DE102006047894A1 - Longitudinal chassis beam in front and rear end of motor vehicle, has hollow profile section on his part and crash resistance coming into longitudinal support from front sided inlet position - Google Patents

Longitudinal chassis beam in front and rear end of motor vehicle, has hollow profile section on his part and crash resistance coming into longitudinal support from front sided inlet position Download PDF

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    • B62D21/152—Front or rear frames

Abstract

The longitudinal chassis beam (1) has a hollow profile section and during crash, such as front or rear crash, subjected to a bending or compression stress. The crash resistance coming into the longitudinal support (3) from the front-sided inlet position. The rigidity is reduced in a limited support section, which is directly attached to the inlet position.

Description

Die Erfindung betrifft einen Längsträger im Vorder- oder Hinterwagen eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a longitudinal member in the front or rear of a motor vehicle according to the preamble of the claim 1.

An sich bekannte Karosseriekonzepte in Blechschalenbauweise haben das vorhandene Einsparpotential an Gewicht und Kosten weitestgehend ausgeschöpft. Aufgrund des hohen konstruktiven Reifegrades ist zur weiteren Gewichts- oder Kostenreduzierung der Einsatz anderer Halbzeuge und Werkstoffe erforderlich. Ein weiterer Aspekt ist die Crashperformance. Zur Erfüllung verschiedener Crashlastfälle ist die Aufnahme immer höherer Kräfte notwendig. Die entsprechenden Maßnahmen führen des Öfteren zu einem größeren Fahrzeugüberhang und auch zu höheren Massen.At well-known body concepts in sheet metal shell construction have the Existing potential savings in weight and costs largely exhausted. by virtue of the high degree of design maturity is to further weight or Cost reduction the use of other semi-finished products and materials required. Another aspect is the crash performance. To meet various crash load cases the recording always higher Forces necessary. The appropriate measures Often lead to a larger vehicle overhang and also to higher ones Masses.

Um diesem Problem weitestgehend zu begegnen, ist es seit geraumer Zeit bekannt, im Vorder- bzw. Hinterwagen angeordnete Längsträger mit einer in einem definierten Bereich gezielten Materialdickenverteilung auszubilden, um die Lastaufnahme bzw. die Crashperformance vorteilhaft beeinflussen zu können.Around To meet this problem as far as possible, it is for some time known, in the front or Rear carriage arranged side member with a targeted in a defined area material thickness distribution form, to the load absorption and the crash performance advantageous to be able to influence.

So ist aus der DE 24 21 233 A1 eine Aufbaustruktur für Kraftfahrzeuge bekannt, die durch energieabsorbierende Träger und Wandungen gebildet wird und die ihrerseits einen an die auftretenden Belastungen angepassten unterschiedlichen Wanddickenverlauf aufweisen. Im Besonderen wird hier vorgeschlagen, dass die Wanddicke im entfernt von der Fahrgastzelle liegenden Bereich geringer ist als in einem der Fahrgastzelle benachbarten Bereich. Durch vorstehende Maßnahmen soll unter Krafteinwirkung infolge eines Crashes eine fortlaufende Deformation der Träger und Wandungen mit einer gleichmäßigen Faltenbildung erzielt werden. Vergleichbare Lösungen sind ferner mit der DE 26 19 173 A1 , der DE 26 20 927 A1 und der EP 1 481 743 A2 offenbart, wobei auch hier Längsträger vorgeschlagen werden, die ausgehend von einer etwaigen stirnseitigen Einleitstelle einer Crashbeanspruchung eine zunehmende Wandstärke bzw. Festigkeit respektive Knicksteifigkeit aufweisen.So is out of the DE 24 21 233 A1 a body structure for motor vehicles, which is formed by energy-absorbing support and walls and in turn have adapted to the loads occurring different wall thickness profile. In particular, it is proposed here that the wall thickness in the region remote from the passenger compartment is smaller than in an area adjacent to the passenger compartment. By the above measures, a continuous deformation of the carriers and walls with a uniform wrinkling is to be achieved under force due to a crash. Comparable solutions are further with the DE 26 19 173 A1 , of the DE 26 20 927 A1 and the EP 1 481 743 A2 disclosed, wherein also longitudinal members are proposed, which have starting from a possible frontal Einleitstelle a crash stress increasing wall thickness or strength respectively buckling stiffness.

Zwischenzeitlich wurde nunmehr erkannt, dass sich zwar eine Erhöhung des Kraftniveaus eines Längsträgers für einen etwaigen Versicherungseinstufungstest des Kraftfahrzeugs positiv auswirkt, jedoch sich diese Erhöhung im Falle eines Offsetcrashes auch nachteilig auswirken kann, indem gewünschte Deformationen und Faltenbildungen nachteilig beeinflusst werden.In the meantime, has now been recognized that although an increase in the force level of a longitudinal member for a Any insurance classification test of the motor vehicle positive However, this increase in the case of an offset crash can also adversely affect by desired Deformations and wrinkles are adversely affected.

Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, einen Längsträger an Kraftfahrzeugen derart auszubilden, dass ein möglichst hohes Kraftniveau desselben für Crashfälle bei niedrigen Geschwindigkeiten, insbesondere auch im Hinblick auf einen Versicherungseinstufungstest des Kraftfahrzeugs, mit einer optimalen Leistungsfähigkeit im Offsetcrash bei möglichst geringer Länge etwaig vorgesehener an sich bekannter Deformationselemente sowie geringem Fahrzeugüberhang vorteilhaft kombiniert ist.task The invention is accordingly, a Longitudinal members of motor vehicles in such a way that a possible high level of force of the same for crash cases at low speeds, especially with regard to an insurance classification test of the motor vehicle, with a optimal performance in the offset crash with the lowest possible Length possibly provided per se known deformation elements and low Vehicle overhang is advantageously combined.

Erfindungsgemäß wird bei einem Längsträger im Vorder- oder Hinterwagen eines Kraftfahrzeugs, der seinerseits eine Hohlprofilstruktur aufweist und im Crashfall, wie einem Frontal- und/oder Heckcrash, einer Knick- und/oder Stauchbeanspruchung unterliegt sowie in Längsrichtung des Längsträgers gesehen über eine sich verändernde Eigensteifigkeit verfügt, die gestellt Aufgabe dadurch gelöst, dass ausgehend von der stirnseitigen Einleitstelle der Crashbeanspruchung in den Längsträger in der Abkehr von technisch Üblichem die Eigensteifigkeit desselben in einem begrenzten, sich direkt an besagte Einleitstelle anschließenden Trägerabschnitt abnimmt. Vorteilhafterweise beträgt der begrenzte Trägerabschnitt etwa 5 % bis etwa 30 % der freien Länge des Längsträgers, die ihrerseits durch den Abschnitt des Längsträgers von der Einleitstelle der Crashbeanspruchung respektive vom Trägerende bis etwa zur Stirnwand der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs definiert ist. Bevorzugt beträgt der begrenzte Trägerabschnitt etwa 10 % bis etwa 25 % der freien Länge des Längsträgers. In weiterer besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Abnahme der Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes durch eine inverse Wandstärkenveränderung desselben bewirkt. Die Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes kann kontinuierlich und/oder stufenförmig abnehmen. Der Verlauf der kontinuierlichen Abnahme der Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes kann dabei an eine Linear- und/oder Kurvenfunktion angelehnt sein. Weiter wird vorgeschlagen, dass ein kontinuierlicher Verlauf der Abnahme der Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes infolge inverser Wandstärkenveränderung nach einem an sich bekannten „Verfahren des flexiblen Walzens" und ein stufenförmiger Verlauf der Abnahme der Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes infolge inverser Wandstärkenveränderung nach einer an sich bekannten „Tailored Blanck-Anwendung" oder anderer geeigneter an sich bekannter Verfahren umgesetzt sein kann. Ferner kann der stufenförmige Verlauf der Abnahme der Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes infolge inverser Wandstärkenveränderung auch durch ein oder mehrere an den Trägerabschnitt angeschlossene Verstärkungselemente bewerkstelligt sein, welche durch flache Bleche und/oder durch Hohl- oder Vollprofilstrukturen gebildet sein können. Die Wandstärke des Trägerabschnittes variiert gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einem Bereich von etwa 0,5 mm bis etwa 5 mm, besonders bevorzugt in einem Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 3 mm. Fernerhin ist vorgesehen, dass der Wandstärken-Längen-Gradient des Trägerabschnittes in einem Bereich von 1/10 bis 1/2000, vorzugsweise in einem Bereich von 1/100 bis 1/300 gewählt ist. Wie die Erfindung noch vorsieht, weist der Trägerabschnitt des Längsträgers im Bereich der Einleitstelle der Crashbeanspruchung einen Abschnitt derart erhöhter Eigensteifigkeit auf, dass Lastspitzen infolge besagter Crashbeanspruchung vorteilhaft abgefangen werden. Des Weiteren kann die Hohlprofilstruktur des Trägerabschnittes durch ein im Querschnitt offenes und/oder geschlossenes Hohlprofil gebildet sein. Ebenso kann es sich als zweckmäßig erweisen, wenn der Trägerabschnitt über seinen Längsverlauf unterschiedliche Querschnittsformen und/oder Umfänge aufweist. Schließlich kann stirnseitig des Trägerabschnittes bzw. Längsträgers über eine Schottplatte zumindest ein Deformationselement an demselben angeschlossen sein. Die Erfindung umfasst auch ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem erfindungsgemäß ausgebildeten Längsträger. Dieser Längsträger eignet sich ebenso für ein Kraftfahrzeug, welches durch einen Karosserieleichtbau in Hybridbauweise mit einem Leichtmetallaufbau und einer Stahlplattform gebildet ist.According to the invention, a longitudinal beam in the front or rear of a motor vehicle, which in turn has a hollow profile structure and in the event of a crash, such as a frontal and / or rear crash, subject to buckling and / or compression stress and seen in the longitudinal direction of the longitudinal beam via a changing inherent rigidity has the task solved by the fact that starting from the frontal discharge point of the crash stress in the side member in the departure of the technical usual the inherent stiffness of the same in a limited, directly adjacent to said discharge point support section decreases. Advantageously, the limited support portion is about 5% to about 30% of the free length of the longitudinal member, which in turn is defined by the portion of the longitudinal member from the point of introduction of the crash stress respectively from the support end to about the end wall of the passenger compartment of the motor vehicle. Preferably, the limited support portion is about 10% to about 25% of the free length of the side member. In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the decrease in the inherent rigidity of the support section is caused by the same in an inverse wall thickness change. The inherent rigidity of the support section can decrease continuously and / or in steps. The course of the continuous decrease in the inherent rigidity of the support section can be based on a linear and / or curve function. It is further proposed that a continuous course of the decrease of the inherent rigidity of the support section due to inverse wall thickness change according to a known "method of flexible rolling" and a step-shaped course of decrease of the inherent stiffness of the support section due to inverse wall thickness change according to a known "Tailored Blanck- Application "or other suitable per se known method can be implemented. Furthermore, the step-shaped course of the decrease in the inherent rigidity of the support section due to inverse wall thickness change can also be accomplished by one or more reinforcing elements connected to the support section, which can be formed by flat sheets and / or by hollow or solid profile structures. The wall thickness of the support portion varies according to a preferred embodiment in a range of about 0.5 mm to about 5 mm, more preferably in a range of about 1.5 mm to about 3 mm. Furthermore, it is provided that the wall thickness-length gradient of Carrier portion is selected in a range of 1/10 to 1/2000, preferably in a range of 1/100 to 1/300. As the invention still provides, the support portion of the longitudinal member in the region of the point of introduction of the crash stress on a portion of such increased inherent rigidity that load peaks are advantageously intercepted as a result of said crash stress. Furthermore, the hollow profile structure of the carrier section may be formed by a hollow profile which is open and / or closed in cross section. Likewise, it may prove to be expedient if the support section has different cross-sectional shapes and / or circumferences over its longitudinal course. Finally, at least one deformation element can be connected to the end face of the carrier section or longitudinal carrier via a bulkhead plate. The invention also includes a motor vehicle with at least one longitudinal carrier formed according to the invention. This side member is also suitable for a motor vehicle, which is formed by a lightweight body construction in hybrid construction with a light metal construction and a steel platform.

Der vorgeschlagene Längsträger hat im Hinblick auf herkömmliche mehrere Vorteile. Zum einen verbessert dieser die statischen und dynamischen Eigenschaften sowie die Crashperformance der Kraftfahrzeugkarosserie an sich. Zum anderen ist bei gleichbleibender Performance bzw. einer Leistungssteigerung hinsichtlich der Lastaufnahme im Crashfall eine Gewichtsreduzierung bzw. entsprechend der Auslegung auch eine Reduzierung des Fahrzeugüberhangs durch Kürzung etwaig vorgesehener Deformationselemente möglich.Of the proposed side member has in terms of conventional several advantages. On the one hand, this improves the static and dynamic properties and the crash performance of the vehicle body per se. On the other hand, with consistent performance or one Performance increase in terms of load absorption in the event of a crash Weight reduction or according to the interpretation also a reduction of the vehicle overhang by reduction possibly provided deformation elements possible.

Die Erfindung wird nachstehend an den in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The The invention will now be described schematically with reference to the drawings illustrated embodiments explained in more detail. It demonstrate:

1 eine Kraftfahrzeugkarosserie in einer perspektivischen Seitenansicht mit einem im Vorderwagen angeordneten Längsträger, 1 a motor vehicle body in a perspective side view with a longitudinal member arranged in the front carriage,

2 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Trägerabschnitt des Längsträgers nach 1 in einer Einzeldarstellung, 2 an inventively designed support section of the longitudinal member after 1 in a single presentation,

3 die schematische Darstellung eines inversen Wandstärkenverlaufes des Trägerabschnittes gem. einer ersten Ausführungsform, 3 the schematic representation of an inverse wall thickness curve of the support section gem. a first embodiment,

4 der inverse Wandstärkenverlauf gem. einer zweiten Ausführungsform, und 4 the inverse wall thickness course acc. a second embodiment, and

5 der inverse Wandstärkenverlauf gem. einer dritten Ausführungsform. 5 the inverse wall thickness course acc. a third embodiment.

1 zeigt einen von zwei in Fahrzeugquerrichtung gesehen gegenüberliegend angeordneten und im Bereich der Stirnwand 1 der Fahrgastzelle 2 einer Kraftfahrzeugkarosserie höhenversetzt angeordneten Längsträger 3, der sich vom Vorderwagen 4 ausgehend nach hinten erstreckt und im Bereich der Stirnwand 1 zweifach abgewinkelt nach unten unter das Bodenblech 5 der Fahrgastzelle 2 geführt und wenigstens abschnittsweise an der Stirnwand 1 und/oder dem Bodenblech 5 befestigt, vorzugsweise mit denselben verschweißt ist. 1 shows one of two seen in the vehicle transverse direction opposite arranged and in the region of the end wall 1 the passenger compartment 2 a vehicle body height offset arranged longitudinal beams 3 getting off the front end 4 extending to the rear and in the area of the front wall 1 Twice angled down under the floor panel 5 the passenger compartment 2 guided and at least partially on the front wall 1 and / or the floor panel 5 attached, preferably welded to the same.

Der Längsträger 3 weist seinerseits eine Hohlprofilstruktur auf und ist mit seinem vorderen Trägerende an eine sogenannte Schottplatte 6 angeschlossen, an welche sich wiederum nach vorn ein an sich bekanntes Deformationselement 7 anschließt. An besagtem Deformationselement 7 ist ein nicht näher gezeigter, jedoch an sich bekannter Stoßfänger abgestützt.The side member 3 in turn has a hollow profile structure and is with its front end of the carrier to a so-called bulkhead 6 connected, which in turn forward to a known per se deformation element 7 followed. At said deformation element 7 is a not shown in detail, but supported per se bumper supported.

Die Hohlprofilstruktur kann bekanntermaßen durch ein im Querschnitt offenes oder geschlossenes Hohlprofil oder über die Länge des Längsträgers 3 gesehen durch eine Kombination derartiger Querschnitte gebildet sein (nicht näher gezeigt).The hollow profile structure can be known by a hollow profile open or closed in cross-section or over the length of the longitudinal member 3 seen to be formed by a combination of such cross sections (not shown in detail).

Gem. 1 ist der Längsträger 3 vorliegend zunächst durch ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil 3a gebildet. Auf dem Hohlprofil 3a ist ferner ein zusätzliches U-förmiges Schließteil 3b gesetzt und mit dem Hohlprofil 3a vorzugsweise durch Schweißung derart fest verbunden, dass der Längsträger 3 nunmehr ein 2-Kammer-Hohlprofil aufweist.Gem. 1 is the side member 3 in the present case initially by a hollow profile closed in cross-section 3a educated. On the hollow profile 3a is also an additional U-shaped closing part 3b set and with the hollow profile 3a preferably so firmly connected by welding, that the longitudinal beam 3 now has a 2-chamber hollow profile.

Gesetzt den Fall, es ist eine Frontalcrash zu verzeichnen, so unterliegt besagter vorderer Längsträger 3 einer Knick- und/oder Stauchbeanspruchung. Die einwirkenden Kräfte „F" werden über den Längsträger 3 in benachbarte Karosseriebauteile, u. a. in den Bereich der Fahrgastzelle 2 überführt.Assuming the case, there is a frontal crash, so is subject to said front side member 3 a buckling and / or compression stress. The acting forces "F" are over the side member 3 in adjacent body components, including in the passenger compartment area 2 transferred.

Der Längsträger 3 ist üblicherweise derart ausgebildet, dass dieser infolge der einwirkenden Kräfte „F" derart bereichs- bzw. abschnittsweise geknickt bzw. gefaltet wird, dass in der Folge eine möglichst hohe Absorption der Kräfte „F" bereits vor der Fahrgastzelle 2 bewirkt wird.The side member 3 is usually designed such that this is due to the applied forces "F" such area or sections kinked or folded so that as a result the highest possible absorption of the forces "F" already in front of the passenger compartment 2 is effected.

Herkömmlich ist man bemüht, auf eine derartige Faltenbildung Einfluss zu nehmen, indem in einem definierten Bereich eine gezielte Materialdickenverteilung vorgesehen wird, nämlich derart, dass die Wanddicke im entfernt von der Fahrgastzelle 2 liegenden Bereich geringer ist als in einem der Fahrgastzelle 2 benachbarten Bereich. D. h., die Wanddicke eines beispielsweise vorderen Längsträgers 3 verändert sich nach dem Stand der Technik von vorn nach hinten vom Niederen zum Höheren.Conventionally, efforts are being made to influence such a wrinkle formation by providing a specific material thickness distribution in a defined region, namely such that the wall thickness is removed from the passenger compartment 2 lying area is lower than in one of the passenger compartment 2 adjacent area. D. h., The wall thickness of an example, front side member 3 changes according to the state of the art from front to back from the lower to the higher.

Wie bereits oben dargetan, wirkt sich zwar eine Erhöhung des Kraftniveaus eines derartigen Längsträgers 3 für einen Versicherungseinstufungstest des Kraftfahrzeugs positiv aus, jedoch kann sich diese im Falle eines Offset- respektive Frontalcrashes auch nachteilig auswirken.As already shown above, it does indeed work an increase in the force level of such a longitudinal member 3 for an insurance classification test of the motor vehicle from positive, but this may also have an adverse effect in the event of an offset or frontal crash.

In umfangreichen Versuchen wurde nämlich gefunden, dass im Fall einer Krafteinleitung in den Längsträger 3, beispielsweise während eines Versicherungseinstufungstestes, in der Nähe des Belastungsbereiches und somit im Anschlussbereich an die Schottplatte 6 Spannungsspitzen auftreten. Je weiter man sich vom Ort der Lasteinleitung entfernt, desto weniger ist mit Überlastzonen zu rechnen. In Erkenntnis dessen ist ein definiertes Abfangen der Spannungs- bzw. Lastspitzen gerade in diesem Bereich über eine gezielte Dickenverteilung der Wandung des Längsträgers 3 angezeigt.In extensive experiments, it was found that, in the case of an introduction of force into the side member 3 For example, during an insurance classification test, near the loading area and thus in the connection area to the bulkhead plate 6 Voltage peaks occur. The further you move away from the point where the load is introduced, the less overloaded zones can be expected. In recognition of this is a defined interception of the voltage or load peaks just in this area on a targeted thickness distribution of the wall of the longitudinal member 3 displayed.

In der Abkehr von technisch Üblichem ist nunmehr vorgesehen, dass ausgehend von der stirnseitigen Einleitstelle der Crashbeanspruchung in den Längsträger 3, vorliegend im Anschlussbereich desselben an die Schottplatte 6, die Eigensteifigkeit des Längsträgers 3 in einem begrenzten, sich direkt an besagte Einleitstelle anschließenden Trägerabschnitt 3' abnimmt.In the departure from the technical usual is now provided that, starting from the front-side discharge point of the crash stress in the longitudinal member 3 , In the present case in the connection region thereof to the bulkhead plate 6 , the inherent rigidity of the longitudinal member 3 in a limited, directly to said discharge subsequent support section 3 ' decreases.

Der sich an diesen Trägerabschnitt 3' anschließende Abschnitt des Längsträgers 3 bis zur Stirnwand 1 kann wie herkömmlich, d. h., mit konstanter, mit ansteigender oder auch varaibler Wandstärke bzw. Eigensteifigkeit ausgebildet sein.The himself to this support section 3 ' subsequent section of the longitudinal member 3 to the front wall 1 can be formed as conventional, ie, with constant, with increasing or variable wall thickness or inherent rigidity.

In den umfangreichen Versuchen wurde weiter gefunden, dass in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp, der begrenzte Trägerabschnitt 3' etwa 5 % bis etwa 30 % der freien Länge des Längsträgers 3, die ihrerseits durch den Abschnitt des Längsträgers 3 von der Einleitstelle der Crashbeanspruchung respektive vom Trägerende bis etwa zur Stirnwand 1 der Fahrgastzelle 2 des Kraftfahrzeugs definiert ist, vorzugsweise etwa 10 % bis etwa 25 % der freien Länge des Längsträgers 3 betragen sollte, um besonders wirkungsvoll die auftretenden Spannungs- bzw. Lastspitzen abfangen zu können.In the extensive tests it was further found that, depending on the type of vehicle, the limited beam section 3 ' about 5% to about 30% of the free length of the side member 3 , in turn, through the section of the longitudinal member 3 from the point of introduction of the crash stress respectively from the end of the carrier to approximately the end wall 1 the passenger compartment 2 the motor vehicle is defined, preferably about 10% to about 25% of the free length of the longitudinal member 3 should be able to catch the occurring voltage or load peaks particularly effective.

Im Wesentlichen ist besagte Abnahme der Eigensteifigkeit des Längsträgers 3 im Trägerabschnitt 3' durch eine Wandstärkenreduktion von vorn nach hinten, nachfolgend als inverse Wandstärkenveränderung bezeichnet, bewirkt.In essence, said decrease in the inherent rigidity of the longitudinal member 3 in the vehicle section 3 ' by a wall thickness reduction from front to back, hereinafter referred to as inverse wall thickness change causes.

Wie insbesondere aus den 2 bis 4 ersichtlich, kann diese inverse Wandstärkenveränderung und demgemäß auch die Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes 3' des Längsträgers 3 kontinuierlich abnehmen, indem ein Abschnitt 8a des Trägerabschnittes 3' höherer Materialstärke respektive Wandungsstärke und demgemäß höherer Eigensteifigkeit in einen Abschnitt 8b geringerer Materialstärke/Wandungsstärke und demgemäß geringerer Eigensteifigkeit übergeht.As in particular from the 2 to 4 can be seen, this inverse wall thickness change and, accordingly, the inherent rigidity of the support portion 3 ' of the longitudinal member 3 steadily decrease by a section 8a the carrier section 3 ' higher material thickness or wall thickness and thus higher intrinsic stiffness in a section 8b lower material thickness / wall thickness and thus less inherent stiffness passes.

Dieser Übergang kann, wie in den 2 bis 4 weiter gezeigt, kontinuierlich über einen zwischengeschalteten Übergangsbereich 8c oder gemäß 5 stufenförmig direkt vom Abschnitt 8a zum Abschnitt 8b erfolgen.This transition can, as in the 2 to 4 further shown, continuously via an intermediate transition region 8c or according to 5 stepped directly from the section 8a to the section 8b respectively.

Sicherlich sind auch mehrere Übergangsbereiche 8c, mehrere Stufen und/oder auch eine beliebige Kombination aus derartigen Bereichen denkbar und demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, um besagte inverse Wandungsstärkenveränderung zu bewerkstelligen (nicht näher dargestellt).Certainly there are also several transition areas 8c , several stages and / or any combination of such areas conceivable and accordingly detected by the invention, in order to accomplish said inverse Wandungsstärkenveränderung (not shown).

Für den Fachmann leicht nachvollziehbar, ist vor allem der Abschnitt 8a höherer Materialstärke bzw. Eigensteifigkeit insbesondere auch in seiner Längenausdehnung in Abhängigkeit von der Grundperformance des Längsträgers 3 zu bestimmen.For the expert easy to understand, is especially the section 8a Higher material thickness or inherent rigidity in particular in its longitudinal extent as a function of the basic performance of the longitudinal member 3 to determine.

Infolge des Abfangens der Lastspitzen im Abschnitt 8a unmittelbar hinter der Schottplatte 6 kann vorteilhafterweise der sich unmittebar anschließende Längsträgerbereich, vorliegend der nach hinten führende Längsträgerbereich (Abschnitte 8c, 8b) in seiner Materialstärke und demgemäß Eigensteifigkeit reduziert werden, woraus je nach Auslegung des Längsträgers 3 im Hinblick auf herkömmliche eine Gewichtsreduzierung oder auch eine Leistungssteigerung bei gleichem Gewicht resultiert.As a result of catching the load peaks in the section 8a immediately behind the bulkhead 6 can advantageously be the unmittebar subsequent longitudinal beam area, in this case the leading rearward side rail area (sections 8c . 8b ) are reduced in its material thickness and accordingly inherent rigidity, depending on the design of the longitudinal member 3 in terms of conventional weight reduction or an increase in performance at the same weight results.

Ferner gestattet besagtes Abfangen der Lastspitzen im Abschnitt 8a unmittelbar hinter der Schottplatte 6 eine vorteilhafte Anpassung des Deformationselementes 7, indem dieses beispielsweise kürzer baut und somit eine Verkürzung des Fahrzeugüberhangs bewirkt, welches wiederum positive Aspekte hinsichtlich des Fußgängerschutzes zur Folge hat.Further, said interception of the load peaks in the section allows 8a immediately behind the bulkhead 6 an advantageous adaptation of the deformation element 7 By this example, builds shorter and thus causes a reduction in vehicle overhang, which in turn has positive aspects in terms of pedestrian protection result.

Die Wandstärkenveränderung im Trägerabschnitt 3' kann im Hinblick auf das verwendete Hohlprofil sowohl nach innen als auch nach außen erfolgen.The wall thickness change in the beam section 3 ' can be done both inwardly and outwardly with respect to the hollow profile used.

Wie in den 3 und 4 näher gezeigt, kann eine kontinuierlicher Verlauf 9 der Abnahme der Wandstärke und demgemäß auch der Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes 3' nach einer Linear- oder Kurvenfunktion erfolgen.As in the 3 and 4 shown in more detail, can be a continuous course 9 the decrease in the wall thickness and, accordingly, the inherent rigidity of the support section 3 ' done according to a linear or curve function.

So sind in 3 im Anschluss an den Abschnitt 8a im Abschnitt 8c respektive Übergangsbereich 8c ein rampenförmiger Übergang 9a des inversen Wandstärken- respektive Eigensteifigkeits-Verlaufes 9 nach einer Linearfunktion und in 4 ein stufenloser Übergang 9b nach einer Kurvenfunktion dargestellt (durchgehend gezeichneter Wandstärkenverlauf).So are in 3 following the section 8a in the section 8c respectively transition area 8c a ramp-shaped transition 9a the inverse wall thickness or stiffness course 9 after a linear function and in 4 a stepless transition 9b after a curve function shown (continuous drawn wall thickness curve).

Gleichfalls kann es, wie den 3 und 4 weiter zu entnehmen ist, auch angezeigt sein, gemäß des gestrichelt gezeichneten Wandstärkenverlaufes den Abschnitt 8a in seiner Längsausdehnung wesentlich zu minimieren, so dass der rampenförmige bzw. stufenlose Übergang 9a, 9b weitestgehend direkt an der Einleitstelle der Crashbeanspruchung bzw. der Schottplatte 6 ansetzt.Likewise, it can, like the 3 and 4 can also be seen, according to the dashed line wall thickness course the section 8a to minimize substantially in its longitudinal extent, so that the ramp-shaped or stepless transition 9a . 9b as far as possible directly at the point of introduction of the crash stress or the bulkhead plate 6 attaches.

Zur Umsetzung derartiger Wandstärkenveränderungen bieten sich „Verfahren des flexiblen Walzens" besonders an. Bei diesen Verfahren wird eine Blechplatine mit unterschiedlichen Materialstärken durch Variation des Walzenspaltes während des Walzvorganges erzeugt. Sicherlich sind auch andere geeignete an sich bekannte Maßnahmen zur Dickenreduzierung der Wandung des Trägerabschnittes 3' denkbar und demgemäß durch die Erfindung mit erfasst.In order to implement such changes in wall thickness, "flexible rolling processes" are particularly suitable, in which a sheet metal blank having different material thicknesses is produced by varying the nip during the rolling process Certain other measures known per se for reducing the thickness of the wall of the support section are certainly also known 3 ' conceivable and accordingly covered by the invention.

Denkbar ist es ferner, gleichzeitig mit der Wandstärkenreduzierung über die Länge des Trägerabschnittes 3' gesehen auch eine Veränderung der Querschnittsform und/oder des Umfangs vorzusehen, wodurch eine noch verfeinerte Anpassung der Veränderung der Eigensteifigkeit an definierte Bedingungen gestattet ist.It is also conceivable, simultaneously with the wall thickness reduction over the length of the support section 3 ' also seen to provide a change in the cross-sectional shape and / or the circumference, whereby a more refined adaptation of the change in inherent rigidity is allowed to defined conditions.

Was den stufenförmigen Verlauf 10 der Abnahme der Wandstärke bzw. der Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes 3' des Längsträgers 3 anbelangt, kann dieser beispielsweise durch eine an sich bekannte „Tailored Blank-Anwendung" erfolgen oder indem nicht näher gezeigte, mit dem Trägerabschnitt 3' fest verbundene Verstärkungselemente mit begrenzter Ausdehnung, wie flache Bleche oder auch Hohl- oder Vollprofilstrukturen, die ihrerseits mit dem Trägerabschnitt 3' ebenfalls ein Mehrkammer-Profil ausbilden können, in Anwendung gebracht werden.What the stepped course 10 the decrease in the wall thickness or the inherent rigidity of the support section 3 ' of the longitudinal member 3 As far as this can be done for example by a known "tailored blank application" or not shown in detail, with the support section 3 ' firmly connected reinforcing elements with limited extent, such as flat sheets or hollow or solid profile structures, which in turn with the support portion 3 ' can also form a multi-chamber profile can be brought into application.

Im Rahmen besagter umfangreicher Versuche haben sich Wandstärken des Trägerabschnittes 3' besonders bewährt, die in einem Bereich von etwa 0,5 mm bis etwa 5 mm, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 3 mm variieren.In the context of said extensive experiments have wall thicknesses of the support section 3 ' particularly useful, which vary in a range of about 0.5 mm to about 5 mm, preferably in a range of about 1.5 mm to about 3 mm.

Der Wandstärken-Längen-Gradient des Trägerabschnittes 3' wurde dabei in einem Bereich von 1/10 bis 1/2000, vorzugsweise in einem Bereich von 1/100 bis 1/300 gewählt.The wall thickness length gradient of the beam section 3 ' was selected in a range of 1/10 to 1/2000, preferably in a range of 1/100 to 1/300.

Vorstehende Ausführungsbeispiele stellen im Wesentlichen auf Längsträger 3 im Vorderwagen einer Kraftfahrzeugkarosserie ab.The above embodiments are essentially on side members 3 in the front of a motor vehicle body.

Durch die Erfindung mit erfasst sind jedoch auch nicht näher gezeigte Längsträger 3 im Hinterwagen der Kraftfahrzeugkarosserie. Ausgehend von seinem freien Trägerende bzw. der stirnseitigen Einleitstelle der Crashbeanspruchung infolge eines Heckcrashes nimmt die Eigensteifigkeit des erfindungsgemäßen Trägerabschnittes 3' eines solchen hinteren Längsträgers 3 bzw. dessen Wandstärke in Fahrzeuglängsrichtung gesehen demgemäß von hinten nach vorne ab.However, also covered by the invention with longitudinal members not shown in detail 3 in the rear of the vehicle body. Starting from its free end of the carrier or the frontal Einleitstelle the crash stress due to a rear crash increases the inherent rigidity of the support portion of the invention 3 ' such a rear side member 3 or its wall thickness seen in the vehicle longitudinal direction accordingly from back to front.

Besonders bewährt hat sich eine derartige Ausbildung von Längsträgern 3 an Kraftfahrzeugen mit einem Karosserieleichtbau in Hybridbauweise mit einem Leichtmetallaufbau und einer Stahlplattform.Has proven particularly useful such training of side members 3 on motor vehicles with a lightweight body construction in hybrid construction with a light metal construction and a steel platform.

11
Stirnwandbulkhead
22
Fahrgastzellecabin
33
Längsträgerlongitudinal beams
3'3 '
Trägerabschnittsupport section
3a3a
geschlossenes Hohlprofilclosed hollow profile
3b3b
Schließteilclosing part
44
Vorderwagenfront end
55
Bodenblechfloor panel
66
SchottplatteSchott plate
77
Deformationselementdeformation element
8a8a
Abschnitt höherer Material- bzw. Wandstärke/Eigensteifigkeit des Längsträgers 3 Section of higher material or wall thickness / inherent stiffness of the longitudinal member 3
8b8b
Abschnitt geringerer Material- bzw. Wandstärke/Eigensteifigkeit des Längsträgers 3 Section of lesser material or wall thickness / inherent stiffness of the longitudinal member 3
8c8c
ÜbergangsbereichThe transition area
99
kontinuierlicher Verlauf der Abnahme der Wandstärke/Eigensteifigkeitcontinuous Course of decrease in wall thickness / inherent rigidity
9a9a
rampenförmiger Übergang (Linearfunktion)ramped transition (Linear function)
9b9b
stufenloser Übergang (Kurvenfunktion)stepless transition (Curve function)
1010
stufenförmiger Verlauf der Abnahme der Wandstärke/Eigensteifigkeitstepped course the decrease in wall thickness / inherent rigidity

Claims (18)

Längsträger (3) im Vorder- oder Hinterwagen eines Kraftfahrzeugs, der seinerseits eine Hohlprofilstruktur aufweist und im Crashfall, wie einem Frontal- und/oder Heckcrash, einer Knick- und/oder Stauchbeanspruchung unterliegt, sowie in Längsrichtung des Längsträgers (3) gesehen über eine sich verändernde Eigensteifigkeit verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der stirnseitigen Einleitstelle der Crashbeanspruchung in den Längsträger (3) die Eigensteifigkeit desselben in einem begrenzten, sich direkt an besagte Einleitstelle anschließenden Trägerabschnitt (3') abnimmt.Side members ( 3 ) in the front or rear of a motor vehicle, which in turn has a hollow profile structure and in the event of a crash, such as a frontal and / or rear crash, subject to buckling and / or compression stress, and in the longitudinal direction of the longitudinal member ( 3 ) seen on a changing inherent rigidity, characterized in that starting from the frontal Einleitstelle the crash stress in the longitudinal beam ( 3 ) the inherent rigidity of the same in a limited, directly at said discharge point subsequent support section ( 3 ' ) decreases. Längsträger (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der begrenzte Trägerabschnitt (3') etwa 5 % bis etwa 30 % der freien Länge des Längsträgers (3), die ihrerseits durch den Abschnitt des Längsträgers (3) von der Einleitstelle der Crashbeanspruchung respektive vom Trägerende bis etwa zur Stirnwand (1) der Fahrgastzelle (2) des Kraftfahrzeugs definiert ist, beträgt.Side members ( 3 ) according to claim 1, characterized in that the limited support section ( 3 ' ) about 5% to about 30% of the free length of the longitudinal member ( 3 ), in turn through the section of the longitudinal member ( 3 ) from the point of introduction of the crash stress respectively from the end of the support to about the end wall ( 1 ) of the passenger compartment ( 2 ) of the motor drive is defined. Längsträger (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der begrenzte Trägerabschnitt (3') vorzugsweise etwa 10 % bis etwa 25 % der freien Länge des Längsträgers (3) beträgt.Side members ( 3 ) according to claim 2, characterized in that the limited support section ( 3 ' ) preferably about 10% to about 25% of the free length of the longitudinal member ( 3 ) is. Längsträger (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abnahme der Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes (3') durch eine inverse Wandstärkenveränderung desselben bewirkt ist.Side members ( 3 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the decrease in the inherent rigidity of the support section ( 3 ' ) is caused by an inverse wall thickness change of the same. Längsträger (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes (3') kontinuierlich und/oder stufenförmig abnimmt.Side members ( 3 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inherent rigidity of the support section ( 3 ' ) continuously and / or gradually decreases. Längsträger (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf (9; 9a, 9b) der kontinuierlichen Abnahme der Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes (3') an eine Linear- und/oder Kurvenfunktion angelehnt ist.Side members ( 3 ) according to claim 5, characterized in that the course ( 9 ; 9a . 9b ) of the continuous decrease of the inherent rigidity of the carrier section ( 3 ' ) is based on a linear and / or curve function. Längsträger (3) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der kontinuierliche Verlauf (9; 9a, 9b) der Abnahme der Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes (3') infolge inverser Wandstärkenveränderung nach einem an sich bekannten „Verfahren des flexiblen Walzens" umgesetzt ist.Side members ( 3 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the continuous course ( 9 ; 9a . 9b ) the decrease in the inherent rigidity of the support section ( 3 ' ) is implemented as a result of inverse wall thickness change according to a known "method of flexible rolling". Längsträger (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der stufenförmige Verlauf (10) der Abnahme der Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes (3') infolge inverser Wandstärkenveränderung nach einer an sich bekannten „Tailored Blank-Anwendung" oder anderer geeigneter an sich bekannter Verfahren umgesetzt ist.Side members ( 3 ) according to claim 5, characterized in that the stepped course ( 10 ) the decrease in the inherent rigidity of the support section ( 3 ' ) is implemented as a result of inverse wall thickness change according to a known "tailored blank application" or other suitable per se known methods. Längsträger (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der stufenförmige Verlauf (10) der Abnahme der Eigensteifigkeit des Trägerabschnittes (3') infolge inverser Wandstärkenveränderung durch ein oder mehrere an den Trägerabschnitt (3') angeschlossene Verstärkungselemente bewerkstelligt ist.Side members ( 3 ) according to claim 5, characterized in that the stepped course ( 10 ) the decrease in the inherent rigidity of the support section ( 3 ' ) due to inverse wall thickness change by one or more of the support portion ( 3 ' ) connected reinforcing elements is accomplished. Längsträger (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente durch flache Bleche und/oder durch Hohl- oder Vollprofilstrukturen gebildet sind.Side members ( 3 ) according to claim 9, characterized in that the reinforcing elements are formed by flat sheets and / or by hollow or solid profile structures. Längsträger (3) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Trägerabschnittes (3') in einem Bereich von etwa 0,5 mm bis etwa 5 mm, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 3 mm variiert.Side members ( 3 ) according to one of claims 4 to 10, characterized in that the wall thickness of the support section ( 3 ' ) varies in a range from about 0.5 mm to about 5 mm, preferably in a range from about 1.5 mm to about 3 mm. Längsträger (3) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandstärken-Längen-Gradient des Trägerabschnittes (3') in einem Bereich von 1/10 bis 1/2000, vorzugsweise in einem Bereich von 1/100 bis 1/300 gewählt ist.Side members ( 3 ) according to one of claims 4 to 11, characterized in that the wall thickness-length gradient of the support section ( 3 ' ) is selected in a range of 1/10 to 1/2000, preferably in a range of 1/100 to 1/300. Langsträger (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerabschnitt (3') im Bereich der Einleitstelle der Crashbeanspruchung einen Abschnitt (8a) derart erhöhter Eigensteifigkeit aufweist, dass Lastspitzen infolge besagter Crashbeanspruchung abgefangen werden.Long-bearer ( 3 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the support section ( 3 ' ) in the region of the point of introduction of the crash stress a section ( 8a ) has such increased inherent rigidity that load peaks are intercepted as a result of said crash stress. Längsträger (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofilstruktur des Trägerabschnittes (3') durch ein im Querschnitt offenes und/oder geschlossenes Hohlprofil gebildet ist.Side members ( 3 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the hollow profile structure of the support section ( 3 ' ) is formed by a cross-sectionally open and / or closed hollow profile. Längsträger (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerabschnitt (3') über seinen Längsverlauf unterschiedliche Querschnittsformen und/oder Umfänge aufweist.Side members ( 3 ) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the support section ( 3 ' ) has different cross-sectional shapes and / or circumferences over its longitudinal course. Längsträger (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass stirnseitig des Trägerabschnittes (3') über eine Schottplatte (6) zumindest ein Deformationselement (7) an demselben angeschlossen ist.Side members ( 3 ) according to one of claims 1 to 15, characterized in that the front side of the support section ( 3 ' ) via a bulkhead plate ( 6 ) at least one deformation element ( 7 ) is connected to the same. Kraftfahrzeug mit zumindest einem Längsträger (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 16.Motor vehicle with at least one longitudinal member ( 3 ) according to one of claims 1 to 16. Kraftfahrzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dieses durch einen Karosserieleichtbau in Hybridbauweise mit einem Leichtmetallaufbau und einer Stahlplattform gebildet ist.Motor vehicle according to claim 17, characterized that this by a body light construction in hybrid construction with a light metal structure and a steel platform is formed.
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