DE102006024815A1 - Transverse member for automotive passenger compartment frame cage has conical side-impact end-fitting - Google Patents

Transverse member for automotive passenger compartment frame cage has conical side-impact end-fitting Download PDF

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Stephan Brausse
Franc Praznik
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Abstract

An automobile has a passenger compartment whose side-impact strength is enhanced by one or more transverse tubes (2) extending side-to-side. The tube bears a conical extension (3) at each end and in the normal condition is separated by a gap from the vehicle body (5). On side-impact the conical extension makes contact with the body wall interior. The gap between the transverse tube end and the conical end-face is closed by an annular ring.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrgastzelle für ein Kraftfahrzeug mit einer die Quersteifigkeit der Fahrgastzelle bei Seitenaufprallbelastungen erhöhenden Rohrkonstruktion gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to a passenger compartment for a motor vehicle with a transverse stiffness of the passenger compartment in side impact loads increasing Pipe construction according to the preamble of claim 1.

Im Unterschied zu normalen Personenkraftwagen in Limousinenform reichen bei Cabriolets und Coupes die beiden fahrzeugseitig angeordneten B-Säulen nur bis kurz unterhalb des Seitenfensterbereiches, so dass sie nicht an einen Dachrahmen der Karosserie-Tragstruktur angebunden sind und dadurch im Vergleich zu einer Limousine deutlich geringere Seitenaufprallbelastungen aufnehmen können.in the Difference to normal passenger cars in limousine form enough in convertibles and coupes, the two B-pillars arranged on the vehicle only until just below the side window area, so they will not are connected to a roof frame of the body support structure and thereby compared to a sedan significantly lower side impact loads be able to record.

Aus der DE 199 43 296 C2 ist eine Fahrgastzelle für einen Personenkraftwagen mit jeweils einer B-Säule auf jeder Karosserieseite bekannt, die in einen unten liegenden Längsschweller mündet. Zur Erhöhung der Quersteifigkeit der Fahrgastzelle bei einem Seitenaufprall ist eine querversteifende Rohrkonstruktion vorgesehen, die sich aus seitlich außen liegenden Verstärkungsrohren und einem sich etwa über die Karosseriebreite erstreckenden, rohrförmigen Versteifungselement zusammensetzt. Dabei ist das rohrförmige Versteifungselement längsendseitig oberhalb der Längsschweller fest mit den angrenzenden Verstärkungsrohren verbunden.From the DE 199 43 296 C2 is a passenger compartment for a passenger car, each with a B-pillar on each body side known, which opens into a lower longitudinal sill. To increase the transverse rigidity of the passenger compartment in a side impact, a transverse stiffening tube construction is provided, which is composed of laterally outer reinforcing tubes and a tubular stiffening element extending approximately over the body width. In this case, the tubular stiffening element is connected longitudinally above the longitudinal rocker fixed to the adjacent reinforcing tubes.

Weitere Fahrgastzellen mit einer entsprechenden Queraussteifung sind beispielsweise aus der EP 0 934 530 B1 , aus der JP 58-126275, aus der JP 08-091245 und der DE 102 09 188 B4 bekannt.Other passenger compartments with a corresponding Queraussteifung are for example from the EP 0 934 530 B1 , from JP 58-126275, from JP 08-091245 and the DE 102 09 188 B4 known.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Fahrgastzelle der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben.The present invention employs dealing with the problem, for a passenger compartment of the generic type improved or at least one other embodiment specify.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruches gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüchen.This Problem is inventively the subject of the independent Claim solved. Advantageous embodiments are the subject of the dependent Claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine stirnendseitige Abstützfläche eines zu einer querversteifenden Rohrkonstruktion gehörenden Querträgers einer Fahrgastzelle durch ein Abstützelement zu vergrößern und damit eine Flächenpressung bei einem Seitenaufprall zu verringern. Der rohrförmige Querträger erstreckt sich dabei in etwa über die gesamte Karosseriebreite und weist das daran längsendseitig befestigte Abstützelement auf. Dieses Abstützelement ist einer Fahrgastzellenwand gegenüberliegend beabstandet angeordnet, so dass im normalen Betriebszustand des Kraftfahrzeuges eine Berührung zwischen Abstützelement und Fahrgastzellenwand nicht erfolgt. Im Seitenaufprallfall stützt sich der Querträger über das Abstützelement an der Fahrgastzellenwand ab. Die Erfindung bietet den Vorteil, durch die vergrößerte Abstützfläche eine bessere Lasteinleitung von der Fahrgastzellenwand in den Querträger und umgekehrt zu bewirken, wodurch eine verbesserte Querversteifung der Fahrgastzelle erreicht wird. Eine derartige Verbesserung der Querversteifung ist insbesondere bei Cabriolets und Coupes von großem Vorteil, da bei diesen Fahrzeugtypen eine Anbindung einer B-Säule an die Dachkonstruktion üblicherweise nicht erfolgt und dadurch die aufzunehmenden Seitenaufpralllasten reduziert sind.The The present invention is based on the general idea, a end-face support surface of a to a querversteifenden tubular construction belonging cross member of a Passenger compartment by a support element to enlarge and thus a surface pressure to reduce in a side impact. The tubular cross member extends about the same the entire body width and has the longitudinal side fixed support on. This support element is arranged at a distance from a passenger compartment wall, so that in the normal operating state of the motor vehicle, a contact between supporting and passenger compartment wall does not take place. In side impact case relies the cross member over the supporting from the passenger compartment wall. The invention offers the advantage through the enlarged support surface a better load transfer from the passenger compartment wall in the cross member and vice versa, whereby an improved transverse stiffening of Passenger compartment is reached. Such an improvement of the transverse stiffening is particularly advantageous for convertibles and coupes, because in these types of vehicles a connection of a B-pillar to the Roof construction usually not done and thereby the male side impact loads are reduced.

Zweckmäßig weist das Abstützelement einen der Fahrgastzellenwand zugewandten Boden auf, über welchen sich das Abstützelement im Seitenaufprallfall an der Fahrgastzellenwand abstützt. Der erfindungsgemäße Boden vergrößert dabei eine Abstützfläche, wodurch die Flächenpressung im Vergleich zu einem Querträger ohne Abstützelement und ohne Boden deutlich reduziert werden kann. Dies bewirkt eine verbesserte Krafteinleitung von der Fahrgastzellenwand in den Querträger und umgekehrt, so dass bei gleichen Stoßbelastungen mit geringeren Deformationen zu rechnen ist.Appropriately points the support element a floor facing the passenger compartment wall over which the support element is supported on the passenger compartment wall in a side impact event. Of the inventive floor increases it a support surface, whereby the surface pressure in comparison to a crossbeam without support element and can be significantly reduced without soil. This causes an improved Force introduction of the passenger compartment wall in the cross member and vice versa, so that at the same impact loads with lower Deformations can be expected.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist das Abstützelement einen von der Fahrgastzellenwand entfernt liegenden Anlagebereich auf, welcher einen zum Außendurchmesser des Querträgers jeweils komplementären Innendurchmesser besitzt und dadurch hülsenartig über den Querträger geschoben werden kann. Eine Verbindung zwischen dem Abstützelement bzw. zwischen dem Anlagebereich des Abstützelementes und dem Querträger kann dabei beispielsweise über eine Verschweißung und/oder Verlötung und/oder Verklebung erfolgen. Der hülsenartig ausgebildete Anlagebereich des Abstützelementes vereinfacht darüber hinaus die Positionierung des Abstützelementes am Querträger, wobei dieses in aufgeschobenem Zustand zwingend koaxial zum Querträger angeordnet ist. Eine ungenaue bzw. falsch positionierte Anordnung des Abstützelementes am Querträger kann dadurch wirksam vermieden werden.at a further advantageous embodiment of the inventive solution the support element a remote from the passenger compartment wall investment area on, which one to the outer diameter of the crossbeam each complementary Inner diameter has and thereby be pushed like a sleeve over the cross member can. A connection between the support element or between the Investment area of the support element and the cross member can do this, for example, over a weld and / or soldering and / or gluing done. The sleeve-like investment area of the support element simplified about it In addition, the positioning of the support element on the cross member, wherein this mandatory in the pushed state coaxial with the cross member is. An inaccurate or incorrectly positioned arrangement of the support element on the cross member can be effectively avoided.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures the drawings.

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

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.preferred embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explains where like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components relate.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,there show, in each case schematically,

1 einen erfindungsgemäßen Querträger mit einem längsendseitig angeordneten Abstützelement, 1 a cross member according to the invention with a longitudinal end arranged supporting element,

2 eine Darstellung wie in 1, wobei jedoch stirnendseitig des Querträgers ein Boden angeordnet ist, 2 a representation like in 1 , wherein, however, at the end face of the cross member, a bottom is arranged,

3 ein erfindungsgemäßer Querträger, mit einem Abstützelement in einer Einbauposition, 3 a cross member according to the invention, with a supporting element in an installed position,

4 eine Darstellung wie in 3, jedoch mit einem anderen Abstützelement. 4 a representation like in 3 but with a different support element.

Entsprechend 1 weist ein rohrförmiger Querträger 1 an einem längsendseitigen Bereich 2 ein Abstützelement 3 auf, welches eine stirnendseitige Abstützfläche vergrößert. Der Querträger 1 ist dabei Teil einer Rohrkonstruktion 4 (vergleiche 3), welche zur Queraussteifung bzw. zur Erhöhung der Quersteifigkeit einer Fahrgastzelle bei Seitenaufprallbelastungen vorgesehen ist. Eine derartige Rohrkonstruktion 4 wird insbesondere bei Cabriolets und Coupes eingesetzt, bei welchen eine B-Säule lediglich bis zu einem unteren Seitenfensterbereich reicht und keine Anbindung an eine Dachkonstruktion besitzt. Die fehlende Anbindung an die Dachkonstruktion bewirkt, dass die B-Säule bei vorgenannten Fahrzeugtypen deutlich geringere Seitenaufprallbelastungen aufnehmen kann, so dass diese zur Erhöhung der Insassensicherheit an die erfindungsgemäße Rohrkonstruktion 4 angebunden wird und dadurch die Fahrgastzelle insgesamt steifer ausgebildet werden kann.Corresponding 1 has a tubular cross member 1 at a longitudinal end area 2 a support element 3 on, which increases a frontal end support surface. The crossbeam 1 is part of a pipe construction 4 (see 3 ), which is provided for Queraussteifung or to increase the transverse stiffness of a passenger compartment in side impact loads. Such a pipe construction 4 is used in particular for convertibles and coupes, in which a B-pillar only extends to a lower side window area and has no connection to a roof structure. The lack of connection to the roof structure causes the B-pillar can absorb significantly lower side impact loads in the aforementioned types of vehicles, so that this to increase the occupant safety of the pipe construction according to the invention 4 is connected and thereby the passenger compartment can be made stiffer overall.

Das Abstützelement 3 ist am Querträger 1 befestigt und einer Fahrgastzellenwand 5 (vergleiche 2) gegenüberliegend beabstandet angeordnet, so dass im normalen Betrieb des Kraftfahrzeuges kein Kontakt zwischen Fahrgastzellenwand 5 und Abstützelement 3 bzw. Querträger 1 besteht, während sich der Querträger 1 im Seitenaufprallfall auch über das Abstützelement 3 an der Fahrgastzellenwand 5 abstützen kann. Dabei enden der Querträger 1 und das Abstützelement 3 vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene.The support element 3 is on the cross member 1 attached and a passenger compartment wall 5 (see 2 ) spaced apart, so that in normal operation of the motor vehicle no contact between the passenger compartment wall 5 and support element 3 or cross member 1 exists while the cross member 1 in side impact also on the support element 3 at the passenger compartment wall 5 can support. This ends the cross member 1 and the support element 3 preferably in a common plane.

Im Unterschied zu 1 weist das Abstützelement 3 gemäß 2 einen Boden 6 auf, über welchen sich das Abstützelement 3 im Seitenaufprallfall an der Fahrgastzellenwand 5 abstützt. Dabei ist der Boden 6 vorzugsweise so angeordnet, dass er in der Ebene liegt, in der das Abstützelement 3 und der Querträger 1 enden. Hierbei ist denkbar, dass der Boden 6 entweder ringförmig ausgebildet ist, wie in 2 dargestellt, und den Querträger 1 mit dem Abstützelement 3 verbindet, oder stirnendseitig derart angeordnet ist, dass eine Verbindung des Bodens 6 mit dem Abstützelement 3 bzw. mit dem Ende des Querträgers 1 an deren Stirnflächen erfolgt.In contrast to 1 has the support element 3 according to 2 a floor 6 on, over which the support element 3 in the side impact case on the passenger compartment wall 5 supported. This is the floor 6 preferably arranged so that it lies in the plane in which the support element 3 and the cross member 1 end up. Here it is conceivable that the ground 6 is either annular, as in 2 shown, and the cross member 1 with the support element 3 connects, or front end side is arranged such that a compound of the soil 6 with the support element 3 or with the end of the cross member 1 takes place at the end faces.

Wie den 1 bis 3 weiter zu entnehmen ist, ist das Abstützelement 3 vorzugsweise konzentrisch zum Querträger 1 ausgebildet und weist eine Trichterform auf. Dabei weist das Abstützelement 3 einen konisch sich aufweitenden Verlauf zum Längsende des Querträgers 1 hin auf und ist zumindest gemäß den 1 bis 3 im Bereich seines kleinsten Querschnittes 7 fest mit dem Querträger 1 verbunden. Eine weitere Verbindung ist gemäß den 2 und 3 über den Boden 6 vorstellbar, mit Hilfe dessen das Abstützelement 3 stirnendseitig koaxial zum Querträger 1 fixiert wird. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das Abstützelement 3 einen von der Fahrgastzellenwand 5 entfernt liegenden Anlagebereich 8 aufweist (vergleiche 4), welcher einen zum Außendurchmesser des Querträgers 1 komplementären Innendurchmesser aufweist, so dass das Abstützelement 3 zur Montage am Querträger 1 in axialer Richtung entlang des Querträgers 1 verschiebbar ist. Ein derartiger Anlagebereich 8 bietet eine verbesserte Anbindung des Abstützelementes 3 an den Querträger 1. Die Verbindung zwischen Abstützelement 3 und Querträger 1 kann dabei beispielsweise über eine Verklebung und/oder eine Verlötung und/oder eine Verschweißung erfolgen.Like that 1 to 3 it can be seen further, is the support element 3 preferably concentric with the cross member 1 formed and has a funnel shape. In this case, the support element 3 a conically widening course to the longitudinal end of the cross member 1 towards and is at least according to the 1 to 3 in the area of its smallest cross-section 7 firmly with the crossbeam 1 connected. Another connection is according to the 2 and 3 over the ground 6 conceivable, with the help of which the support element 3 end face coaxial with the cross member 1 is fixed. Alternatively, it can be provided that the support element 3 one from the passenger compartment wall 5 distant investment area 8th has (compare 4 ), which one to the outer diameter of the cross member 1 Complementary inner diameter, so that the support element 3 for mounting on the cross member 1 in the axial direction along the cross member 1 is displaceable. Such an investment area 8th offers an improved connection of the support element 3 to the cross member 1 , The connection between the support element 3 and crossbeams 1 can be done for example via a bond and / or soldering and / or welding.

Erfindungsgemäß ist die Rohrkonstruktion 4 im normalen Betriebzustand mit ihrem längsendseitigen Bereich 2 beabstandet zur gegenüberliegenden Fahrgastzellenwand 5 angeordnet und kommt nur in einem Seitenaufprallfall mit dieser in Kontakt. Eine aufwändige Montage des längsendseitigen Bereichs 2 an der Fahrgastzellenwand 5 kann dadurch entfallen. Durch die vergrößerte Abstützfläche, welche durch das Abstützelement 3 bzw. den Boden 6 erzeugt wird, wird im Seitenaufprallfall eine geringere Flächenpressung und dadurch eine verbesserte Lasteinleitung in die Fahrgastzellenwand 5 erzielt.According to the invention, the pipe construction 4 in normal operating condition with its longitudinal side area 2 spaced from the opposite passenger compartment wall 5 arranged and comes in a side impact case with this in contact. An elaborate assembly of the longitudinal end area 2 at the passenger compartment wall 5 can be omitted. Due to the enlarged support surface, which by the support element 3 or the soil 6 is generated in the side impact case, a lower surface pressure and thus an improved load introduction into the passenger compartment wall 5 achieved.

Generell kommt die erfindungsgemäße Rohrkonstruktion 2 vorzugsweise bei Cabriolets zum Einsatz.In general, the pipe construction according to the invention 2 preferably used in convertibles.

Claims (8)

Fahrgastzelle für ein Kraftfahrzeug, wobei zur Erhöhung der Quersteifigkeit der Fahrgastzelle bei Seitenaufprallbelastungen eine querversteifende Rohrkonstruktion (4) vorgesehen ist, die einen sich etwa über die Karosseriebreite erstreckenden, rohrförmigen Querträger (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an einem längsendseitigen Bereich (2) des Querträgers (1) ein eine stirnendseitige Abstützfläche vergrößerndes Abstützelement (3) befestigt ist, welches einer Fahrgastzellenwand (5) gegenüberliegend beabstandet angeordnet ist und über welches sich der Querträger (1) im Seitenaufprallfall an der Fahrgastzellenwand (5) abstützt.Passenger compartment for a motor vehicle, wherein to increase the transverse rigidity of the passenger compartment in the event of side impact loads, a transverse stiffening tubular construction ( 4 ) is provided, which extends approximately over the body width, tube shaped cross member ( 1 ), characterized in that at a longitudinal end region ( 2 ) of the cross member ( 1 ) a front end-side supporting surface enlarging supporting element ( 3 ) fixed to a passenger compartment wall ( 5 ) is arranged opposite spaced and over which the cross member ( 1 ) in the side impact case on the passenger compartment wall ( 5 ) is supported. Fahrgastzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (3) einen der Fahrgastzellenwand (5) zugewandten Boden (6) aufweist, mit dem sich das Abstützelement (3) im Seitenaufprallfall an der Fahrgastzellenwand (5) abstützt.Passenger compartment according to claim 1, characterized in that the supporting element ( 3 ) one of the passenger compartment wall ( 5 ) facing floor ( 6 ), with which the support element ( 3 ) in the side impact case on the passenger compartment wall ( 5 ) is supported. Fahrgastzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (3) konzentrisch zum Querträger (1) ausgebildet ist.Passenger compartment according to claim 1 or 2, characterized in that the supporting element ( 3 ) concentric with the cross member ( 1 ) is trained. Fahrgastzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (3) trichterförmig ausgebildet ist.Passenger compartment according to one of claims 1 to 3, characterized in that the supporting element ( 3 ) is funnel-shaped. Fahrgastzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, – dass das Abstützelement (3) einen von der Fahrgastzellenwand (5) entfernt liegenden Anlagebereich (8) aufweist, welcher einen zum Außendurchmesser des Querträgers (1) komplementären Innendurchmesser aufweist, – dass das Abstützelement (3) mit seinem Anlagebereich (8) am Querträger anliegt.Passenger compartment according to one of claims 1 to 4, characterized in that - the supporting element ( 3 ) one of the passenger compartment wall ( 5 ) remote investment area ( 8th ), which one to the outer diameter of the cross member ( 1 ) has complementary inner diameter, - that the support element ( 3 ) with its investment area ( 8th ) abuts the cross member. Fahrgastzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (1) und das Abstützelement (3) in einer gemeinsamen Ebene enden.Passenger compartment according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cross member ( 1 ) and the supporting element ( 3 ) end in a common plane. Fahrgastzelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (6) in der Ebene liegt, in der das Abstützelement (3) und der Querträger (1) enden.Passenger compartment according to claim 6, characterized in that the floor ( 6 ) lies in the plane in which the support element ( 3 ) and the cross member ( 1 ) end up. Fahrgastzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (6) ringförmig ausgebildet ist und den Querträger (1) mit dem Abstützelement (3) verbindet.Passenger compartment according to one of claims 1 to 7, characterized in that the floor ( 6 ) is annular and the cross member ( 1 ) with the supporting element ( 3 ) connects.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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