DE102009039973A1 - Motor vehicle for use with tail or central engine, has body structure, which has multiple carrier elements connected in knot ranges - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen, insbesondere mit einem Heck- oder Mittelmotor, nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a motor vehicle, in particular with a rear or center motor, according to the preamble of patent claim 1.
Solche Kraftwagen sind dem Stand der Technik als allgemein bekannt zu entnehmen. Die Verbindung von Trägerelementen der Karosserie über jeweilige Knotenelemente ist als sog. Spaceframe-Bauweise bekannt.Such cars are known in the art as generally known. The connection of carrier elements of the body via respective node elements is known as a so-called. Spaceframe design.
Spaceframes, auch als Raumfachwerke bekannt, ermöglichen die Konstruktion von Karosserien, deren Trägerelemente in ihrer Lage optimal auf im Betrieb zu erwartende Lastpfade angepasst werden können. Eine solche Karosserie ist beispielsweise in der
Von besonderer Bedeutung ist es hierbei, eingeleitete Kräfte – beispielsweise im Fall eines Unfalls – über möglichst viele Lastpfade zu verteilen. Bei bekannten Karosserien macht dies eine Vielzahl von Knotenpunkten im Raumfachwerk notwendig. Dies führt zu hohen Herstellungskosten solcher Karosserien, da die Knotenelemente aufwändig als Druckgussbauteile gefertigt werden müssen und oftmals auch einer komplexen spanenden Nachbehandlung unterzogen werden.Of particular importance here is to distribute initiated forces - for example in the case of an accident - over as many load paths as possible. In known bodies this makes a large number of nodes in the space framework necessary. This leads to high production costs of such bodies, since the node elements must be laboriously manufactured as die-cast components and often also subjected to a complex machining aftertreatment.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so weiter zu entwickeln, dass eine besonders gute Kraftverteilung in der Karosserie bei gleichzeitig geringer Anzahl von Knotenelementen erzielt wird.The present invention is therefore based on the object, so to develop a motor vehicle according to the preamble of claim 1, that a particularly good power distribution in the body is achieved with a small number of node elements.
Diese Aufgabe wird durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein solcher Kraftwagen umfasst eine Heck- oder Frontkarosseriestruktur, welche eine Mehrzahl von Trägerelementen aufweist, welche in Knotenbereichen verbunden sind. Unter Heckkarosseriestruktur soll dabei derjenige Teil der Karosserie verstanden werden, der in Fahrzeuglängsrichtung hinter einer Rückwand der Fahrgastzelle der Karosserie liegt, als Frontkarosseriestruktur der Bereich, der vor einer Stirnwand der Fahrgastzelle liegt. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass in jedem der Knotenbereiche jeweils wenigstens 4 Trägerelemente verbunden sind. Über ein Trägerelement in einen Knotenbereich eingeleitete Kräfte können also von einer Mehrzahl von Trägerelementen weitergeleitet werden, wodurch sich eingeleitete Kräfte besonders gut über die gesamte Struktur verteilen. Die Trägerelemente können in den Knotenbereichen direkt miteinander verbunden sein, es ist jedoch auch die Verwendung von Knotenelementen zum mittelbaren Verbinden der Trägerelemente in den Knotenbereichen möglich. Durch die Verwendung von Knotenelementen, die zum Verbinden von wenigstens vier Trägerelementen ausgebildet sind, kann eine besonders gute Kraftverteilung bei einer nur geringen Anzahl von Knotenelementen realisiert werden. Ein solcher Kraftwagen ist daher in seiner Herstellung besonders günstig.This object is achieved by a motor vehicle having the features of patent claim 1. Such a motor vehicle comprises a rear or front body structure, which has a plurality of support elements, which are connected in node areas. By tail body structure is to be understood that part of the body which lies behind a rear wall of the passenger compartment of the body in the vehicle longitudinal direction, as the front body structure of the area located in front of an end wall of the passenger compartment. According to the invention, provision is made in each case for at least four carrier elements to be connected in each of the node regions. Forces introduced via a carrier element into a node region can thus be forwarded by a plurality of carrier elements, whereby forces introduced are distributed particularly well over the entire structure. The carrier elements may be connected directly to one another in the node regions, but it is also possible to use node elements for indirectly connecting the carrier elements in the node regions. By using node elements which are designed to connect at least four carrier elements, a particularly good force distribution can be realized with only a small number of node elements. Such a motor vehicle is therefore particularly favorable in its manufacture.
Bevorzugt weist die Karosseriestruktur drei in Fahrzeughochrichtung übereinander angeordnete Längsträgerebenen auf. Damit können im Falle eines Heckaufpralls eingeleitete Kräfte auf allen drei Ebenen in Richtung der Fahrzeugfront weitergeleitet werden, sodass es insgesamt zu einer nur geringen Deformation der Heckkarosseriestruktur kommt. Damit ist eine solche Karosserie im Fall eines Heckaufpralls besonders sicher für Insassen des Fahrzeugs. Gleichzeitig ist es möglich, Hauptlastpfade für unfallbedingte Kräfte von Lastpfaden einer Federbeinlagerung oder einer Motorlagerung zumindest teilweise abzutrennen, sodass Federbein- bzw. Motorlager im Fall eines Bagatellunfalls mit einem Heckaufprall nicht beeinträchtigt werden.The body structure preferably has three longitudinal carrier levels arranged one above the other in the vehicle vertical direction. Thus, forces introduced in the event of a rear impact can be forwarded on all three planes in the direction of the front of the vehicle so that there is overall little deformation of the rear body structure. Thus, such a body in the event of a rear impact is particularly safe for occupants of the vehicle. At the same time, it is possible to at least partially separate main load paths for accidental forces from load paths of a spring strut bearing or an engine mount so that suspension strut or engine mounts are not impaired in the event of a minor accident with a rear impact.
Einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Trägerelement der in Fahrzeughochrichtung unteren Längsträgerebene über ein erstes Knotenelement mit wenigstens einem Trägerelement der in Fahrzeughochrichtung mittleren Längsträgerebene verbunden. Die untere und mittlere Längsträgerebene weisen also ein gemeinsames Knotenelement auf, das gleichzeitig zur Kraftleitung zwischen diesen Ebenen ausgelegt ist. Das Knotenelement vereint also vorteilhafterweise eine Verbindungs- mit einer Versteifungsfunktion.In a preferred embodiment, at least one carrier element of the lower longitudinal carrier level lower in the vehicle vertical direction is connected via a first node element to at least one carrier element of the middle longitudinal carrier level in the vehicle vertical direction. The lower and middle longitudinal carrier level thus have a common node element, which is designed at the same time for power line between these levels. The node element thus advantageously combines a connection with a stiffening function.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Trägerelement der oberen Längsträgerebene mit einem zweiten Knotenelement verbunden. Erstes und zweites Knotenelement sind bevorzugt über eine Stützstrebe miteinander verbunden, so dass ein Kraftfluss zwischen beiden Knotenelementen und damit zwischen allen Längsträgerebenen ermöglicht ist. Bevorzugt ist das zweite Knotenelement weiterhin über eine zweite Stützstrebe mit einem Trägerelement der unteren Längsträgerebene verbunden. Damit stehen zwei Kraftpfade mit im Wesentlichen vertikalem Verlauf zur Verfügung. Hierdurch können von einem Fahrwerk des Kraftwagens eingeleitete Kräfte besonders gut abgestützt werden.In a further preferred embodiment, at least one carrier element of the upper longitudinal carrier level is connected to a second node element. First and second node element are preferably connected to each other via a support strut, so that a force flow between the two node elements and thus between all longitudinal member levels is possible. Preferably, the second node element is further connected via a second support strut with a support member of the lower longitudinal support level. This provides two force paths with a substantially vertical course. As a result, forces introduced by a chassis of the motor vehicle can be supported particularly well.
Wenigstens eines der Knotenelemente ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt mit einem Motorlager und/oder einer Federbeinaufnahme verbunden. Vom Fahrwerk und/oder vom Motor eingeleitete Kräfte werden so vorteilhafterweise an der gesamten Heckkarosseriestruktur abgestützt.At least one of the node elements is preferably connected in a further embodiment of the invention with an engine mount and / or a strut mount. From the chassis and / or the engine introduced forces are thus supported advantageously on the entire rear body structure.
Nachfolgend soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.The invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawings.
Hierbei zeigen: Hereby show:
Eine im Ganzen mit
Auf Höhe der mittleren Längsträgerebene
Nach oben hin ist das Knotenelement
Umschlossen von der Heckkarosseriestruktur
Die Heckkarosseriestruktur
Die Stützstrebe
Die Heckkarosseriestruktur
Auf der oberen Längsträgerebene
Auf der mittleren Längsträgerebene
Auf Höhe der unteren Längsträgerebene
Ist die Krafteinwirkung in Richtung der Pfeile
Anstelle der Verwendung von Knotenelementen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102004049033 B4 [0003] DE 102004049033 B4 [0003]
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- 2009-09-03 DE DE102009039973.9A patent/DE102009039973B4/en active Active
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