DE19829832B4

DE19829832B4 - Body structure for a motor vehicle

Info

Publication number: DE19829832B4
Application number: DE19829832A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Morsch
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2018-07-04
Also published as: DE19829832A1

Abstract

Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem aus Hohlprofilen gebildeten Träger (1), der aus Halbschalen (2, 3) zusammengesetzt ist und durch mindestens ein im Innern des Hohlprofils vorgesehenes Verstärkungselement versteift ist, wobei das Verstärkungselement aus einem zumindest abschnittsweise der Form des Trägers (1) über dessen Querschnitt zumindest im wesentlichen entsprechenden langgestreckten Hohlkörper (10) aus miteinander sowie mit dem betreffenden Träger (1) verbundenen Versteifungsschalen (6, 7) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der aus den Versteifungsschalen (6, 7) gebildete Hohlkörper (10) über Haltewinkel (4, 5) mit dem Träger (1) verbunden ist.body structure for a Motor vehicle, with at least one support (1) formed from hollow profiles, which is composed of half-shells (2, 3) and by at least a reinforcing element provided in the interior of the hollow profile is stiffened, wherein the reinforcing element from an at least partially the shape of the carrier (1) over the Cross-section of at least substantially corresponding elongated hollow body (10) from each other as well as with the support (1) associated stiffening shells (6, 7), characterized in that the from the stiffening shells (6, 7) formed hollow body (10) about Bracket (4, 5) with the carrier (1) is connected.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem aus Hohlprofilen gebildeten Träger, der aus Halbschalen zusammengesetzt und durch mindestens ein im Innern des Hohlprofils vorgesehenes Verstärkungselement versteift ist.The The invention relates to a body structure for a motor vehicle, with at least a carrier formed from hollow profiles, composed of half-shells and by at least one provided in the interior of the hollow profile reinforcing element is stiffened.

Die Karosseriestruktur von Kraftfahrzeugen besteht im allgemeinen aus Längsträgern, Querträgern und Säulenträgern, die aus zwei miteinander verbundenen, einen geschlossenen Querschnitt bestimmenden Blech-Halbschalen und gegebenenfalls zwischen diesen Blech-Halbschalen angeordneten Verstärkungsmitteln aus Blech oder Blechprofilen gebildet sind. Neben der Erhöhung der Stabilität der Karosseriestruktur dienen derart ausgeführte Träger auch der Verbesserung des seitlichen Aufprallschutzes. Beispielsweise sind gemäß der DE 31 03 580 A1 und der US 44 62 633 A zur Verbesserung des Insassenschutzes bei Seitenaufprall-Unfällen quer zu den die Türschweller bildenden Längsträgern ausgerichtete Verstärkungsplatten oder Profilteile vorgesehen, die ihrerseits mit einem dem Türschweller benachbarten Bodenblech verbunden sind. Aus der EP 0 037 587 A1 ist es darüber hinaus bekannt, als Verstärkungsmittel für den Türschweller so genannte Schottbleche einzusetzen, die jedoch, ähnlich dem in der DE 31 03 580 A1 unterbreiteten Vorschlag, nur eine punktuelle Versteifung bewirken, die höchsten Sicherheitsanforderungen bei einem Seitenaufprall nicht gerecht wird.The body structure of motor vehicles generally consists of longitudinal members, cross members and column beams, which are formed from two interconnected, a closed cross-section defining sheet metal shells and optionally arranged between these sheet metal shells reinforcing means of sheet metal or sheet metal profiles. In addition to increasing the stability of the body structure so executed carriers also serve to improve the side impact protection. For example, according to the DE 31 03 580 A1 and the US 44 62 633 A to improve the occupant protection in side impact accidents across the door sills forming side rails aligned reinforcing plates or profile parts provided, which in turn are connected to a bottom plate adjacent to the door sill. From the EP 0 037 587 A1 It is also known to use as reinforcing means for the door sill so-called bulkhead plates, however, similar to that in the DE 31 03 580 A1 proposal, to provide only a point stiffener that does not meet the highest safety requirements in a side impact.

Des Weiteren beschreibt die DE 195 28 874 A1 eine Karosseriestruktur für Kraftfahrzeuge mit als zweiteilige Hohlprofilträger ausgebildeten Trägerelementen, bei der im Innern des Hohlprofilträgers eine zur Kraftübertragung von der Außenseite zur Innenseite des Fahrzeugs vorgesehene Profilanordnung mit einem flächig gestalteten Krafteinleitungsblech ausgebildet ist, die an einer von den Trägerelementen entfernten Tragstruktur abstützbar ist. Diese mehrteilige Profilanordnung ist jedoch vergleichsweise kompliziert ausgeführt und nur mit erheblichem Fertigungs- und Montageaufwand herstellbar.Furthermore, the describes DE 195 28 874 A1 a body structure for motor vehicles formed as a two-part hollow-profile carrier elements, wherein in the interior of the hollow profile carrier for force transmission from the outside to the inside of the vehicle provided profile arrangement is formed with a two-dimensional force introduction plate, which is supported on a remote from the support elements supporting structure. However, this multi-part profile arrangement is designed comparatively complicated and can be produced only with considerable manufacturing and assembly costs.

Beim Schutz der Fahrzeuginsassen gegen Aufprallkräfte von der Seite kommt der mit den Längsträgern im Bodenbereich und im Dachbereich verbundenen B-Säule, die im allgemeinen neben dem Fahrer- und dem Beifahrersitz angeordnet ist und bei einer Verformung infolge eines Seitenaufpralls in erheblichem Maße die Verletzungsgefahr beeinflusst, besondere Bedeutung zu. Bei einer unter diesem Aspekt speziell auf die B-Säule bezogenen Ausbildung der Karosseriestruktur gemäß der DE 195 31 982 A1 ist die B-Säule auch mit einer Versteifung versehen, die jedoch nicht ursächlich zur Vermeidung des Durchbiegens der B-Säule bei einem Seitenaufprall dient. Vielmehr ist die B-Säule in Verbindung mit den an diesen angeschlossenen Längsträgern so ausgeführt, dass sie einen bei Krafteinwirkung nachgebenden Abschnitt aufweist und bei einem Seitenaufprall als Ganzes in den Fahrzeuginnenraum verschoben wird, um ein Durchbiegen in einem mittigen Bereich zu verhindern und dadurch die Gefahr der Verletzung der Fahrzeuginsassen zu mindern. Jedoch ist auch diese Art der Ausbildung der Karosseriestruktur unter dem Aspekt des Seitenaufprallschutzes im Bereich der B-Säule mit einem erheblichen Herstellungsaufwand verbunden.In protecting the vehicle occupants against impact forces from the side, the B-pillar connected to the side rails in the floor area and the roof area, which is generally located adjacent to the driver's and passenger's seats, significantly affects the risk of injury in the event of deformation due to a side impact. special importance. In an under this aspect specifically related to the B-pillar design of the body structure according to the DE 195 31 982 A1 The B-pillar is also provided with a stiffening, but not causally used to prevent bending of the B-pillar in a side impact. Rather, the B-pillar, in conjunction with the side members connected thereto, is designed to have a force-yielding portion and, in the event of a side-impact, be displaced as a whole into the vehicle interior to prevent sagging in a central area and thereby the danger to reduce the injury to the vehicle occupants. However, this type of training of the body structure is also associated with a considerable outlay in terms of side impact protection in the area of the B-pillar.

Schließlich ist aus der DE 951 549 B ein Fahrgestellrahmen für Kraftfahrzeuge mit einem oberen und einem unteren Pressteil bekannt. Die Pressteile weisen einen U-förmigen Querschnitt auf und sind an ihren Randflanschen auf ganzer Länge miteinander verschweißt. Innerhalb des gebildeten Rahmens sind geschlossene Kästen eingesetzt, die ihrerseits durch zwei topfartige Pressteile gebildet und an ihren Längsrändern mit Flanschen des Rahmens verschweißt sind.Finally, out of the DE 951 549 B a chassis frame for motor vehicles with an upper and a lower pressing known. The pressed parts have a U-shaped cross section and are welded together at their edge flanges along their entire length. Within the frame formed closed boxes are used, which in turn are formed by two cup-like pressed parts and welded at their longitudinal edges with flanges of the frame.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, Trägerelemente der Karosserie von Kraftfahrzeugen so weiterzubilden, dass unter dem Blickwinkel des Aufprallschutzes mit geringem Herstellungs- und Montageaufwand eine hohe Biegesteifigkeit erzielt wird und insbesondere im Bereich der B-Säule eine hohe Sicherheit beim Seitenaufprall gewährleistet ist.In front In this background, it is an object of the invention to support elements the body of motor vehicles educate so that under the perspective of impact protection with low manufacturing and assembly costs high bending stiffness is achieved and in particular in the area of the B-pillar a high level of safety during side impact is guaranteed.

Ausgehend von einer Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem aus Hohlprofilen gebildeten Träger der aus Halbschalen zusammengesetzt ist und durch mindestens ein im Innern des Hohlprofils vorgesehenes Verstärkungselement versteift ist, wobei das Verstärkungselement aus einem zumindest abschnittsweise der Form des Trägers über dessen Querschnitt zumindest im wesentlichen entsprechenden lang gestreckten Hohlkörper aus miteinander sowie mit dem betreffenden Träger verbundenen Versteifungsschalen besteht, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass der aus den Versteifungsschalen gebildete Hohlkörper über Haltewinkel mit dem Träger verbunden ist.outgoing from a body structure for a Motor vehicle, with at least one formed from hollow sections carrier which is composed of half-shells and by at least one stiffened in the interior of the hollow profile reinforcing element is stiffened, wherein the reinforcing element made an at least partially the shape of the carrier over the cross section at least essentially corresponding elongated hollow body together and with the support concerned associated stiffening shells exists, the task is achieved by the fact that the stiffening shells formed hollow body via bracket with the carrier connected is.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt mit anderen Worten darin, dass Hohlprofil-Träger der Karosseriestruktur durch einen Hohlkörper verstärkt sind, der sich einerseits durch eine hohe Biegesteifigkeit und andererseits durch ein geringes Gewicht auszeichnet und der zumindest abschnittsweise über seine Länge an dem jeweiligen Träger mittels Haltewinkel gehalten ist, welche ihrerseits eine einfache Montage gestatten. An den Enden ist das versteifende Hohlprofil darüber hinaus bevorzugt an anschließenden Quer-, Längs- oder Säulenträgern und/oder an den darin zur Versteifung befestigten Hohlprofilen abstützbar. Sind beispielsweise die B-Säulen einer Karosseriestruktur in der erfindungsgemäßen Art versteift, werden diese bei einem Seitenaufprall in Abhängigkeit von der Stärke des Aufpralls nicht oder nur in geringem Maße zum Fahrzeuginnenraum hin verbogen, so dass eine hohe Sicherheit im Fahrzeuginnenraum gewährleistet ist. Die so verstärkte Karosseriestruktur bzw. deren Träger sind zudem vergleichsweise einfach herstellbar.In other words, the basic idea of the invention lies in the fact that hollow-section beams of the body structure are reinforced by a hollow body, which on the one hand is characterized by high flexural strength and, on the other hand, by low weight and which is held at least in sections over its length on the respective support by means of a retaining bracket is, which in turn allow easy installation. Moreover, at the ends, the stiffening hollow profile is preferably at adjoining transverse, longitudinal or column carriers and / or at the hollow profiles fastened therein for stiffening supportable. If, for example, the B-pillars of a body structure are stiffened in the manner according to the invention, they will not be deflected in the event of a side impact, depending on the severity of the impact, or only to a small extent toward the vehicle interior, so that a high level of safety in the vehicle interior is ensured. The thus reinforced body structure and its carrier are also relatively easy to produce.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die den Hohlkörper bildenden Versteifungsschalen im Druckgussverfahren aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus Aluminium und/oder Magnesium und/oder deren Legierungen, gefertigt. Dadurch ist es möglich, die Versteifungsschalen zumindest abschnittsweise in einer der gegebenenfalls komplizierten Form der Träger folgenden Gestalt auszubilden. Gleichzeitig können zur gegenseitigen Verbindung der beiden Versteifungsschalen an deren aneinander stoßenden Rändern Verbindungselemente, beispielsweise nach dem Nut-Feder-Prinzip, angeformt sein. Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit auf der Grundlage der Herstellung der Versteifungsschalen nach dem Druckgussverfahren besteht darin, dass an die Innenseiten der Versteifungsschalen verschiedene Funktionselemente, wie beispielsweise Aufnahmen für Scharniere, Türbänder, Türfeststeller, Gurtumlenkungen, Gurtführungen und Retraktoren, angeformt sind.To Another feature of the invention are the hollow body forming Stiffening shells in the die-casting of a light metal or a light metal alloy, in particular aluminum and / or Magnesium and / or their alloys, manufactured. That's it possible, the stiffening shells at least partially in one of the optionally complicated shape of the carrier following Forming shape. At the same time can be used for mutual connection the two stiffening shells at their abutting edges fasteners, For example, according to the tongue and groove principle, be formed. Another design option based on the production of stiffening shells after the die casting process is that on the insides of the stiffening shells various functional elements, such as recordings for Hinges, door hinges, door retainers, Belt redirections, belt guides and retractors, are formed.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die Versteifungsschalen durch eine Schraub-, Niet- und/oder Klebeverbindung im Bereich ihrer ineinander greifenden oder überlappenden Randbereiche miteinander verbunden. Diese Verbindung kann gleichzeitig dazu genutzt werden, den aus den Versteifungsschalen gebildeten Hohlkörper über die im Innern des Trägers angebrachten Haltewinkel, am Träger zu befestigen.In Another embodiment of the invention, the stiffening shells by a screw, rivet and / or Adhesive bond in the area of their interlocking or overlapping Border areas connected to each other. This connection can be simultaneous used to make the formed of the stiffening shells Hollow body over the inside the carrier attached bracket, on the carrier to fix.

In Ausgestaltung der Erfindung können die Versteifungsschalen durch in diese integrierte Verstärkungsmittel aus hochfestem Material, beispielsweise eingegossene U-Profilabschnitte aus Stahl, zusätzlich versteift sein.In Embodiment of the invention can the stiffening shells by integrated in this reinforcing means made of high-strength material, such as cast U-profile sections made of steel, in addition be stiffened.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist es auch denkbar, die Hohlkörper einteilig als an einer Längsseite offene, am Träger abgestützte Versteifungsschale mit oder ohne zusätzliche Verstärkungseinlage auszubilden.In Advantageous development of the invention, it is also conceivable that hollow body in one piece as on a long side open, on the carrier supported Reinforcement shell with or without additional reinforcement insert train.

Weitere Merkmale, zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung.Further Features, expedient refinements and advantages of the invention will be apparent from the claims and the following description of an embodiment of the invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung, deren einzige Figur in einer Schnittdarstellung schematisch die B-Säule einer Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs wiedergibt, näher erläutert.One embodiment The invention is based on the drawing, whose only figure in a sectional view schematically the B-pillar of a body structure of a motor vehicle, explained in more detail.

Gemäß der Zeichnung besteht der eine B-Säule 1 bildende Träger aus zwei an seitlichen Befestigungsflanschen 2a, 3a miteinander verbundenen äußeren Träger-Halbschalen 2, 3 aus Blech. In dem Verbindungsbereich zwischen den beiden Befestigungsflanschen 2a, 3a ist außerdem jeweils ein Haltewinkel 4 bzw. 5 starr befestigt. Innerhalb des durch die beiden Träger-Halbschalen 2 und 3 gebildeten Hohlraums befinden sich zwei Versteifungsschalen 6 und 7, die an ihren offenen Stirnrändern durch eine Nut-Feder-Verbindung zur Bildung eines Hohlkörpers 10 aneinandergesteckt sind und in diesem Berührungsbereich durch Schraubverbindungen 8 einerseits miteinander und zum anderen mit dem jeweils freien Schenkel der Haltewinkel 4 bzw. 5 verbunden sind. Der aus den Versteifungsschalen 6, 7 gebildete Hohlkörper 10 entspricht im Querschnitt und in seiner Längserstreckung im wesentlichen der Form der B-Säule 1. Im Inneren der Versteifungsschalen 6, 7 befinden sich jeweils zur weiteren Erhöhung ihrer Stabilität eingegossene U-Profil-Abschnitte 11 aus hochfestem Stahl.According to the drawing, there is a B-pillar 1 forming beams of two on lateral mounting flanges 2a . 3a interconnected outer carrier half-shells 2 . 3 made of sheet metal. In the connection area between the two mounting flanges 2a . 3a is also a bracket 4 respectively. 5 rigidly attached. Inside through the two carrier half shells 2 and 3 formed cavity are two stiffening shells 6 and 7 , which at their open front edges by a tongue and groove connection to form a hollow body 10 are stuck together and in this contact area by screw 8th on the one hand with each other and on the other with the respective free leg of the bracket 4 respectively. 5 are connected. The one from the stiffening shells 6 . 7 formed hollow body 10 corresponds in cross-section and in its longitudinal extent substantially the shape of the B-pillar 1 , Inside the stiffening shells 6 . 7 are each to further increase their stability cast U-profile sections 11 made of high-strength steel.

Die Versteifungsschalen 6, 7 bestehen aus Aluminium und werden im Druckgußverfahren hergestellt. An den Innenflächen der Versteifungsschalen können Gurtführungen und Aufnahmen für Scharniere, Türbänder, Türfeststeller und dgl. (in der Zeichnung nicht dargestellt) angegossen sein. Des weiteren können die Flanschverbindungen der äußeren Träger-Halbschalen 2, 3 mit dem zwischen diesen eingeschlossenen Haltewinkel 4, 5 über eine äußere Klammer 9 abgedeckt sein. Die Enden der Hohlkörper 10 können außerdem an den an die B-Säule 1 anschließenden Längsträgern oder Querträgern bzw. den in diesen befestigten versteifenden Hohlkörpern abgestützt sein.The stiffening shells 6 . 7 consist of aluminum and are produced by die casting. On the inner surfaces of the stiffening shells belt guides and receptacles for hinges, door hinges, door retainers and the like. (Not shown in the drawing) may be cast. Furthermore, the flange of the outer carrier half shells 2 . 3 with the bracket enclosed between them 4 . 5 over an outer bracket 9 be covered. The ends of the hollow body 10 can also be attached to the B-pillar 1 be supported subsequent longitudinal members or cross members or in this fixed stiffening hollow bodies.

11: Träger, B-SäuleCarrier, B-pillar
2a, 3a2a, 3a: Befestigungsflanschemounting flanges
2, 32, 3: Träger-HalbschalenSupport half-shells
4, 54, 5: Haltewinkelbracket
6, 76 7: Versteifungsschalenstiffening shells
88th: Schraubverbindungscrew
99: Klammerclip
1010: Hohlkörperhollow body
1111: Stahl-U-ProfilabschnitteSteel U-profile sections

Claims

Body structure for a motor vehicle, comprising at least one support ( 1 ) made of half shells ( 2 . 3 ) is stiffened by at least one provided inside the hollow profile reinforcing element, wherein the reinforcing element consists of an at least partially the shape of the carrier ( 1 ) over its cross-section at least substantially corresponding elongated hollow body ( 10 ) of each other and of the institution concerned ( 1 ) connected stiffening shells ( 6 . 7 ), characterized in that the stiffening shells ( 6 . 7 ) formed hollow body ( 10 ) via brackets ( 4 . 5 ) with the carrier ( 1 ) connected is.

A body structure according to claim 1, characterized in that the stiffening shells ( 6 . 7 ) are produced in the die-casting of light metal or a light metal alloy.

A body structure according to claim 1 or 2, characterized in that the two stiffening shells ( 6 . 7 ) for forming the hollow body ( 10 ) are joined together at their front edges according to the tongue and groove principle and / or overlapping and are interconnected in this contact area.

Body structure according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bracket ( 4 . 5 ) with a leg between outwardly directed mounting flanges ( 2a . 3a ) of the carrier half-shells ( 2 . 3 ), while its second leg with that of the stiffening shells ( 6 . 7 ) formed hollow body ( 10 ) connected is.

A body structure according to claim 4, characterized in that the mounting flanges ( 2a . 3a ) by means of a bracket ( 9 ) are covered.

Body structure according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ends of the hollow body ( 10 ) to the respective carrier ( 1 ) subsequent carrier or to the attached in this stiffening hollow body ( 10 ) are connected.

A body structure according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the carrier is a B-pillar ( 1 ), preferably at the stiffening shells ( 6 . 7 ) Gurtführungen or recordings for hinges, door retainers and / or door hinges are formed.

A body structure according to claim 7, characterized in that when a B-pillar ( 1 ) serving carriers the upper and lower ends of the hollow body formed from stiffening shells ( 10 ) are connected to other hollow bodies in the roof and floor area of the motor vehicle to form an annular stiffener.

Body structure according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the stiffening shells ( 6 . 7 ) are integrated additional reinforcing elements made of a high-strength material.

Body structure according to claim 9, characterized that the extra reinforcing elements U-profile sections are made of steel.