DE102004049977B4 - Support structure for a self-supporting motor vehicle body with lying in the rear wheel arches - Google Patents

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Abstract

Tragstruktur (10) für eine selbsttragende Längs- und Querträger (15, 15', 16, 16') sowie Schweller (18, 18') umfassende Kraftfahrzeugkarosserie mit hinteren Radhäusern (11), wobei jedes Radhaus (11) von einem etwa U-förmig gebogenen Radhausbügel (13, 13') großer Breite (b) gebildet ist, deren Querschnitt aus rechteckförmigen Hohlprofilen (12, 12', 17) geformt ist, und dessen Schenkelenden (27, 28) an einem Karosserieträger (15, 16, 22) mit der Tragstruktur (10) verbunden sind und deren Scheitelbereiche jeweils eine Lagerfläche (25) für einen Dämpfer (24) bilden, und die Schweller (18, 18') gegenüber den Längsträgern (16, 16') einen unterschiedlichen Bodenabstand aufweisen.Support structure (10) for a self-supporting longitudinal and transverse beams (15, 15 ', 16, 16') and sills (18, 18 ') comprising a motor vehicle body with rear wheel arches (11), each wheel house (11) from an approximately U shaped curved wheel arch (13, 13 ') of large width (b) is formed, whose cross section of rectangular hollow sections (12, 12', 17) is formed, and whose leg ends (27, 28) on a body support (15, 16, 22 ) are connected to the support structure (10) and their apex areas each form a bearing surface (25) for a damper (24), and the sills (18, 18 ') opposite the side rails (16, 16') have a different ground clearance.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur für eine selbsttragende, Längs- und Querträger sowie Schweller umfassende Kraftfahrzeugkarosserie mit im Heckbereich liegenden Radhäusern.The The invention relates to a support structure for a self-supporting, longitudinal and crossbeam as well as sill comprehensive vehicle body with in the rear area lying wheel arches.

Bekanntlich bilden die über Querträger miteinander verbundenen Längsträger des rückwärtigen Bereichs einer Fahrzeugkarosserie eine im Heckbereich liegende Radhäuser umfassende Tragstruktur, die bei einer Fahrzeugkollision in der Lage ist, ausreichend Verformungsenergie aufzunehmen; vgl. EP 0 899 184 A1 .As is known, the longitudinal members of the rear region of a vehicle body which are connected to one another by means of cross members form a support structure comprising rear wheel arches which, in the event of a vehicle collision, is able to absorb sufficient deformation energy; see. EP 0 899 184 A1 ,

Solche aus geformten und mittels Schweißstellen miteinander verbundenen Blechteilen gebildeten Tragstrukturen sind aufwendig in der Herstellung. Infolge des Raumbedarfs der Radhäuser und der unterschiedlichen Bodenabstände von Längsträgern und Schwellern haben diese Blechteile kompliziert gebogene Raumformen und Abkröpfungen und sind zur Versteifung zusätzliche Versteifungselemente nötig, um bei Kollisionen ein Zusammenbrechen des betroffenen Radhauses zu vermeiden, was auch zur Beschädigung des dort befindlichen Tankbereiches führt.Such made of molded and connected by welds Sheet metal parts formed support structures are expensive to manufacture. As a result the space requirements of the wheel arches and the different ground clearances of side rails and sills have these Sheet metal parts complicated curved room shapes and offsets and are additional to stiffening Stiffening elements necessary, at collisions a collapse of the affected wheel arch to avoid what also to damage the tank area located there leads.

In der FR 1 404 309 A wird eine Tragstruktur für eine Kraftfahrzeugkarosserie wiedergegeben. Diese Tragstruktur besteht aus einzelnen Blechen, die umgeformt und untereinander mittels Schweißverbindungen verbunden worden sind. Eine derartige Tragstruktur entspricht nicht den heutigen Anforderungen an ein sicheres Kraftfahrzeug.In the FR 1 404 309 A a support structure for a motor vehicle body is reproduced. This support structure consists of individual sheets that have been reshaped and joined together by means of welded joints. Such a support structure does not meet today's requirements for a safe motor vehicle.

In der DE 42 04 825 C2 wird ein Wagenkasten für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftfahrzeuge, vorgestellt, der durch Strangpressprofile gebildete Träger aufweist. An den Trägern sind Federbeinaufnahmen angeschlossen. Diese, aus Strangpressprofilen gebildete Träger sind nicht in einer gebogenen Struktur vorhanden.In the DE 42 04 825 C2 is a car body for motor vehicles, especially passenger cars, presented, comprising the carrier formed by extruded profiles. On the straps strut mounts are connected. These carriers formed from extruded profiles are not present in a curved structure.

Hier setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, die Ausbildung einer solchen Tragstruktur zu vereinfachen bei gleichzeitiger Erhöhung der von der Tragstruktur aufzunehmenden Verformungsenergie.Here Now uses the invention, which is the object of the Training of such a support structure to simplify while increase the deformation energy to be absorbed by the support structure.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.These Task is in accordance with the invention by the features of claim 1 solved.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further Features of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Tragstruktur mit Hilfe von an einem Karosserieträger, z. B. an über Querträger miteinander verbundenen Längsträgern befestigten, aus Hohlprofilen geformten Radhausbügeln, die im oberen Bereich – vorzugsweise im Falle einer Limousine – über eine Hutablage und im unteren Bereich über einen Querträger miteinander verbunden sind, wird eine verwindungssteife Konstruktion erreicht, die eine optimale Einleitung der Kräfte in die Karosserie in vertikaler Richtung ermöglicht, und zwar mit Hilfe einer weitest gehend einteiligen Lösung, also unter Vermeidung einer Vielzahl von aufwendig geformten Blechteilen unter gleichzeitiger integraler Anbindung von Dämpfern für die Radachsen. Dies führt auf überraschend einfache Weise zu einer signifikanten Kosteneinsparung bei verbesserter Crashfestigkeit.The inventive training the support structure by means of a body support, z. B. to about crossbeam fixed to interconnected side members, formed from hollow profiles wheel arch, in the upper area - preferably in the case of a limousine - over one Parcel shelf and in the lower area via a cross member with each other connected, a warp-resistant construction is achieved, the optimal introduction of forces into the body in vertical Direction allows and with the help of a largely one-piece solution, so while avoiding a variety of elaborately shaped sheet metal parts with simultaneous integral connection of dampers for the wheel axles. This leads to surprising easy way to a significant cost savings with improved Crash resistance.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrere in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.The Invention is described below with reference to several in the drawing more or described less schematically illustrated embodiments.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Seitenansicht einer Tragstruktur gemäß der Erfindung mit einen Radhausbügel als im Heckbereich liegendes Teil einer selbsttragenden Kraftfahrzeugkarosserie, 1 3 shows a side view of a support structure according to the invention with a wheel arch hoop as part of a self-supporting motor vehicle body lying in the rear area,

2 eine Ansicht von hinten auf die Tragstruktur gemäß 1, 2 a view from behind the support structure according to 1 .

3 einen Schnitt durch einen Radhausbügel gemäß der Linie III-III in 1 bestehend aus einem im Querschnitt rechteckigem Hohlprofil, 3 a section through a Radhausbügel according to the line III-III in 1 consisting of a rectangular cross-section hollow profile,

3a einem Schnitt durch ein Hohlprofil gemäß 3 mit zwei Kammern 3a a section through a hollow profile according to 3 with two chambers

4 einen Schnitt durch einen Radhausbügel gemäß der Linie IV-IV in 1 nach seiner Verformung für die Montage, 4 a section through a Radhausbügel according to the line IV-IV in 1 after its deformation for assembly,

4a einen Schnitt durch einen Radhausbügel gemäß 4 nach der Verformung des Profils gemäß 3a 4a a section through a wheel arch according to 4 after the deformation of the profile according to 3a

5a und 5b je eine weitere Ausführungsform des Radhausbügels im Bereich der Linien III-III und IV-IV in 1, 5a and 5b a further embodiment of the wheel arch in the area of the lines III-III and IV-IV in 1 .

6 eine weitere Ausführungsform des Radhausbügels im Bereich der Linie IV-IV in 1 der ein konstantes Profil aufweist. 6 Another embodiment of the wheel arch in the area of the line IV-IV in 1 which has a constant profile.

7 bis 9 Schnitte durch Ausführungsformen der Verbindungsstellen Querträger-Radhausbügel der Tragstruktur gemäß den 1 und 2 und 7 to 9 Sections through embodiments of the joints cross member wheel arch hanger of the support structure according to the 1 and 2 and

10 und 11 Ausführungsformen der Verbindungsstellen der Radhausbügel mit den als Schalenkonstruktionen ausgeführten Längsträgern der Tragstruktur nach den 1 und 2. 10 and 11 Embodiments of the joints of the wheel arch with the longitudinal structures designed as shell structures the support structure after the 1 and 2 ,

12 Ausführungsformen der Verbindungsstellen der Radhausbügel mit den als Profilausgeführten Längsträger der Tragstruktur nach den 1 und 2. 12 Embodiments of the joints of the wheel arch with the profile rail as the longitudinal support of the support structure according to the 1 and 2 ,

Von einer selbsttragenden Kraftfahrzeugkarosserie ist in den 1 und 2 lediglich die rückwärtige die im Heck befindlichen Radhäuser aufnehmende Tragstruktur 10 dargestellt. Die Tragstruktur 10 umfasst je ein Radhaus 11, dessen Form jeweils über ein aus einem Hohlprofil 12, 12' oder 14 geformter Radhausbügel 13, 13' großer Breite (b) bestimmt ist, die mit ihren unteren Enden 27, 28 mit Karosserieträgern 15, 15' und/oder 16, 16' fest verbunden sind.From a self-supporting motor vehicle body is in the 1 and 2 only the rear, the rear wheel arches receiving support structure 10 shown. The supporting structure 10 includes one wheelhouse each 11 , whose shape in each case via a hollow profile 12 . 12 ' or 14 shaped wheel arch 13 . 13 ' large width (b) is determined, with their lower ends 27 . 28 with body mounts 15 . 15 ' and or 16 . 16 ' are firmly connected.

Die Längsträger 15, 15' und Querträger 16, 16' sind fest miteinander verbunden.The side members 15 . 15 ' and crossbeams 16 . 16 ' are firmly connected.

Die Längs- und Querträger können aus Blechschalen oder als Profile ausgeführt werden. Wie dies in den 10 und 11 – aus Blechschalen bestehende Längsträger-, – den 7, 8 und 9 – aus Strangpressprofilen bestehende Querträger – und der 12 – aus Strangpressprofil bestehender Längsträger – dargestellt ist, vgl. 10 bis 11. An die Querträger 16, 16' schließen sich zu beiden Seiten je ein Schweller 18, 18' an, die gegenüber den Längsträger einen unterschiedlichen Bodenabstand aufweisen.The longitudinal and transverse beams can be made of sheet metal shells or as profiles. Like this in the 10 and 11 - consisting of sheet metal shells Längsträger- - 7 . 8th and 9 - consisting of extruded profiles cross member - and the 12 - consisting of extruded profile longitudinal member - is shown, see. 10 to 11 , To the cross members 16 . 16 ' close to each side a sill 18 . 18 ' on, which have a different ground clearance relative to the longitudinal members.

Wie 4 zeigt sind die Radhausbügel 13, 13' – im Falle der Anwendung als Limousine – in ihren Scheitelbereichen über eine Hutablage 20 miteinander verbunden. Über einen unteren Querträger 22, der mit dem Längsträgern 15, 15' und den daran anschließenden Querträgern 16, 16' verbunden ist, wird die vorstehend beschriebene Tragstruktur zu einer sog. Kastenkonstruktion mit hoher Verformungssteifigkeit.As 4 shows are the wheel arch 13 . 13 ' - in the case of use as a limousine - in their apex areas on a parcel shelf 20 connected with each other. Over a lower cross member 22 that with the side rails 15 . 15 ' and the adjoining cross members 16 . 16 ' is connected, the support structure described above to a so-called. Box construction with high deformation stiffness.

Im Falle der Anwendung als Kombi entfällt die Hutablage 20 und die Querträgerverbindung (22) ist entsprechend stärker zu dimensionieren.In the case of application as a combination eliminates the rear shelf 20 and the cross member connection ( 22 ) is to be dimensioned correspondingly stronger.

Wie die 1, 4 und 5b zeigen, greift im Scheitelbereich eines jeden Radhausbügels 13, 13' jeweils ein an der nicht dargestellten Radachse sich abstützender Dämpfer 24 ein. Hierzu ist das Hohlprofil des jeweiligen Radhausbügels – wie die 4 und 5b zeigen – zu einer Auflagefläche 25 für den Dämpfer 24 verformt.As the 1 . 4 and 5b show engages in the apex area of each wheel arch 13 . 13 ' in each case one on the wheel axle, not shown, supporting damper 24 one. For this purpose, the hollow profile of the respective Radhausbügels - like the 4 and 5b show - to a bearing surface 25 for the damper 24 deformed.

Die für die Radhausbügel 13, 13' zu verwendenden Hohlprofile 12, 12' 12'' und 17 können als Einkammer- oder Mehrkammerprofile ausgebildet sein, wie dies in den 3, 3a, 5a und 6 dargestellt ist. Die durch Verformen des jeweiligen Hohlprofils geschaffene Auflagefläche 25 ist hierbei im Scheitelbereich der Radhausbügel; vgl. 4. Als Auflagefläche 25 für den Dämpfer 24 kann aber auch der massive Mittelsteg eines in 6 dargestellten Hohlprofils 17 dienen, sodass hierbei das vorerwähnte Verformen eingespart ist.The for the wheel arch 13 . 13 ' to be used hollow profiles 12 . 12 ' 12 '' and 17 can be designed as a single-chamber or multi-chamber profiles, as shown in the 3 . 3a . 5a and 6 is shown. The created by deformation of the respective hollow profile bearing surface 25 is here in the apex area of the wheel arch; see. 4 , As a support surface 25 for the damper 24 But also the massive middlebridge of a 6 illustrated hollow profiles 17 serve, so that in this case the aforementioned deformation is saved.

Wie bereits erwähnt sind die Radhausbügel 13, 13' in ihren Scheitelbereichen – vgl. Schnitt IV-IV in 1 und 4 – durch einen als Hutablage 20 dienenden Profilträger 30, der mit seinen freien Schenkelteilen 31, 32 den zugewandten Hohlkammerbereich des ihm zugewandten Radhausbügel umfasst, an der Fahrzeuginnenseite miteinander verbunden. An der Fahrzeugaußenseite werden an den dort befindlichen Endbereichen der Radhausbügel die nur angedeuteten Radhausbleche 34 befestigt.As already mentioned are the wheel arch 13 . 13 ' in their vertices - cf. Section IV-IV in 1 and 4 - by a hat rack 20 Serving profile carrier 30 , with its free leg parts 31 . 32 the facing hollow chamber area of the wheel arch facing it, connected to each other at the vehicle interior side. On the outside of the vehicle at the end areas located there the wheel arch are the only hinted wheel arch 34 attached.

Die Verbindungsstellen zwischen den in Fahrtrichtung des nicht dargestellten Fahrzeuges hinten liegenden Schenkeln 28 der Radhausbügel 13, 13' mit den Längsträgern 15, 15', die unterschiedlich, z. B. als zweiteiliges oder einteiliges Hohlprofil aufgebaut sein können, zeigen die 10 und 11. Die Verbindungsstellen der in Fahrtrichtung vorn liegenden Schenkel 27 der Radhausbügeln und den Querträger 16, 16' an dem sich die Schweller 18 anschließen, zeigen die 7 bis 9. Diese Verbindungsstellen sind in an sich bekannter Weise als Schweißverbindung ausgebildet und daher hier nicht näher dargestellt und beschrieben. Den 10 und 11 sind auch die Ausbildung der als Schalenkonstruktion ausgebildeten Längsträger 15, 15' zu entnehmen. Da auch solche Ausbildungen an sich bekannt sind, wird hier auf eine nähere Beschreibung verzichtet. Der 12 ist auch die Ausbildung der als Strangpressprofil ausgebildeten Längsträger 15, 15' zu entnehmen. Da auch solche Ausbildungen an sich bekannt sind, wird hier auf eine nähere Beschreibung verzichtet.The joints between the rear in the direction of travel of the vehicle, not shown 28 the wheel arch 13 . 13 ' with the side rails 15 . 15 ' that are different, z. B. can be constructed as a two-part or one-piece hollow profile, show the 10 and 11 , The joints of the forward leg in the direction of travel 27 the wheel arch and the cross member 16 . 16 ' where the sills are 18 connect, show the 7 to 9 , These connection points are formed in a conventional manner as a welded connection and therefore not shown and described in detail here. The 10 and 11 are also the training of trained as a shell construction longitudinal beams 15 . 15 ' refer to. Since such training courses are also known, a more detailed description is omitted here. Of the 12 is also the training of trained as an extruded side member 15 . 15 ' refer to. Since such training courses are also known, a more detailed description is omitted here.

1010
Tragstruktursupporting structure
1111
Radhauswheelhouse
1212
Hohlprofilhollow profile
12'12 '
Hohlprofilhollow profile
12'12 '
Hohlprofilhollow profile
1313
RadhausbügelRadhausbügel
13'13 '
RadhausbügelRadhausbügel
1414
Stegweb
1515
Längsträgerlongitudinal beams
15'15 '
Längsträgerlongitudinal beams
1616
Querträgercrossbeam
16'16 '
Querträgercrossbeam
1717
Hohlprofil des Radhausbügelshollow profile of the wheel arch
1818
Schwellersill
18'18 '
Schwellersill
2020
Hutablageparcel shelf
2222
Querträgercrossbeam
2424
Dämpferdamper
2525
Auflageflächebearing surface
2727
Schenkelende des Radhausbügelsleg end of the wheel arch
2828
Schenkelende des Radhausbügelsleg end of the wheel arch
3030
Profilträgerprofile support
3131
Schenkelteilleg part
3232
Schenkelteilleg part
3434
RadhausblecheRadhausbleche
3535
Fahrtrichtungdirection of travel

Claims (7)

Tragstruktur (10) für eine selbsttragende Längs- und Querträger (15, 15', 16, 16') sowie Schweller (18, 18') umfassende Kraftfahrzeugkarosserie mit hinteren Radhäusern (11), wobei jedes Radhaus (11) von einem etwa U-förmig gebogenen Radhausbügel (13, 13') großer Breite (b) gebildet ist, deren Querschnitt aus rechteckförmigen Hohlprofilen (12, 12', 17) geformt ist, und dessen Schenkelenden (27, 28) an einem Karosserieträger (15, 16, 22) mit der Tragstruktur (10) verbunden sind und deren Scheitelbereiche jeweils eine Lagerfläche (25) für einen Dämpfer (24) bilden, und die Schweller (18, 18') gegenüber den Längsträgern (16, 16') einen unterschiedlichen Bodenabstand aufweisen.Support structure ( 10 ) for a self-supporting longitudinal and transverse beams ( 15 . 15 ' . 16 . 16 ' ) as well as sills ( 18 . 18 ' ) comprehensive vehicle body with rear wheel arches ( 11 ), each wheelhouse ( 11 ) of an approximately U-shaped wheel arch ( 13 . 13 ' ) of large width (b) is formed, the cross section of rectangular hollow sections ( 12 . 12 ' . 17 ) is formed, and whose leg ends ( 27 . 28 ) on a body support ( 15 . 16 . 22 ) with the supporting structure ( 10 ) and whose apex areas each have a storage area ( 25 ) for a damper ( 24 ), and the sills ( 18 . 18 ' ) opposite the longitudinal members ( 16 . 16 ' ) have a different ground clearance. Tragstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Radhausbügel (13, 13') aus einem mindestens zwei Kammern einschließenden Hohlprofil (12, 12', 17) von rechteckigem Querschnitt besteht und im Scheitelbereich eine durch Verformen seines Mittelbereiches gebildete Lagerfläche (25) aufweist.Support structure according to claim 1, characterized in that each wheel arch ( 13 . 13 ' ) from a hollow profile enclosing at least two chambers ( 12 . 12 ' . 17 ) of rectangular cross-section and in the apex area formed by deforming its central area bearing surface ( 25 ) having. Tragstruktur nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das den Radhausbügel (13, 13') bildende Hohlprofil (12') drei symmetrisch zu einander angeordnete Hohlkammern besitzt, dessen mittlere Kammer im Scheitelbereich des Radhausbügels (13, 13') die durch Umformen gebildete Lagerfläche (25) aufweist.Support structure according to claims 1 and 2, characterized in that the wheel arch ( 13 . 13 ' ) forming hollow profile ( 12 ' ) has three symmetrically arranged to each other hollow chambers, the middle chamber in the apex area of Radhausbügels ( 13 . 13 ' ) the bearing surface formed by forming ( 25 ) having. Tragstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hohlkammern des den Radhausbügel (13, 13') bildenden Hohlprofiles (17) an dessen Endbereichen angeordnet und mittels eines massiven Steges (14) miteinander verbunden sind, der im Scheitelbereich des Radhausbügels als Lagerfläche (25) für den Dämpfer (24) dient.Support structure according to one of the preceding claims, characterized in that the two hollow chambers of the wheel arch ( 13 . 13 ' ) forming hollow profiles ( 17 ) arranged at the end regions and by means of a solid web ( 14 ), which in the apex area of the wheel arch stirrup as storage area ( 25 ) for the damper ( 24 ) serves. Tragstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmigen Radhausbügel (13, 13') in ihren Scheitelbereichen durch einen als Hutablage (20) dienenden Profilträger (30) und in ihren Schenkelbereichen (27, 28) durch ein Querträger (22), zwecks Bildung einer Kastenstruktur, miteinander fest verbunden sind.Support structure according to one of the preceding claims, characterized in that the U-shaped wheel arch ( 13 . 13 ' ) in their vertices by a hat rack ( 20 ) ( 30 ) and in their thigh areas ( 27 . 28 ) by a cross member ( 22 ) are firmly connected together to form a box structure. Tragstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nach der Fahrzeugaußenseite gewandten Endbereiche der Radhausbügel (13, 13') als Anschlussstellen für Radhausbleche (34) dienen.Supporting structure according to one of the preceding claims, characterized in that the end regions of the wheel arch stirrups facing the vehicle exterior ( 13 . 13 ' ) as connection points for wheel arch panels ( 34 ) serve. Tragstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen zwischen Radhausbügel (13, 13') und Längs- und Querträger (15, 15', 16, 16') Schweißverbindungen sind.Support structure according to one of the preceding claims, characterized in that the connections between wheel arch ( 13 . 13 ' ) and longitudinal and transverse beams ( 15 . 15 ' . 16 . 16 ' ) Are welded joints.
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