DE102009015670B4

DE102009015670B4 - Motor vehicle with a motor side member

Info

Publication number: DE102009015670B4
Application number: DE200910015670
Authority: DE
Inventors: Detlev Dengl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2014-01-23
Anticipated expiration: 2029-04-01
Also published as: DE102009015670A1

Abstract

Kraftfahrzeug mit einem Motorlängsträger (1), der aus zwei Blechschalen (3) besteht, die in Schalenbauweise über einen unteren und einen oberen Flansch (4) miteinander verbunden sind und einen Hohlraum umschließen, wobei das hintere Ende des Motorlängsträgers (1) an der Stirnwand oder an einem Karosserieträger (2) im Bereich der Stirnwand endet, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem hinteren Ende des Motorlängsträgers (1) und der Stirnwand bzw. dem Karosserieträger (2) ein Adapter (6) angebracht ist, der als Blechumformteil einen Einschubflansch (7) und einen Kragen (8) aufweist, wobei der Adapter (6) mit dem Einschubflansch (7) formschlüssig in das hintere Ende des Motorlängsträgers (1) eingeschoben ist, und wobei der Einschubflansch (7) flächig an den Blechschalen (3) des Motorlängsträgers (1) anliegt und mit diesen punktverschweißt ist, während der Kragen (8) flächig am Karosserieträger (2) anliegt und mit diesem punktverschweißt ist.Motor vehicle with a motor longitudinal member (1), which consists of two sheet metal shells (3) which are connected in shell construction via a lower and an upper flange (4) and enclose a cavity, wherein the rear end of the motor longitudinal member (1) on the end wall or ends on a body support (2) in the region of the end wall, characterized in that between the rear end of the motor longitudinal member (1) and the end wall or the body support (2), an adapter (6) is mounted, which serves as sheet metal forming a Einschubflansch ( 7) and a collar (8), wherein the adapter (6) with the insertion flange (7) is positively inserted into the rear end of the motor longitudinal carrier (1), and wherein the insertion flange (7) flat against the sheet metal shells (3) of the Motor longitudinal member (1) is applied and spot-welded with these, while the collar (8) flat against the body support (2) and is spot-welded with this.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Motorlängsträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a motor vehicle with a motor longitudinal beam according to the preamble of patent claim 1.

Aus den Schriften DE 103 05 388 B3 , US 2004/0195864 A1 , JP 2003-300 481 A , DE 60 2004 006 201 T2 , DE 10 2005 040 718 A1 , DE 10 2004 060 190 B4 , DE 10 2004 041 165 B4 und DE 102 35 382 A1 ist jeweils eine Verbindung zweier Karosseriebauteile eines Kraftfahrzeugs mithilfe eines Adapters bekannt.From the scriptures DE 103 05 388 B3 . US 2004/0195864 A1 . JP 2003-300481 A . DE 60 2004 006 201 T2 . DE 10 2005 040 718 A1 . DE 10 2004 060 190 B4 . DE 10 2004 041 165 B4 and DE 102 35 382 A1 is in each case a compound of two body parts of a motor vehicle using an adapter known.

Ferner ist aus der DE 699 01 122 T2 bereits Kraftfahrzeug mit einem Motorlängsträger bekannt, dessen hinteres Ende an einem Karosserieträger im Bereich der Stirnwand endet. Der Motorlängsträger besteht aus zwei Blechschalen, die in Schalenbauweise miteinander verbunden sind, und einen Hohlraum umschließen. Die beiden Blechschalen weisen an ihrem hinteren Ende abgestellte Flansche auf, die an dem Karosserieträger flächig anliegen und mit diesem verschweißt sind. Diese Flansche müssen werkzeugbedingt großzügig ausgeklinkt werden und lassen, je nach Auslegung, keine höherfesten Werkstoffe zu. Die Presswerkzeuge müssen zur Herstellung der abgestellten Flansche mit zusätzlichen Presshubstationen ausgelegt werden. Diese zusätzlichen Stationen lassen oftmals keine kostengünstige Fertigung von zusätzlichen Bauteilen in derselben Werkzeugpresse zu, da die Anzahl von Presshubstationen in Fertigungsstraßen nicht beliebig erweitert werden kann. Zudem muss in den meisten Fällen die Bauteilplatine großzügig ausgelegt werden. Somit ist ein ungünstiger Materialnutzungsgrad unumgänglich.Furthermore, from the DE 699 01 122 T2 already known motor vehicle with a motor side member whose rear end terminates on a body support in the region of the end wall. The motor longitudinal beam consists of two sheet metal shells, which are connected to each other in shell construction, and enclose a cavity. The two sheet metal shells have parked at their rear end flanges, which lie flat against the body support and are welded to it. These flanges have to be disengaged generously due to the tool and, depending on the design, do not allow for higher-strength materials. The pressing tools must be designed for the production of the parked flanges with additional Presshubstationen. These additional stations often do not allow cost-effective production of additional components in the same tool press, as the number of press bosses in production lines can not be arbitrarily extended. In addition, in most cases, the component board must be designed generously. Thus, an unfavorable degree of material utilization is unavoidable.

Auch ist die Materialstärke der Flansche automatisch gleich der des Motorlängsträgers. Die Anbindung des Motorlängsträgers an den Karosserieträger im Bereich einer Stirnwand kann somit funktional nicht erschöpfend ausgelegt werden. Bei einem Frontalcrash zeigen die Blechschalen des Motorlängsträgers ein kerbendes Eindringen in die Geometrie der Stirnwand bzw. des Karosserieträgers.Also, the material thickness of the flanges is automatically equal to that of the motor longitudinal member. The connection of the engine longitudinal member to the body support in the region of an end wall can thus be interpreted functionally not exhaustive. In a frontal crash, the sheet metal shells of the engine longitudinal member show a notching intrusion into the geometry of the end wall or of the body support.

Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Kraftfahrzeug mit einem Motorlängsträger weiterzubilden.The object of the invention is to develop the known motor vehicle with a motor longitudinal member.

Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug mit einem Motorlängsträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a motor vehicle having a motor longitudinal carrier with the features of patent claim 1.

Erfindungsgemäß ist zwischen dem hinteren Ende eines Motorlängsträgers und einer Stirnwand oder einem Karosserieträger im Bereich der Stirnwand ein Adapter angebracht, der flächig an der Stirnwand oder am Karosserieträger anliegt. Der Adapter leitet in den Motorlängsträger bei einem Frontalcrash eingeleitete Kräfte flächig verteilt in die Stirnwand oder in den Karosserieträger ein. Dazu ist der Adapter entsprechend steif ausgelegt. Die bereits aus dem Stand der Technik bekannten, vom Motorlängsträger abgestellten Flansche können diese Anforderung nicht erfüllen, da sie die gleiche Dicke wie der gesamte Motorlängsträger aufweisen und damit nicht ausreichend steif sind. Dadurch kommt es zu einem kerbenden Eindringen, das durch den Adapter vermieden werden kann. Dies ist möglich, weil der Adapter ausschließlich auf diese Funktion abgestimmt werden kann, während die Gestaltung der bekannten, abgestellten Flansche maßgeblich von der Gestaltung der Blechschalen des Motorlängsträgers bestimmt sind. Zudem erhöht der Adapter die Verwindungs-, Torsions- und Biegesteifigkeit der Anbindung des hinteren Endes des Motorlängsträgers an die Stirnwand bzw. an den Karosserieträger.According to the invention, an adapter is mounted between the rear end of a motor longitudinal member and an end wall or a body support in the region of the end wall, which rests flat against the end wall or on the body support. The adapter initiates forces introduced into the longitudinal side member of the engine during a frontal crash, distributed in the end wall or in the body support. For this purpose, the adapter is designed to be stiff. The already known from the prior art, parked off the engine side rails flanges can not meet this requirement, since they have the same thickness as the entire engine longitudinal beams and thus are not sufficiently rigid. This results in a notch intrusion, which can be avoided by the adapter. This is possible because the adapter can be adapted exclusively to this function, while the design of the known, parked flanges are largely determined by the design of the sheet metal shells of the engine side member. In addition, the adapter increases the torsional, torsional and bending stiffness of the connection of the rear end of the engine longitudinal member to the end wall or to the body support.

Dabei weist der Adapter einen Flansch auf, mit dem der Adapter formschlüssig in den aus einem geschlossenen Hohlprofil bestehenden Motorlängsträger einschiebbar ist. Der Flansch ist dabei mit dem Motorlängsträger punktverschweißt. Dies ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, den Adapter form- und stoffschlüssig mit dem Motorlängsträger zu verbinden. Dabei können auch Längentoleranzen des Motorlängsträgers ausgeglichen werden, indem der Adapter unterschiedlich weit in den Motorlängsträger eingelegt wird. Dies erhöht die Verbaubarkeit, da das Längenmaß des Motorlängsträgers im Zusammenbau flexibel ist.In this case, the adapter has a flange, with which the adapter is positively inserted into the existing of a closed hollow profile motor longitudinal member. The flange is spot-welded to the motor side member. This is a simple and inexpensive way to connect the adapter form-fitting and cohesive with the engine runner. In this case, length tolerances of the engine longitudinal carrier can be compensated by the adapter is inserted differently far into the engine runner. This increases the installability, since the length dimension of the motor longitudinal member in the assembly is flexible.

Zudem weist der Adapter einen Kragen zur Anbringung an der Stirnwand oder an dem Karosserieträger auf. Der Kragen liegt dann flächig an der Stirnwand oder am Karosserieträger an und ist mit diesem punktverschweißt. Er stellt sicher, dass bei einem Frontalcrash von vorne in den Motorlängsträger eingeleitete Kräfte flächig in die Stirnwand oder in den Karosserieträger eingeleitet werden.In addition, the adapter has a collar for attachment to the end wall or on the body support. The collar is then flat against the front wall or on the body support and is spot welded with this. It ensures that in a frontal crash, forces introduced from the front into the engine runner are introduced into the front wall or into the body support.

Dabei ist der Adapter ein Blechumformteil. Dies ist eine einfache und bewährte Möglichkeit, ein derartiges Bauteil herzustellen. Günstigerweise besteht der Adapter aus einem höherfesten Stahl. Dies erhöht die Festigkeit des Adapters deutlich gegenüber einem Adapter aus normalem Stahl, ohne dass das Gesamtgewicht des Adapters sich dadurch erhöht. Derartige höherfeste Stahlbleche lassen sich gerade noch sinnvoll zum gewünschten Adapter umformen. Während des Umformvorgangs erhöht sich sogar noch die Streckgrenze der umgeformten Bereiche.The adapter is a sheet metal forming part. This is a simple and proven way to produce such a component. Conveniently, the adapter is made of a high-strength steel. This significantly increases the strength of the adapter over a standard steel adapter without increasing the overall weight of the adapter. Such high-strength steel sheets can just barely transform to the desired adapter. During the forming process, even the yield strength of the formed areas increases.

Bevorzugt besteht der Motorlängsträger aus einem höherfesten Stahl. Dies ist möglich, da die Blechschalen des Motorlängsträgers nun keine Flansche mehr zur Anbindung an die Stirnwand oder an den Karosserieträger im Bereich der Stirnwand aufweisen. Dadurch ist der erforderliche Umformgrad so gering, dass der Einsatz höherfester Stähle möglich ist. Durch den Einsatz solcher Stähle kann die Dicke der Blechschalen bei gleicher Festigkeit und Steifigkeit geringer sein, als bei Blechschalen aus konventionellen Stahlsorten. Dadurch reduziert sich das Gewicht der Karosserie des Kraftfahrzeugs.The motor longitudinal beam preferably consists of a high-strength steel. This is possible since the sheet metal shells of the motor longitudinal member no longer have flanges for connection to the end wall or to the body support in the region of the end wall. As a result, the required degree of deformation is so low that the use of higher-strength steels is possible. By using such steels, the thickness of the sheet metal shells with the same strength and rigidity can be lower than with sheet metal shells made of conventional steel grades. This reduces the weight of the body of the motor vehicle.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.Further advantageous embodiments are the subject of dependent claims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:In the drawing, an embodiment of the invention is shown, by which the invention will be described in more detail below. The individual figures show in a schematic representation:

1 eine perspektivische Ansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten Anbindung eines hinteren Endes eines Motorlängsträgers an einen Karosserieträger im Bereich einer Stirnwand und 1 a perspective view of a known from the prior art connection of a rear end of a motor longitudinal member to a body support in the region of an end wall and

2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anbindung eines hinteren Endes eines Motorlängsträgers an einen Karosserieträger im Bereich einer Stirnwand. 2 a perspective view of an inventive connection of a rear end of a motor longitudinal member to a body support in the region of an end wall.

In 1 ist eine bekannte Anbindung eines Motorlängsträgers 1 an einen Karosserieträger 2 dargestellt, der an einer nicht gezeigten Stirnwand anliegt. Der Motorlängsträger 1 verläuft in Fahrzeuglängsrichtung und besteht aus zwei Blechschalen 3, die in Schalenbauweise über einen unteren und einen oberen Flansch 4 miteinander verbunden sind und einen Hohlraum umschließen. Am hinteren Ende des Motorlängsträgers 1 weisen die Blechschalen 3 abgestellte Verbindungsflansche 5 auf, die flächig am Karosserieträger 2 anliegen und mit diesem punktverschweißt sind. Die Herstellung der Blechschalen 3 mit den abgestellten Verbindungsflanschen 5 ist aufwendig und führt zu einem schlechten Materialnutzungsgrad. Zudem weist die Anbindung des Motorlängsträgers 1 an den Karosserieträger 2 über die Verbindungsflansche 5 funktionale Schwächen bezüglich der Steifigkeit der Anbindung auf. Die Verbindungsflansche 5 können keine höhere Blechdicke als die restlichen Blechschalen 3 aufweisen. Der Einsatz höherfester Stähle für die Blechschalen 3 ist nur sehr eingeschränkt möglich, da der für das Abstellen der Verbindungsflansche 5 erforderliche Umformgrad bei höherfesten Stählen im Allgemeinen nicht gegeben ist.In 1 is a known connection of a motor longitudinal carrier 1 to a body carrier 2 shown, which bears against a front wall, not shown. The motor side member 1 runs in the vehicle longitudinal direction and consists of two sheet metal shells 3 , which in shell construction via a lower and an upper flange 4 are interconnected and enclose a cavity. At the rear end of the engine longitudinal member 1 Show the metal shells 3 parked connecting flanges 5 on, the area on the body carrier 2 abut and are spot welded with this. The production of sheet metal shells 3 with the parked connection flanges 5 is complicated and leads to a poor material utilization. In addition, the connection of the engine side member has 1 to the body carrier 2 over the connecting flanges 5 functional weaknesses regarding the rigidity of the connection to. The connecting flanges 5 can not have a higher sheet thickness than the remaining sheet metal shells 3 exhibit. The use of higher-strength steels for the sheet metal shells 3 is only very limited possible because of the parking of the connecting flanges 5 required degree of deformation for higher strength steels is generally not given.

Bei einem Frontalcrash werden hohe Kräfte in Längsrichtung des Motorlängsträgers 1 eingeleitet, die über die Anbindung in den Karosserieträger 2 abgeleitet werden. Dabei wirkt ein Großteil der eingeleiteten Kräfte direkt über die Stirnseite des Motorlängsträgers 1 auf den Karosserieträger 2 ein, sodass es zu Einkerbungen und Deformationen des Karosserieträgers 2 kommt. Die Verbindungsflansche 5 übertragen nur einen kleinen Teil der eingeleiteten Kräfte.In a frontal crash, high forces in the longitudinal direction of the engine longitudinal beam 1 initiated, via the connection in the body carrier 2 be derived. In this case, a large part of the introduced forces acts directly on the front side of the motor longitudinal member 1 on the body carrier 2 so that there are indentations and deformations of the body 2 comes. The connecting flanges 5 transfer only a small part of the introduced forces.

Bei der in 2 gezeigten erfindungsgemäßen Lösung dagegen weist der Motorlängsträger 1 keine abgestellten Verbindungsflansche 5 auf. Dafür ist zwischen dem Karosserieträger 2 und dem hinteren Ende des Motorlängsträgers 1 ein Adapter 6 zwischengeschaltet. Dieser Adapter 6 ist ein Blechumformteil, das einen Einschubflansch 7 und einen Kragen 8 aufweist. Mit dem Einschubflansch 7 ist der Adapter 6 formschlüssig in das hintere Ende des Motorlängsträgers 1 eingeschoben. Dabei liegt der Einschubflansch 7 flächig an den Blechschalen 3 des Motorlängsträgers 1 an und ist mit diesen punktverschweißt. Der Kragen 8 liegt flächig am Karosserieträger 2 an und ist mit diesem punktverschweißt. Der Übergang zwischen dem Einschubflansch 7 und dem Kragen 8 ist mit einem Radius abgerundet.At the in 2 In contrast, the solution according to the invention shown has the engine side member 1 no parked connecting flanges 5 on. Therefor is between the body carrier 2 and the rear end of the engine runner 1 an adapter 6 interposed. This adapter 6 is a sheet metal forming part, which has a Einschubflansch 7 and a collar 8th having. With the insertion flange 7 is the adapter 6 positive locking in the rear end of the engine longitudinal member 1 inserted. This is the insertion flange 7 flat on the sheet metal shells 3 of the motor longitudinal member 1 and is spot-welded with these. The collar 8th lies flat on the body carrier 2 and is with this point welded. The transition between the insertion flange 7 and the collar 8th is rounded with a radius.

Der Adapter 6 weist eine deutlich höhere Wandstärke auf als die Verbindungsflansche 5. Zudem kann der Adapter 6 aus einem höherfesten Stahl bestehen. Wenn nun bei einem Frontalcrash hohe Kräfte vorne in den Motorlängsträger 1 eingeleitet werden, werden diese am hinteren Ende auf den Adapter 6 übertragen. Dieser liegt flächig mit dem gesamten Kragen 8 an dem Karosserieträger 2 an und ist so biegesteif, dass die eingeleiteten Kräfte auch gleichmäßig über die gesamte Anlagefläche auf diesen übertragen werden. Dadurch wird es zu einer geringeren einkerbenden Wirkung kommen.The adapter 6 has a significantly higher wall thickness than the connecting flanges 5 , In addition, the adapter 6 consist of a high-strength steel. If now in a frontal crash high forces in the front of the engine runners 1 are introduced, these are at the rear end on the adapter 6 transfer. This lies flat with the entire collar 8th on the body carrier 2 and is so rigid that the introduced forces are transmitted evenly over the entire contact surface on this. This will result in a lower notching effect.

Zudem kann auch der Motorlängsträger 2 aus einem höherfesten Stahl bestehen, da die Blechschalen 3 aufgrund der fehlenden Verbindungsflansche 5 einen deutlich geringeren Umformgrad aufweisen, sodass der der maximal mögliche Umformgrad höherfester Stähle ausreicht. Dadurch können die Blechschalen 3 geringere Blechdicken bei gleichbleibender Festigkeit aufweisen, sodass das Gewicht des Motorlängsträgers 2 geringer ist, als bei einem bekannten Motorlängsträger aus einem konventionellen Stahl. Der Adapter 6 ist aufgrund seiner Blechdicke und des höherfesten Stahls sehr steif. Entsprechend ist auch die Anbindung des Motorlängsträgers 2 über den Adapter 6 an den Karosserieträger 2, der an der Stirnwand anliegt, außerordentlich steif. Es gibt weniger funktionale Abstriche an der Anbindung, da der Adapter 6 ausschließlich dafür genau dimensioniert ist.In addition, the engine runner can also 2 made of a high-strength steel, since the sheet metal shells 3 due to the missing connection flanges 5 have a significantly lower degree of deformation, so that the maximum possible degree of deformation of higher-strength steels is sufficient. This allows the metal shells 3 have lower sheet thicknesses with the same strength, so that the weight of the engine side member 2 is lower than in a known engine side member made of a conventional steel. The adapter 6 is very stiff due to its sheet thickness and higher strength steel. The connection of the motor longitudinal member is also corresponding 2 over the adapter 6 to the body carrier 2 , which rests against the front wall, extremely stiff. There are fewer functional compromises on the connection as the adapter 6 is exactly dimensioned for this purpose.

Claims

Motor vehicle with a motor longitudinal member ( 1 ), which consists of two sheet metal shells ( 3 ), which in shell construction via a lower and an upper flange ( 4 ) are interconnected and enclose a cavity, wherein the rear end of the engine longitudinal member ( 1 ) on the front wall or on a body carrier ( 2 ) ends in the region of the end wall, characterized in that between the rear end of the motor longitudinal member ( 1 ) and the end wall or the body support ( 2 ) an adapter ( 6 ) is mounted, as sheet metal forming a Einschubflansch ( 7 ) and a collar ( 8th ), wherein the adapter ( 6 ) with the insertion flange ( 7 ) positively in the rear end of the motor longitudinal member ( 1 ) is inserted, and wherein the insertion flange ( 7 ) flat on the sheet metal shells ( 3 ) of the motor longitudinal member ( 1 ) and is spot-welded with these, while the collar ( 8th ) flat on the body support ( 2 ) and is spot-welded with this.

Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the transition between flange ( 7 ) and collar ( 8th ) is rounded with a radius.