweise eine Aluminiumlegierung, erleichtert.Finally, a structural element is preferred, which is characterized in that it has a front roof frame element comprising at least one aluminum sheet metal shell. It is joined to the second column element. It is possible that the roof frame element comprises other components in addition to aluminum or an aluminum alloy. Preferably, however, the roof frame element, in particular the sheet metal shell of the roof frame element made of aluminum or an aluminum alloy. It is thus possible to form the roof frame element comparatively easily and also to add it with the same material joining technology with the second pillar element. The use of aluminum or an aluminum alloy results in particular in a weight reduction in a weight-sensitive area of the motor vehicle body shell structure. Particularly preferably, the at least one aluminum sheet shell of the roof frame element is joined to a connection region of the second column element. The components can be optimally matched to one another and connected to one another so that an optimum design with regard to the strength, rigidity and deformability with regard to an accident situation results. In this case, the connection of the components to each other is facilitated by the same base material, namely aluminum or an aluminum alloy.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Showing:

1 eine dreidimensionale Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Strukturelements, und 1 a three-dimensional view of an embodiment of a structural element, and

2 eine schematische Darstellung des zweiten Säulenelements des Ausführungsbeispiels gemäß 1. 2 a schematic representation of the second pillar element of the embodiment according to 1 ,

1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Strukturelements 1 für eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur. Dieses umfasst eine A-Säule 3, die ihrerseits ein erstes, unteres Säulenelement 5 sowie ein zweites, oberes Säulenelement 7 aufweist. Dabei umfasst das erste Säulenelement Aluminium insbesondere hoch- oder höchstfestes Aluminium oder eine Aluminiumlegierung insbesondere hoch- oder höchstfeste Aluminiumlegierung in Blechschalen-Bauweise, wobei es bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als profilierte Blechschale 9 ausgebildet ist. 1 shows a three-dimensional representation of an embodiment of a structural element 1 for a motor vehicle body shell structure. This includes an A pillar 3 , in turn, a first, lower pillar element 5 and a second upper column member 7 having. In this case, the first pillar element comprises aluminum, in particular high-strength or ultrahigh-strength aluminum or an aluminum alloy, in particular high-strength or ultrahigh-strength aluminum alloy in sheet-metal construction, wherein it is in the illustrated embodiment as a profiled sheet metal shell 9 is trained.

Das zweite, obere Säulenelement 7 ist aus Aluminium-Verbund-Guss gebildet. Es weist einen Anschlussbereich 11 auf, in dem ein Dachrahmenelement 13 mit dem zweiten Säulenelement 7 gefügt ist. Dabei ist in dem Anschlussbereich 11 eine materialgleiche Anbindung von Aluminium an Aluminium gegeben, was den Einsatz einfacher, herkömmlicher Fügetechniken ermöglicht.The second, upper column element 7 is made of aluminum composite casting. It has a connection area 11 in which a roof frame element 13 with the second pillar element 7 is added. It is in the connection area 11 a material-like connection of aluminum to aluminum given, which allows the use of simple, conventional joining techniques.

In einer Detaildarstellung rechts oben in 1 ist ein Schnitt durch das Dachrahmenelement 13 dargestellt, woraus sich ergibt, dass dieses bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei miteinander gefügte Aluminium-Blechschalen 15, 15' umfasst, die im Bereich von Fügeflanschen 17, 17' miteinander gefügt sind. Hierdurch erhält auch das Dachrahmenelement 13 eine hohe mechanische Stabilität.In a detailed representation in the upper right corner in 1 is a section through the roof frame element 13 shown, from which it follows that this in the illustrated embodiment two mutually joined aluminum sheet metal shells 15 . 15 ' includes, in the area of joint flanges 17 . 17 ' are joined together. This also gives the roof frame element 13 a high mechanical stability.

In einem Verbindungsbereich 19 sind das erste Säulenelement 5 und das zweite Säulenelement 7 miteinander gefügt. Auch hier können einfache, bekannte Fügeverfahren Anwendung finden, weil eine materialgleiche Anbindung von Aluminium an Aluminium gegeben ist.In a connection area 19 are the first pillar element 5 and the second pillar member 7 joined together. Here, too, simple, known joining methods can be used, because a material-like connection of aluminum to aluminum is given.

2 zeigt eine schematische Detaildarstellung des zweiten Säulenelements 7 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1. Dabei zeigt sich, dass das zweite Säulenelement 7 einen eingegossenen Einleger 21 aufweist, der hier als Stahlrohr ausgebildet ist. Alternativ ist es möglich, dass der Einleger 21 als Aluminium-Strangpressprofil ausgebildet ist. Das zweite Säulenelement 7 wird bevorzugt hergestellt, indem der Einleger 21 – vorzugsweise in einem Druckguss- oder Niederdruckguss-Verfahren – mit dem Material des zweiten Säulenelements 7 umgossen wird. 2 shows a schematic detail of the second pillar element 7 according to the embodiment according to 1 , It turns out that the second column element 7 a cast insert 21 has, which is designed here as a steel tube. Alternatively, it is possible that the depositor 21 is designed as an aluminum extruded profile. The second pillar element 7 is preferably made by the depositor 21 - Preferably in a die-cast or low-pressure casting process - with the material of the second column member 7 is poured over.

In einem Bereich 23, in dem bei einem Unfall eine maximale plastische Verformung zu erwarten ist, ist ein Verstärkungsblech 25 vorgesehen, welches Stahl, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfasst, vorzugsweise aus Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht. Hierdurch kann die Verformbarkeit bei ausreichender Festigkeit und Steifigkeit des zweiten Säulenelements 7 insbesondere in dem hochbelasteten Bereich 23 weiter erhöht werden. Bei ausreichender Duktilität der Gusslegierung kann auf das Verstärkungsblech verzichtet werden und dieser Bereich ebenfalls in Guss ausgeführt werden.In one area 23 , in which in an accident a maximum plastic deformation is to be expected, is a reinforcing plate 25 provided, which comprises steel, aluminum or an aluminum alloy, preferably made of steel, aluminum or an aluminum alloy. This allows the deformability with sufficient strength and rigidity of the second column member 7 especially in the heavily loaded area 23 be further increased. With sufficient ductility of the casting alloy can be dispensed with the reinforcement plate and this area are also carried out in cast iron.

Insgesamt zeigt sich, dass für das Strukturelement ein Leichtbau-Verbund-Materialansatz verwendet wird, der eine Gewichtsreduzierung und insbesondere bei Cabriolets und/oder Roadstern eine optimierte Gewichtsverteilung bei zugleich hoher mechanischer Stabilität, Steifigkeit und Festigkeit ermöglicht. Insbesondere in gewichts-sensitiven Bereichen der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur wird Gewicht eingespart. Daraus ergibt sich auch ein optimiertes NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness) der gesamten Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur. Dadurch, dass insbesondere das zweite, obere Säulenelement 7 mit geringerer Breite ausgebildet sein kann, ergibt sich ein optimierter Sichtwinkel insbesondere für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs. Aus der optimierten Gewichtsverteilung einerseits und der erhöhten mechanischen Festigkeit und Stabilität der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur, welche das Strukturelement aufweist, andererseits, ergibt sich letztlich auch ein optimiertes Verhalten bei einem Unfall.Overall, it has been found that a lightweight composite material approach is used for the structural element, which enables weight reduction and, in particular for convertibles and / or roadsters, optimized weight distribution combined with high mechanical stability, rigidity and strength. Especially in weight-sensitive areas of the motor vehicle shell structure weight is saved. This also results in an optimized NVH behavior (noise, vibration, harshness) of the entire vehicle body shell structure. Characterized in that in particular the second, upper column member 7 can be formed with a smaller width, resulting in an optimized viewing angle especially for a driver of the motor vehicle. From the optimized weight distribution on the one hand and the increased mechanical strength and stability of the motor vehicle body shell structure, which has the structural element, on the other hand, ultimately results in an optimized behavior in an accident.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009041315 A1 [0002]

Claims

Structural element ( 1 ) for a motor vehicle bodyshell structure comprising an A pillar ( 3 ) comprising a first and a second column element ( 5 . 7 ), characterized in that the first column element ( 5 ) is designed as a lower pillar element in a sheet metal construction and comprises aluminum, in particular high-strength or ultrahigh-strength aluminum or a high or very high-strength aluminum alloy, the second pillar element ( 7 ) is formed as an upper column member made of an aluminum composite casting.

Structural element ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the first column element ( 5 ) at least one sheet metal shell ( 9 ) of aluminum, in particular high-strength or ultra-high-strength aluminum or a high-strength or high-strength aluminum alloy.

Structural element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first column element ( 5 ) comprises at least one reinforcing element made of preferably aluminum or an aluminum alloy.

Structural element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second column element ( 7 ) a preferably embedded insert ( 21 ) made of steel, aluminum or an aluminum alloy.

Structural element ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the insert ( 21 ) is designed as a steel tube or as an aluminum extruded profile.

Structural element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second column element ( 7 ) at least one reinforcing plate ( 25 ) made of steel, aluminum or an aluminum alloy, especially in a heavily loaded area ( 23 ) having

Structural element according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the second column element ( 7 ) at least one formed as a casting reinforcing plate ( 25 ).

Structural element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second column element ( 7 ) at least one connection area ( 11 ) for connecting an adjacent component.

Structural element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the structural element ( 1 ) a front roof frame element ( 13 ), the at least one aluminum sheet metal shell ( 15 . 15 ' ) and with the second column element ( 7 ) is added.

Structural element ( 1 ) according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the structural element ( 1 ) a front roof frame element ( 13 ), which has an additional adapter element made of aluminum for connecting the roof frame element, which preferably in the second column element ( 7 ) is introduced.