DE102010008615B4

DE102010008615B4 - Structure node for a body of a vehicle

Info

Publication number: DE102010008615B4
Application number: DE102010008615.0A
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Hillebrecht Martin; Ivo Herzog; Wolfgang Reul
Original assignee: Herzog and Herzog Holding und Service GmbH; Edag Engineering GmbH
Current assignee: Herzog & Herzog Holding und Service De GmbH; Edag Engineering GmbH
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2018-04-26
Anticipated expiration: 2030-02-20
Also published as: DE102010008615A1

Abstract

Strukturknoten für eine Karosserie eines Fahrzeugs, dera) aus Metall oder Kunststoff als Hohlstruktur in einem Stück gegossen ist undb) einen Federbeindom (9) mit einer Abstützung (10) für ein Federbein einer Radaufhängung des Fahrzeugs,c) eine den Federbeindom (9) bildende Wandstruktur (8), die einen Hohlraum (17, 18) umgibt,d) und einen Anschluss (11-15) für einen Träger (1-5) der Karosserie aufweist, dadurch gekennzeichnet, dasse) der Hohlraum (17, 18) gekrümmt hinterschnittigf) und der Strukturknoten (K) zur Formung des Hohlraums (17, 18) mit verlorenem Werkzeug gegossen ist.Structural knot for a body of a vehicle, dera) is cast in one piece of metal or plastic as a hollow structure b) a strut tower (9) with a suspension (10) for a strut of a suspension of the vehicle, c) a spring leg (9) forming Wall structure (8), which surrounds a cavity (17, 18), d) and a connection (11-15) for a support (1-5) of the body, characterized in that dasse) of the cavity (17, 18) curved undercut) and the structural node (K) for molding the cavity (17, 18) is cast with lost tool.

Description

Die Erfindung betrifft einen Strukturknoten für eine Karosserie eines Fahrzeugs. Der Strukturknoten kann in einem Hinterwagen oder vorzugsweise einem Vorderwagen der Karosserie eingebaut oder für den Einbau vorgesehen sein. Die Erfindung betrifft den Strukturknoten als solchen, vor dem Einbau, und auch im eingebauten Zustand als Bestandteil der Fahrzeugkarosserie. Die Erfindung betrifft auch eine Fahrzeugkarosserie mit einem oder mehreren erfindungsgemäßen Strukturknoten, beispielsweise einem linken und einem rechten hinteren Strukturknoten oder vorzugsweise einem linken und einem rechten vorderen Strukturknoten. Bevorzugte Karosserien weisen eine so genannte Space-Frame-Struktur als Tragstruktur auf, die mit leichten Außenhautteilen aus beispielsweise Kunststoff beplankt werden kann oder bereits beplankt ist, wobei die Erfindung auf derartige Karosserien jedoch nicht beschränkt ist, sondern auch für Karosserien in Schalenbauweise vorteilhaft ist.The invention relates to a structural node for a body of a vehicle. The structural node can be installed in a rear carriage or preferably a front of the body or provided for installation. The invention relates to the structural nodes as such, prior to installation, and also in the installed state as part of the vehicle body. The invention also relates to a vehicle body with one or more structural nodes according to the invention, for example a left and a right rear structural node or preferably a left and a right front structural node. Preferred bodies have a so-called space-frame structure as a supporting structure which can be planked with light outer skin parts such as plastic or already planked, the invention is not limited to such bodies, but is also advantageous for bodies in shell construction.

Die DE 10 2007 018 474 A1 offenbart eine Tragstruktur mit tragenden Fahrzeugsäulen, die sich von einem Boden des Fahrzeugs in Richtung eines Dachbereichs erstrecken. Die Säulen sind über Längs- und Querträger miteinander und im Bereich des Vorderwagens über vordere Längsträger und auf diesen abgestützten Stützträgern mit einem linken und einem rechten Federbeindom fest verbunden. Die Träger und Federbeindome sind jeweils paarweise miteinander verbunden. So ist beispielsweise die A-Säule über ein Verstärkungsrohr, das sich aus der A-Säule heraus erstreckt, an einem oberen Längsträger abgestützt, der an einem Ende ebenfalls an der A-Säule und an seinem von der A-Säule abgewandten Ende am Stützträger des Federbeindoms befestigt ist.The DE 10 2007 018 474 A1 discloses a support structure having load-bearing vehicle pillars extending from a floor of the vehicle toward a roof area. The columns are connected by longitudinal and transverse beams with each other and in the area of the front end via front side members and on this supported support beams with a left and a right strut dome firmly. The beams and strut towers are each connected in pairs. Thus, for example, the A-pillar via a reinforcing tube which extends out of the A-pillar, supported on an upper side member, which at one end also on the A-pillar and at its end facing away from the A-pillar at the end of the carrier Strut dome is attached.

Eine aus der EP 0 900 716 B1 bekannte Tragstruktur umfasst Gussknoten, die über Säulen und Längs- und Querträger des Fahrzeugs miteinander verbunden sind. Die Gussknoten im Vorderwagen weisen jeweils ein integriertes unteres Längsträgerstück, einen Federbeindom und Haltepunkte für die Vorderachse sowie jeweils eine integrierte gebogene Trägerverbindung vom unteren Längsträgerstück zu einem angeformten Schwelleranschluss auf. Die aus einem Leichtmetall oder Kunststoff geformten Gussknoten sind entsprechend großvolumig. Für die Verbindung mit den Trägern verfügen sie über angeformte Anschlussteile. Mittels des multifunktionalen großvolumigen Leichtmetall- oder Kunststoffknotens kann einfach und schnell mit wenigen Bauteilen ein maßhaltiger Grundrahmen aufgebaut werden, der mit weiteren Karosseriebauteilen und Funktionselementen ergänzt werden kann. Derartige Strukturknoten beanspruchen jedoch erheblichen Bauraum. Angesichts des großen Volumens des einzelnen Strukturknotens muss dieser zur Gewährleistung der erforderlichen Steifigkeit mit entsprechend großer Wandstärke und Verstärkungselementen geformt werden.One from the EP 0 900 716 B1 known support structure comprises casting nodes which are interconnected via columns and longitudinal and transverse beams of the vehicle. The cast nodes in the front of each have an integrated lower longitudinal beam piece, a strut tower and holding points for the front axle and in each case an integrated curved support connection from the lower side rail piece to a molded sill connection. The molded from a light metal or plastic cast nodes are correspondingly large volume. For the connection with the straps, they have molded connection parts. By means of the multifunctional large-volume light metal or plastic knot, a dimensionally stable base frame can be constructed quickly and easily with few components, which can be supplemented with other body components and functional elements. However, such structural nodes require considerable space. Given the large volume of the individual structural node this must be formed to ensure the necessary rigidity with correspondingly large wall thickness and reinforcing elements.

Die DE 198 47 876 A1 betrifft eine Tragstruktur einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Tragestruktur umfasst einen Federbeinträger, der als Gussteil ausgeführt ist. Der Federbeinträger ist im Wesentlichen als flacher Quader ausgeformt, bei dem zwei sich gegenüberliegende Enden leicht konisch zulaufen. Der Federbeiträger kann als dünnwandiges hohles Bauteil ausgeführt sein. Zur Herstellung wird ein Gussverfahren vorgeschlagen.The DE 198 47 876 A1 relates to a support structure of a body of a motor vehicle, and a method for their preparation. The support structure comprises a strut carrier, which is designed as a casting. The strut carrier is essentially formed as a flat cuboid, in which two opposite ends slightly tapered. The spring contributor can be designed as a thin-walled hollow component. For the production of a casting method is proposed.

Die DE 10 2008 033 503 A1 offenbart einen Längsträger eines Personenkraftwagens. Der Längsträger ist ein einteiliges hohlgegossenes Aluminiumgussbauteil. Das Gießverfahren zur Herstellung des Längsträgers ist nicht spezifiziert.The DE 10 2008 033 503 A1 discloses a side member of a passenger car. The side member is a one piece hollow cast aluminum casting. The casting process for the production of the longitudinal member is not specified.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Strukturknoten mit integriertem Federbeindom zu schaffen, der trotz hoher Festigkeit und Steifigkeit ein geringes Volumen und Gewicht aufweist.It is an object of the invention to provide a structural node with integrated Federbeindom, which despite high strength and rigidity has a low volume and weight.

Gegenstand der Erfindung ist ein Strukturknoten für eine Karosserie eines Fahrzeugs, der einen Federbeindom mit einer Abstützung für ein Federbein einer Radaufhängung des Fahrzeugs und eine den Federbeindom bildende Wandstruktur aufweist, die einen Hohlraum des Strukturknotens umgibt. Die Wandstruktur bildet somit eine Hüllstruktur. Sie erstreckt sich um eine zentral durch den Hohlraum verlaufende Linie. Der Strukturknoten weist ferner wenigstens einen Anschluss für wenigstens einen Träger, vorzugsweise mehrere Anschlüsse für mehrere Träger der Karosserie auf. Vorzugsweise ist wenigstens einer der Anschlüsse ein seitlicher Anschluss, also ein Anschluss, der in eine Richtung quer zu besagter Linie weist, um den zugeordneten Träger vom Strukturknoten seitlich abzweigend fest mit dem Strukturknoten zu verbinden. Vorzugsweise ist der Anschluss oder wenigstens einer von mehreren Anschlüssen als Hohlquerschnitt geformt. Vorzugsweise umfasst der Strukturknoten mehr als zwei Anschlüsse, wobei ferner bevorzugt zwei oder noch mehr der Anschlüsse jeweils als Hohlquerschnitt geformt sind. Der Strukturknoten ist aus Metall oder Kunststoff als Hohlstruktur in einem Stück gegossen. Federbeindom, hohle Wandstruktur und der wenigstens eine Anschluss sind integrale Bestandteile des bei der Urformung einteilig als Gussbauteil, vorzugsweise Druckgussbauteil, hergestellten Strukturknotens.The invention relates to a structural node for a body of a vehicle having a spring strut with a support for a strut of a suspension of the vehicle and a spring leg forming wall structure surrounding a cavity of the structural node. The wall structure thus forms an enveloping structure. It extends around a central line through the cavity. The structure node furthermore has at least one connection for at least one carrier, preferably a plurality of connections for a plurality of carriers of the body. Preferably, at least one of the terminals is a lateral terminal, that is, a terminal facing in a direction transverse to said line, to connect the associated carrier laterally branching from the structure node firmly to the structure node. Preferably, the port or at least one of a plurality of ports is formed as a hollow cross-section. Preferably, the structure node comprises more than two terminals, wherein further preferably two or more of the terminals are each formed as a hollow cross-section. The structural node is cast from metal or plastic as a hollow structure in one piece. Federbeindom, hollow wall structure and the at least one connection are integral components of the one-piece in the original formation as a cast component, preferably diecast component manufactured Strukturknotens.

Nach der Erfindung ist der Hohlraum gekrümmt hinterschnittig und die Hohlstruktur zur Formung des Hohlraums mit verlorenem Werkzeug gegossen. Der Guss mit verlorenem Werkzeug, insbesondere verlorener Kernform, eröffnet weitgehende Gestaltungsfreiheit in Bezug auf den Hohlraum. Der Hohlraum kann komplex, nicht einfach entformbar geformt und der Strukturknoten daher den im Fahrzeugbetrieb auftretenden Belastungen besser als konventionelle Strukturknoten angepasst, gleichwohl mit geringem Gewicht hergestellt werden. Der Hohlraum kann einen der Größe nach variablen Querschnitt aufweisen oder in unterschiedliche Raumrichtungen gekrümmt, beispielsweise mehrdimensional gewölbt sein. So kann die Hohlstruktur beispielsweise einen säulenförmigen Bogen bilden oder einen torusartigen Hohlring oder -teilring, der sich um eine Ringachse krümmt und in Querschnitten senkrecht zur Umfangsrichtung um die Ringachse einen geschlossenen, ovalen Ring bilden oder eine andere im jeweiligen Querschnitt geschlossene Querschnittsform haben. Der Hohlraum kann insbesondere einen oder mehrere seitliche Fortsätze oder gar eine oder mehrere Falten bilden. Der Hohlraum kann im Wesentlichen geschlossen sein und eine oder mehrere Öffnungen nur zur Positionierung eines Kernwerkzeugs oder zur Gewichtsreduzierung oder in Form eines hohlen Anschlusses oder mehrerer hohler Anschlüsse aufweisen. Er kann in alternativer Ausführung aber auch an einem Ende oder auch an mehreren Enden offen auslaufen, insbesondere in den Anschluss oder in mehrere Anschlüsse für unterschiedliche Träger auslaufen.According to the invention, the cavity is curved undercut and cast the hollow structure for forming the cavity with lost tool. The cast with lost tool, in particular lost core shape, opens up extensive freedom of design with respect to the cavity. The cavity can be formed in a complex manner, not simply demoldable, and the structural node can therefore be adapted better to the loads occurring during vehicle operation than conventional structural nodes, but can nevertheless be manufactured with low weight. The cavity may have a variable cross section or curved in different spatial directions, for example, be curved multi-dimensionally. Thus, the hollow structure may for example form a columnar arc or a toroidal hollow ring or part ring, which curves around a ring axis and form a closed, oval ring in cross sections perpendicular to the circumferential direction about the ring axis or have another cross section closed in the respective cross section. The cavity may in particular form one or more lateral extensions or even one or more folds. The cavity may be substantially closed and may have one or more apertures only for positioning a core tool or for weight reduction or in the form of a hollow terminal or a plurality of hollow terminals. It can run open in an alternative embodiment but also at one end or at several ends open, in particular leak into the connection or in several connections for different carriers.

In bevorzugten Ausführungen ist der wenigstens eine Anschluss mit Hohlquerschnitt, bevorzugt insgesamt als Hohlquerschnitt geformt, und der Hohlraum setzt sich hohl, vorzugsweise seitlich in den Anschluss fort. Der als Hohlquerschnitt geformte Anschluss bildet einen Fortsatz des Hohlraums. Vorzugsweise zweigt er vom Hohlraum seitlich ab. Die Hohlstruktur geht hohl, mit Hinterschnitt in den hohlen Anschluss über, so dass ein einziger, zusammenhängender Hohlraum entsteht. Die Wandstruktur kann sich insbesondere stummelförmig in den wenigstens einen als Hohlquerschnitt geformten Anschluss fortsetzen, so dass ein nach außen oder gegebenenfalls nach innen in den Hohlraum ragender hohler Anschlussstummel oder -stutzen entsteht. Falls der Strukturknoten wie bevorzugt mehrere jeweils als Hohlquerschnitt geformte seitliche Anschlüsse aufweist, gelten die vorstehenden Ausführungen für jeden dieser Anschlüsse. Der Strukturknoten ist in derartigen Ausführungen insgesamt ein Mantel mit innerem Hohlraum und davon hohl abzweigendem(n) Anschluss oder Anschlüssen. Die Wandstruktur kann außen und innen kontinuierlich, fließend in den jeweiligen hohlen Anschlussquerschnitt übergehen.In preferred embodiments, the at least one connection with a hollow cross section, preferably as a whole, is shaped as a hollow cross section, and the cavity continues hollow, preferably laterally into the connection. The shaped as a hollow cross-section port forms an extension of the cavity. Preferably, it branches off the cavity from the side. The hollow structure goes hollow, with undercut into the hollow connection, so that a single, cohesive cavity is formed. The wall structure may, in particular, continue in the form of a stub in the at least one connection shaped as a hollow cross section, so that a hollow connection stub or connecting piece protruding outwards or optionally inwardly into the cavity is produced. If, as preferred, the structural node has a plurality of lateral connections each formed as a hollow cross section, the above explanations apply to each of these connections. The structural node is in such embodiments, a total of a shell with inner cavity and thereof hollow branching (n) port or terminals. The wall structure can pass continuously and fluently into the respective hollow connection cross section on the outside and inside.

Der von der Wandstruktur umgebene Hohlraum, durch den die Hohlstruktur und in der Folge der Strukturknoten im Ganzen eine erhöhte Festigkeit und Steifigkeit erhält, wird im folgenden auch als primärer Hohlraum bezeichnet. Der Guss mit verlorenem Werkzeug, insbesondere verlorener Kernform, erlaubt die Formung der Hohlstruktur mit innerem Hinterschnitt im Übergangsbereich von hohlem Anschluss und primärem Hohlraum, ermöglicht aber auch eine Optimierung der Form des Strukturknotens im Hinblick auf Steifigkeit, insbesondere Verwindungssteifigkeit, wie sie bei herkömmlichen Gussknoten nicht erzielbar ist. Die Formung herkömmlich nur mittels Dauerwerkzeug erlaubt aufgrund der Notwendigkeit der Entformung nur die Herstellung von Hohlstrukturen mit allenfalls einfach entformbarem Hohlraum und angeformten Anschlüssen, nicht jedoch einer Hohlstruktur, deren Wandstruktur zum einen den primären Hohlraum umgibt und zum anderen auch gleich integral in einen mit dem primären Hohlraum zusammenhängenden hohlen Anschluss übergeht. Mittels verlorenem Werkzeug kann die Wandstruktur nach Form und Wandstärke auch über ihren gesamten, den primären Hohlraum umgebenden Flächenbereich den im Fahrbetrieb des Fahrzeugs zu erwartenden Belastungen angepasst und in diesem Sinne ebenfalls optimiert werden. Aufgrund der neuen Möglichkeiten der Optimierbarkeit, so beispielsweise der Formung des wenigstens einen hohl aus dem primären Hohlraum führenden Anschlusses, können das Volumen und die Wandstärke des multifunktionalen Strukturknotens und somit die Masse des Gussmaterials und in der Folge das Gewicht des Strukturknotens vorteilhaft gering sein. Vorteilhaft ist ferner, dass mit verringertem Volumen eine erhöhte Steifigkeit des Knotens im Ganzen einhergeht. Im Vergleich zu angeformten Anschlüssen weist der erfindungsgemäße Strukturknoten im Bereich des unmittelbar von der Wandstruktur gebildeten hohlen Anschlusses eine höhere Festigkeit auf, falls man das gleiche Gussmaterial und im Bereich des Anschlusses die gleiche Materialmenge vergießt.The cavity surrounded by the wall structure, through which the hollow structure and as a result of the structural nodes as a whole obtains increased strength and rigidity, is also referred to below as the primary cavity. Lost tool casting, particularly lost core shape, allows the formation of the hollow undercut inner structure in the hollow port and primary cavity transition region, but also allows for optimization of the shape of the structural node in terms of stiffness, particularly torsional stiffness, unlike conventional casting nodes is achievable. The shaping conventionally only by means of permanent tool due to the need of demolding only allows the production of hollow structures with at most easily demoldable cavity and molded terminals, but not a hollow structure whose wall structure on the one hand surrounds the primary cavity and on the other hand also integrally into one with the primary Cavity contiguous hollow connector merges. By means of a lost tool, the wall structure can also be adapted to the shape and wall thickness over its entire surface area surrounding the primary cavity, the load to be expected during the driving operation of the vehicle, and likewise optimized in this sense. Due to the new possibilities of optimizability, for example the formation of the at least one hollow connection leading from the primary cavity, the volume and the wall thickness of the multifunctional structure node and thus the mass of the casting material and consequently the weight of the structure node can advantageously be low. It is also advantageous that with reduced volume, an increased rigidity of the knot as a whole is associated. In comparison to integrally formed connections, the structural node according to the invention has a higher strength in the region of the hollow connection formed directly by the wall structure if the same casting material is cast and the same amount of material is cast in the region of the connection.

Obgleich der wenigstens eine als Hohlquerschnitt geformte Anschluss an einem vom primären Hohlraum abgewandten Ende geschlossen sein kann, wird es bevorzugt, wenn der Hohlquerschnitt sich nach außen, in die Umgebung des Strukturknotens fortsetzt und der Anschluss dementsprechend für den primären Hohlraum eine Öffnung nach außen bildet. Ein nach außen offener Anschluss trägt zur Gewichtsverminderung bei und erlaubt es, den anzuschließenden Träger in den Anschluss und vorzugsweise auch ein Stück weit in den primären Hohlraum einzuführen, so dass dieser im fest gefügten Zustand in den Hohlquerschnitt des Anschlusses und gegebenenfalls sogar in den primären Hohlraum ragt. Auf diese Weise können mehrere Träger der Karosserie mittels des Strukturknotens auf engem Raum miteinander verbunden werden. Mittels des nach außen offenen Anschlusses kann der dort anzuschließende Träger daher bis nahe oder sogar auf die Höhe der den primären Hohlraum umgebenden Wandstruktur oder sogar in den Hohlraum eingeführt werden, so dass die im Fahrzeug auf den Träger wirkenden Kräfte, beispielsweise eine Biegekraft, direkter als durch angeformte Anschlüsse vom Strukturknoten aufgenommen, nämlich in die Wandstruktur eingeleitet und über den primären Hohlraum verteilt werden können, während die gleichen Kräfte bei nur angeformten Anschlüssen im Wurzelbereich des jeweiligen Anschlusses, also in dem Bereich in den Strukturknoten eingeleitet werden, in dem der angeformte Anschluss an der den Hohlraum umgebenden Wandstruktur außen ansetzt.Although the at least one port shaped as a hollow cross-section may be closed at an end remote from the primary cavity, it is preferred that the hollow cross-section continues outwardly into the vicinity of the structural node and the port accordingly opens outwardly for the primary cavity. An outwardly open terminal contributes to the weight reduction and allows to insert the carrier to be connected in the terminal and preferably also a little way into the primary cavity, so that this in the firmly joined state in the hollow cross section of the terminal and possibly even in the primary cavity protrudes. In this way, several carriers of the body can be interconnected by means of the structure node in a small space. By means of the connection open to the outside, the carrier to be connected there can therefore be inserted close to or even at the level of the wall structure surrounding the primary cavity or even into the cavity so that the carrier in the vehicle acting forces, such as a bending force, more directly than by integrally formed connections taken from the structural nodes, namely introduced into the wall structure and can be distributed over the primary cavity, while the same forces at only molded terminals in the root area of each terminal, ie in the area in the Structure nodes are initiated, in which the molded connection attaches to the outer wall surrounding the cavity wall structure.

Für die Festigkeit der den Strukturknoten und die damit verbundenen Träger umfassenden Karosserie ist es von Vorteil, wenn wenigstens einer der Anschlüsse so geformt ist, dass der zugeordnete bzw. anzuschließende Träger auf oder vorzugsweise in diesen Anschluss geschoben werden kann und umfänglich an diesem Anschluss anliegt. Der besagte Anschluss bildet in derartigen Ausführungen eine Buchse für den zugeordneten Träger, vorzugsweise eine Außenbuchse, so dass der zugeordnete Träger mit seinem äußeren Umfang am Innenumfang des als Anschlussbuchse dienenden Anschlusses anliegt. Der Querschnitt des Anschlusses ist vorteilhafterweise an den Querschnitt des anzuschließenden Trägers in solcher Weise angepasst geformt, dass der Träger auf oder in den Anschluss gesteckt werden kann.It is advantageous for the strength of the body comprising the structural nodes and the carriers associated therewith if at least one of the connections is shaped in such a way that the associated carrier to be connected can be pushed onto or preferably into this connection and abuts circumferentially on this connection. The said connection forms in such embodiments, a socket for the associated carrier, preferably an outer sleeve, so that the associated carrier rests with its outer circumference on the inner circumference of serving as a connector socket. The cross-section of the terminal is advantageously shaped adapted to the cross-section of the carrier to be connected in such a way that the carrier can be plugged onto or into the terminal.

Soweit von einem oder wenigstens einem hohlen Anschluss die Rede ist, kann der Strukturknoten tatsächlich auch nur einen einzigen solchen Anschluss aufweisen. Bevorzugter weist der Strukturknoten jedoch mehrere hohle Anschlüsse mit einem, mehreren oder allen in Bezug auf den wenigstens einen Anschluss beschriebenen Merkmal(en) auf. So kann insbesondere ein vorderer Längsträger mittels solch eines hohlen Anschlusses fest mit dem Strukturknoten verbunden sein. Das Gleiche gilt alternativ oder vorzugsweise ergänzend auch für einen Querträger oder einen hinteren Längsträger oder einen verbindenden, in Fahrzeuglängsrichtung erstreckten Verbindungsträger oder für eine A-Säule oder einen oberen oder unteren Teil einer A-Säule oder grundsätzlich auch für eine Säule im hinteren Fahrzeugbereich, im Falle eines Personenkraftwagens entweder eine B-Säule oder C-Säule. Das Wort „oder“ wird im Sinne der Erfindung stets als „inklusiv oder“ verwendet, umfasst also die Bedeutung von „entweder ... oder“ und auch die Bedeutung von „und“, soweit sich aus dem jeweils konkreten Zusammenhang nicht ausschließlich nur eine dieser beiden Bedeutungen ergeben kann. Bezogen auf die Art des mit dem Strukturknoten zu verbindenden oder innerhalb der Karosserie im eingebauten Zustand bereits verbundenen Trägers bedeutet dies, dass in ersten Ausführungen der Strukturknoten nur mit einem einzigen, in zweiten Ausführungen nur mit zweien der beispielhaft genannten Träger, in bevorzugten alternativen Ausführungen allerdings mit drei oder noch mehr der genannten Träger zugleich verbunden werden kann bzw. im eingebauten Zustand auch fest verbunden ist. Als feste Verbindung kommt insbesondere jeweils eine Stoffschlussverbindung, beispielsweise Schweißverbindung, in Frage.As far as there is talk of one or at least one hollow connection, the structure node can actually have only one such connection. More preferably, however, the structural node has a plurality of hollow ports with one, several, or all of the features described with respect to the at least one port. In particular, a front side member may be fixedly connected to the structure node by means of such a hollow connection. The same applies alternatively or preferably in addition to a cross member or a rear side member or a connecting, extended in the vehicle longitudinal direction connection carrier or for an A-pillar or an upper or lower part of an A-pillar or in principle for a column in the rear of the vehicle, in In the case of a passenger car, either a B-pillar or C-pillar. The word "or" is always used in the sense of the invention as "inclusive or", ie includes the meaning of "either ... or" and also the meaning of "and", as far as the respective concrete context is not exclusively only one can give these two meanings. In terms of the type of support to be connected to the structural node or already connected inside the body in the installed state, this means that in first embodiments the structural nodes only with a single, in second embodiments only with two of the exemplified carrier, in preferred alternative embodiments with three or more of said carrier can be connected at the same time or in the installed state is also firmly connected. As a solid compound is in particular in each case a material connection, such as welding, in question.

Der Strukturknoten kann ein Kunststoffgussteil, vorzugsweise mit eingebetteten Verstärkungselementen wie insbesondere Verstärkungsfasern, oder als Metallgussteil geformt sein. Als Metallgussteil kann es zwar grundsätzlich aus einem Leichtmetall gegossen sein, in bevorzugten Ausführungen handelt es sich allerdings um ein Stahlgussbauteil. Ein Stahlgussknoten kann besonders kompakt, also mit geringem Volumen, und geringer Wandstärke und dementsprechend auch mit geringem Gewicht und Materialverbrauch gefertigt werden. Die Wandstärke kann vorteilhafterweise bis unter 2 mm betragen. In vorteilhaften Ausführungen weist der Strukturknoten, insbesondere ein als Stahlgussbauteil ausgeführter dünnwandiger Strukturknoten, in zumindest einem überwiegenden Teil seiner gesamten Wandfläche, der Wandstruktur, eine Wandstärke von höchstens 3 mm, vorzugsweise höchstens 2 mm auf. Die sogenannte Allgemeine Wandstärke kann somit beispielsweise 3 mm oder 2 mm betragen oder sogar noch kleiner sein.The structural node may be a plastic casting, preferably formed with embedded reinforcing elements such as in particular reinforcing fibers, or as a metal casting. Although as a metal casting it may in principle be cast from a light metal, but in preferred embodiments, it is a cast steel component. A cast steel node can be made very compact, ie with low volume, and low wall thickness and, accordingly, with low weight and material consumption. The wall thickness can advantageously be less than 2 mm. In advantageous embodiments, the structural node, in particular a thin-walled structural node embodied as a cast steel component, has a wall thickness of at most 3 mm, preferably at most 2 mm, in at least a major part of its entire wall surface, the wall structure. The so-called general wall thickness can thus be for example 3 mm or 2 mm or even smaller.

Um die Festigkeit oder Verwindungssteifigkeit im Bereich der Federbeinabstützung zu erhöhen oder Schwingungen zu dämpfen, kann der Federbeindom im Bereich der Abstützung einen hohlen Ringraum aufweisen, der sich um eine Wirkachse des Federbeins und vorzugsweise um die Abstützung erstreckt. Vorzugsweise säumt der Ring- oder Teilringraum einen radial äußeren Rand der Abstützung, bildet selbst aber keine axiale Abstützung für das Federbein, vielmehr umgibt er diese Abstützung, an der sich das Federbein im eingebauten Zustand axial abstützt. Der hohle Ringraum erstreckt sich vorzugsweise umlaufend um die Wirkachse, also über den vollen Winkelbereich von 360°. Vorteilhaft ist aber auch bereits ein Teilringraum, also ein Hohlraum, der sich nicht gänzlich umlaufend um die Wirkachse erstreckt. Bei Ausführung als vollständig umlaufender Ringraum wird es ferner bevorzugt, wenn der Ringraum vollständig umlaufend hohl ist, also in sich zurückläuft. Der Begriff „Ring“ bezieht sich hier auf die Draufsicht. Dreidimensional gesehen ist der Ring- oder Teilringraum torusförmig, wobei der Querschnitt in Umfangsrichtung um die Wirkachse des Federbeins variieren, grundsätzlich aber auch konstant sein kann. Der Ring- oder Teilringraum ist in bevorzugten Ausführungen im Querschnitt auch nicht kreisförmig, obgleich ein kreisförmiger Querschnitt nicht ausgeschlossen werde soll, sondern im Sinne einer hohen Verwindungssteifigkeit und ausreichenden Schwingungsdämpfung geformt. So kann der Querschnitt insbesondere oval, beispielsweise ellipsenförmig sein, wobei das Oval vorzugsweise parallel zur Wirkachse des Federbeins gestreckt ist.In order to increase the strength or torsional stiffness in the region of the spring strut support or to dampen vibrations, the spring strut in the region of the support may have a hollow annular space which extends around an axis of action of the strut and preferably around the support. Preferably, the annular or partial annular space surrounds a radially outer edge of the support, but itself forms no axial support for the shock absorber, but it surrounds this support on which the strut is axially supported in the installed state. The hollow annular space preferably extends circumferentially about the axis of action, ie over the full angular range of 360 °. But also advantageous is already a partial annulus, so a cavity that does not extend completely circumferentially around the axis of action. When designed as a completely encircling annular space, it is further preferred if the annular space is completely encircling hollow, ie running back in itself. The term "ring" here refers to the top view. Seen in three dimensions, the annular or partial annular space is torus-shaped, with the cross-section varying in the circumferential direction about the effective axis of the shock absorber, but in principle may also be constant. The ring or partial annulus is in preferred embodiments in cross section not circular, although a circular cross section should not be ruled out, but shaped in terms of a high torsional stiffness and sufficient vibration damping. Thus, the cross section in particular oval, for example be elliptical, wherein the oval is preferably stretched parallel to the axis of action of the shock absorber.

Der Ring- oder Teilringraum des Federbeindoms kann den von der Hohlstruktur gebildeten, von der Wandstruktur umgebenen primären Hohlraum alleine bilden. In bevorzugten Ausführungen ist der Ring- oder Teilringraum des Federbeindoms jedoch nur ein Teilraum des von der Hohlstruktur gebildeten Gesamthohlraums, hängt also mit diesem zusammen. Der Ring- oder Teilringraum ist zumindest über einen größeren, vorzugsweise den überwiegenden Winkelbereich seiner in Umfangsrichtung gemessenen Erstreckung in zur Umfangsrichtung rechtwinkligen Querschnitten geschlossen. Vorzugsweise öffnet es sich nur zum primären Hohlraum oder weist optional nur eine oder mehrere lokale, kleinere Öffnung(en) auf.The annular or partial annular space of the spring leg dome can form the primary cavity formed by the hollow structure and surrounded by the wall structure alone. In preferred embodiments, however, the annular or partial annular space of the spring leg dome is only a partial space of the total hollow space formed by the hollow structure, that is, it hangs together with it. The ring or partial annular space is closed at least over a larger, preferably the predominant angular range of its circumferentially measured extent in cross-sections perpendicular to the circumferential direction. Preferably, it opens only to the primary cavity or optionally has only one or more local, smaller openings.

Der Anschluss oder wenigstens einer von optional mehreren Anschlüssen kann vom Ring- oder Teilringraum des Federbeindoms als Hohlquerschnitt abzweigen. In bevorzugten Ausführungen mit mehreren Anschlüssen kann ein hohler Anschluss vom Ring- oder Teilringraum des Federbeindoms und ein anderer Anschluss am Federbeindom angeformt oder in einem anderen Knotenbereich vom Strukturknoten oder als vorzugsweise weiterer hohler Anschluss vom primären Hohlraum abzweigen.The connection or at least one of optionally a plurality of terminals can branch off from the annular or partial annular space of the spring leg dome as a hollow cross section. In preferred embodiments with a plurality of terminals, a hollow connection from the ring or partial annulus of the spring leg and another connection on the spring leg formed or branched off in another node region of the structural node or preferably further hollow port from the primary cavity.

Der Federbeindom ist in bevorzugten Ausführungen verrippt, wobei die Verrippung so gestaltet ist, dass hierdurch die Festigkeit erhöht oder eine Versteifung oder schwingungsdämpfende Wirkung erzielt wird oder werden. Vorteilhafterweise sind Rippen im Bereich der Abstützung oder in einem um die Abstützung erstreckten Wandbereich geformt. In Ausführungen, in denen der Federbeindom um die Wirkachse den hohlen Ring- oder Teilringraum aufweist, sind die Verrippung und die Gestaltung des Ring- oder Teilringraums vorteilhafterweise aufeinander abgestimmt, um die Versteifung oder Dämpfung zu verbessern. Die Rippen können beispielsweise finnenförmig gestaltet sein. Rippen können um die Wirksachse des Federbeins verteilt geformt sein, beispielsweise in Form von radial zur Wirkachse weisenden Rippen. Falls der Federbeindom einen um die Wirkachse des Federbeins erstreckten Ring- oder Teilringraum aufweist, können die Rippen oder nur ein Teil der Rippen in diesem Hohlraum geformt sein. Bei Formung von Rippen in dem Ring- oder Teilringraum können diese inneren Rippen außerhalb des Ring- oder Teilringraums in Richtung auf die Wirksachse, also in Richtung auf ein Zentrum der Federbeinabstützung verlängert sein, so dass sich im Querschnitt des Ring- oder Teilringraums gesehen die jeweilige Rippe sozusagen aus dem Ring- oder Teilringraum heraus in Richtung auf das Zentrum der Abstützung erstreckt.The spring leg is ribbed in preferred embodiments, wherein the ribbing is designed so that this increases the strength or a stiffening or vibration damping effect is or will be achieved. Advantageously, ribs are formed in the region of the support or in a wall region extending around the support. In embodiments in which the spring strut around the axis of action has the hollow annular or partial annular space, the ribbing and the design of the annular or partial annular space are advantageously coordinated with each other to improve the stiffening or damping. The ribs may be designed, for example, fin-shaped. Ribs can be shaped distributed around the axis of the strut, for example in the form of radially pointing to the axis of action ribs. If the strut tower has a ring or partial annular space extended around the axis of action of the spring strut, the ribs or only a part of the ribs can be formed in this hollow space. When forming ribs in the annular or partial annular space, these inner ribs can be extended outside of the ring or partial annular space in the direction of the axis of action, that is to say in the direction of a center of the suspension strut support, so that in the cross section of the annular or partial annular space the respective one Rib, so to speak, extends out of the ring or partial annular space in the direction of the center of the support.

Der Anschluss oder wenigstens einer von mehreren Anschlüssen kann ein vom Federbeindom beabstandeter unterer Anschluss für einen unteren Träger der Karosserie sein. Die Wandstruktur erstreckt sich in derartigen Ausführungen vom Federbeindom bis zu diesem unteren Anschluss den primären Hohlraum umgebend vorzugsweise neben der Wirkachse des Federbeins. Vorzugsweise umgibt die Wandstruktur den Hohlraum röhren- oder säulenförmig neben dem Federbein. Der Federbeindom ragt von dem röhren- oder säulenförmigen Abschnitt des Strukturknotens quer zur Längserstreckung dieses Abschnitts ab, so dass die Abstützung für das Federbein in einer Draufsicht auf den Strukturknoten gesehen seitlich zum röhren- oder säulenförmigen Abschnitt versetzt ist. In Ausführungen, in denen der Federbeindom den hohlen Ring- oder Teilringraum aufweist, hängen der neben der Wirkachse des Federbeins umgebene Hohlraum und der Ring- oder Teilringraum des Federbeins vorzugsweise zusammen und bilden gemeinsam den Hohlraum des Strukturknotens oder zumindest einen wesentlichen Teil dieses Hohlraums. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, voneinander separate Hohlräume zu formen. Das Gießen mit verlorenem Werkzeug ermöglicht auch solch eine Gestaltung.The port or at least one of a plurality of ports may be a lower port for a lower carrier of the body spaced from the strut tower. In such embodiments, the wall structure extends from the strut tower to this lower connection, surrounding the primary cavity, preferably adjacent to the effective axis of the strut. Preferably, the wall structure surrounds the cavity in a tubular or columnar shape adjacent the strut. The strut tower protrudes from the tubular or columnar portion of the structural knot transversely to the longitudinal extent of that portion such that the support for the strut is offset laterally from the tubular or columnar portion as seen in plan view of the structural node. In embodiments in which the strut tower has the hollow annular or partial annular space, the cavity adjacent to the active axis of the shock absorber and the annular or partial annular space of the shock absorber preferably hang together and together form the cavity of the structural node or at least a substantial part of this cavity. In principle, however, it is also conceivable to form mutually separate cavities. Casting with lost tool also allows such a design.

Der Strukturknoten weist vorzugsweise einen Anschluss für eine Verbindung unmittelbar mit einer A-Säule der Karosserie auf. Die A-Säule erstreckt sich in derartigen Ausführungen bis unmittelbar zum Strukturknoten bzw. dem ihr zugeordneten Anschluss. Der Strukturknoten weist entsprechend wenigstens einen Anschluss auf, vorzugsweise als einen oberen Anschluss, entweder für ein von oben einlaufendes Oberteil oder ein von unten einlaufendes Unterteil der A-Säule. Der Strukturknoten kann einen Anschluss für ein von oben einlaufendes Oberteil und einen weiteren Anschluss für ein von unten einlaufendes Unterteil der A-Säule aufweisen. Der Strukturknoten ist in allen drei alternativen Varianten, nämlich der ersten Variante mit nur dem von oben einlaufenden A-Säulenoberteil, der zweiten Variante mit nur dem von unten einlaufenden A-Säulenunterteil und der bevorzugten dritten Variante mit sowohl von oben einlaufendem Oberteil als auch mit von unten einlaufendem Unterteil in die A-Säule integriert. Ein A-Säulenoberteil wird vorzugsweise an einer Oberseite des Federbeindoms abgestützt, ein hierfür vorgesehener Anschluss ist dementsprechend vorzugsweise auf der Oberseite des Federbeindoms vorgesehen bzw. zweigt dort ab. In der bevorzugten dritten Variante sind das Unterteil und das Oberteil der A-Säule jeweils unmittelbar mit dem Strukturknoten und über den Strukturknoten steif und fest miteinander verbindbar bzw. im eingebauten Zustand verbunden. Von Vorteil ist, wenn der Anschluss, der der A-Säule zugeordnet ist, entweder dem A-Säulenoberteil oder A-Säulenunterteil, im Bereich des Federbeindoms oder nahe beim Federbeindom angeordnet ist. Falls der Anschluss für ein Oberteil oder ein Unterteil der A-Säule als Hohlquerschnitt geformt ist, zweigt dieser Hohlquerschnitt vorteilhafterweise von dem genannten hohlen Ring- oder Teilringraum des Federbeindoms ab, um eine Anschlussbuchse für das betreffende Säulenteil zu bilden.The structure node preferably has a connection for a connection directly to an A pillar of the body. In such embodiments, the A-pillar extends as far as the structural node or the connection assigned to it. The structural node accordingly has at least one connection, preferably as an upper connection, either for a top part which enters from above or a lower part of the A-pillar which enters from below. The structural node may have a connection for a top part which enters from above and a further connection for a bottom part of the A-pillar that enters from below. The structural node is in all three alternative variants, namely the first variant with only the incoming from the top A-pillar upper part, the second variant with only the incoming from below A-pillar base and the preferred third variant with both from the top incoming top and with integrated below bottom part in the A-pillar. An A-pillar upper part is preferably supported on an upper side of the spring leg dome, a connection provided for this purpose is accordingly preferably provided on the upper side of the spring leg dome or branches off there. In the preferred third variant, the lower part and the upper part of the A-pillar are each connected directly to the structural node and rigidly and firmly connected to one another via the structural node or connected in the installed state. It is advantageous if the connection, which is assigned to the A-pillar, either the A-pillar upper part or A-pillar lower part, in the region of the strut dome or near the Suspension strut is arranged. If the connection for an upper part or a lower part of the A-pillar is formed as a hollow cross-section, this hollow cross-section advantageously branches off from said hollow ring or partial annular space of the spring leg dome in order to form a connection bushing for the relevant pillar part.

Falls der Strukturknoten im Hinterwagen der Karosserie eingebaut oder für solch einen Einbau vorgesehen ist, gelten die vorstehenden Ausführungen zur A-Säule in gleicher Weise für das Zusammenwirken eines hinteren Strukturknotens mit einer ihm nächsten hinteren Säule, im Falle eines Personenkraftwagens einer B- oder C-Säule.If the structural node is installed in the rear of the body or provided for such an installation, the above statements on the A-pillar apply in the same way for the interaction of a rear structural node with a next rear pillar, in the case of a passenger car of a B or C Pillar.

In einer Weiterbildung ist der Strukturknoten als Verbindungsknoten eines Längsträgers und einer Säule der Karosserie vorgesehen, vorzugsweise als Verbindungsknoten eines vorderen Längsträgers mit einer A-Säule oder einem A-Säulenteil oder einem hinteren Längsträger mit einer hinteren Karosseriesäule oder einem hinteren Karosseriesäulenteil. In noch einer Weiterbildung tritt an die Stelle des jeweiligen Längsträgers ein Querträger der Karosserie. Der Strukturknoten kann insbesondere auch Anschlüsse für unmittelbare Verbindungen mit einem Längsträger, einem Querträger und einer Säule oder einem Säulenteil, optimal auch einem oder mehreren weiteren Träger(n), aufweisen.In a development, the structural node is provided as a connection node of a longitudinal member and a pillar of the body, preferably as a connection node of a front side member with an A-pillar or A-pillar part or a rear side member with a rear pillar or a rear pillar body part. In a further development, a cross member of the body occurs in place of the respective longitudinal member. The structural node can in particular also have connections for direct connections to a side member, a cross member and a column or a column part, optimally also one or more further members.

Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Automobilbau. Erfindungsgemäße Strukturknoten sind für Personenkraftwagen und auch für Nutzfahrzeuge von Vorteil. Grundsätzlich kann die Erfindung aber auch bei Schienenfahrzeugen, Flugzeugen und jeder anderen Art von Fahrzeugen zum Einsatz gelangen.The preferred field of application of the invention is the automotive industry. Inventive structural nodes are for passenger cars and for commercial vehicles advantage. In principle, however, the invention can also be used in rail vehicles, aircraft and any other type of vehicles.

Gegenstand der Erfindung ist nicht nur der Strukturknoten als solcher oder die den Strukturknoten aufweisende Fahrzeugkarosserie, sondern auch ein Verfahren zur Herstellung des Strukturknotens. In dem Verfahren wird der Strukturknoten aus Metall oder Kunststoff als Hohlstruktur in einem Stück gegossen, vorzugsweise im Druckguss, wobei der von der Wandstruktur umgebene Hohlraum in diesem Guss zur Formung wenigstens eines inneren Hinterschnitts mit verlorenem Kernwerkzeug geformt wird. Zur Formung eines Hinterschnitts oder mehrerer Hinterschnitte im Außenbereich kann oder können im gleichen Guss als verlorenes Werkzeug zusätzlich eine oder mehrere das Dauerwerkzeug auskleidende Schale(n) verwendet werden, wobei die jeweilige Schalenform das Dauerwerkzeug vollständig oder auch nur teilweise auskleiden kann. Als verlorene Form, Kernform oder Schale, wird jeweils vorzugsweise eine mineralische Form verwendet, beispielsweise eine Keramikform. Die Form kann in einem Lösungsmittel, insbesondere Wasser oder einer Säure, löslich sein, um sie nach Formung der Hohlstruktur entfernen zu können. In alternativen Verfahrensführungen wird das verlorene Werkzeug mechanisch, beispielsweise mittels Ultraschall, oder insbesondere thermisch entfernt.The subject matter of the invention is not only the structural node as such or the vehicle body having the structural node, but also a method for producing the structural node. In the method, the structure node of metal or plastic is cast as a hollow structure in one piece, preferably by die casting, wherein the cavity surrounded by the wall structure is formed in this casting for forming at least one inner undercut with lost core tool. In order to form an undercut or a plurality of undercuts in the outer region, one or more shell (s) lining the permanent tool can or may additionally be used in the same casting as a lost tool, wherein the respective shell mold can completely or partially line the permanent tool. As a lost form, core shape or shell, preferably a mineral form is used, for example a ceramic mold. The mold may be soluble in a solvent, especially water or an acid, in order to be able to remove it after forming the hollow structure. In alternative process guides, the lost tool is removed mechanically, for example by means of ultrasound, or in particular thermally.

Ein Federbeindom mit einem um die Wirkachse des Federbeins erstreckten Hohlraum, vorstehend auch als Ring- oder Teilringraum bezeichnet, ist von besonderem Vorteil in Kombination mit dem Merkmal des hohl in den wenigstens einen Anschluss geführten primären Hohlraums des Strukturknotens, ist aber auch bereits alleine vorteilhaft, um die Festigkeit und Verwindungssteifigkeit des Federdoms zu erhöhen und dessen schwingungsdämpfenden Eigenschaften zu verbessern. Des Weiteren ist ein Federbeindom mit Hohlring oder Hohlteilring auch als solcher von Vorteil. Ebenso ist für sich bereits alleine von Vorteil, auch ohne die Integration des Federbeindoms oder die Gestaltung als Hohlstruktur, einen Strukturknoten zur Bildung einer Fahrzeugsäule, nämlich zur Verbindung eines Säulenoberteils mit einem Säulenunterteil zu verwenden. Auch die Verbindung einer Säule, beispielsweise eines Oberteils oder eines Unterteils, unmittelbar mit dem Strukturknoten, vorzugsweise mit einem Federbeindom, ist eigenständig von Vorteil. Die Anmelderin behält es sich vor, auf diese Aspekte eines Strukturknotens oder Federbeindoms im Rahmen einer oder mehrerer Teilanmeldungen eigenständige Ansprüche zu richten.A spring strut with a cavity extended around the axis of action of the suspension strut, also referred to above as a ring or partial annulus space, is particularly advantageous in combination with the feature of the primary cavity of the structure node guided hollowly into the at least one connection, but is also advantageous on its own. to increase the strength and torsional stiffness of the spring dome and to improve its vibration damping properties. Furthermore, a Federbeindom with hollow ring or hollow part ring as such is advantageous. Likewise, it is already advantageous on its own, even without the integration of the spring strut dome or the design as a hollow structure, to use a structural node for forming a vehicle pillar, namely for connecting a column top part to a pillar base part. The connection of a column, for example, an upper part or a lower part, directly to the structural nodes, preferably with a Federbeindom is independent advantage. The Applicant reserves the right to make independent claims in respect of these aspects of a structural node or strut dome in the context of one or more divisional applications.

Vorteilhafte Merkmale werden auch in den Unteransprüchen und deren Kombinationen beschrieben.Advantageous features are also described in the subclaims and their combinations.

Nachfolgend wird ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung anhand von Figuren erläutert. Am Ausrührungsbeispiel offenbar werdende Merkmale bilden jeweils einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend erläuterten Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:

1 einen Teil einer Fahrzeugkarosserie mit einem erfindungsgemäßen Strukturknoten,
2 den Strukturknoten in einer ersten Sicht,
3 den Strukturknoten in einer zweiten Sicht,
4 den Strukturknoten in einer dritten Sicht,
5 den Strukturknoten im Schnitt A-A der 4,
6 den Strukturknoten in einer vierten Sicht und
7 den Strukturknoten im Schnitt C-C der 6.

An exemplary embodiment of the invention will be explained below with reference to figures. The features disclosed in the exemplary embodiment further advantageously individually and in each combination of features form the subject matter of the claims and also the embodiments explained above. Show it:

1 a part of a vehicle body with a structural node according to the invention,
2 the structure node in a first view,
3 the structure node in a second view,
4 the tree node in a third view,
5 the structural node in section AA the 4 .
6 the tree node in a fourth view and
7 the structural node in section CC the 6 ,

1 zeigt einen Teil eines Vorderwagens einer Fahrzeugkarosserie. Beispielhaft ist die Karosserie eines Personenkraftwagens gewählt. Der Vorderwagen umfasst einen vorderen Längsträger 1, ein Oberteil 2 einer A-Säule, einen zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung X weisenden hinteren Verbindungsträger 3, einen oberen Querträger 4 und einen zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung X und Vertikalrichtung Z verlaufenden weiteren Verbindungsträger 5, der ein Unterteil der A-Säule bildet. Ein unterer Querträger 6 und ein Verbindungsknoten 7 sind Bestandteil eines Fahrzeugbodens. Der Verbindungsknoten 7 verbindet den unteren Querträger 6 und den Verbindungsträger bzw. das A-Säulenunterteil 5 mit einem nicht dargestellten Seitenschweller-Längsträger. Die Träger 1 bis 6 sind hochfeste Hohlprofile, beispielsweise Strangpressprofile. Der Verbindungsknoten 7 ist ein Metallgussknoten, vorzugsweise ein Stahlgussknoten in Hohlstruktur. Der Verbindungsträger bzw. das A-Säulenunterteil 5 ist in hochfester Profilbauweise mit lastoptimiertem, im Verlauf des Trägers 5 variablen Querschnitt geformt. Der Träger 5 kann partiell oder gänzlich gehärtet sein. 1 shows a part of a front end of a vehicle body. By way of example, the body of a passenger car is chosen. The front end comprises a front side member 1 , one top 2 an A-pillar, one at least substantially in the vehicle longitudinal direction X facing rear connection carrier 3 , an upper cross member 4 and at least substantially in the vehicle longitudinal direction X and vertical direction Z extending further connection carrier 5 , which forms a lower part of the A-pillar. A lower cross member 6 and a connection node 7 are part of a vehicle floor. The connection node 7 connects the lower cross member 6 and the connection carrier or the A-pillar base 5 with a side skirts side member, not shown. The carriers 1 to 6 are high-strength hollow profiles, for example extruded profiles. The connection node 7 is a metal casting node, preferably a hollow cast steel nodule. The connecting support or the A-pillar base 5 is in high-strength profile construction with load-optimized, in the course of the carrier 5 shaped variable cross section. The carrier 5 may be partially or fully cured.

Die Träger 1 bis 5 sind mittels eines Strukturknotens K miteinander verbunden. Der Strukturknoten K umfasst als integrale Bestandteile mehrere Anschlüsse 11 bis 15, jeweils ein Anschluss pro angeschlossenem Träger 1 bis 5. Bei den Anschlüssen 11 bis 15 handelt es sich um einen unteren vorderen Anschluss 11 für den vorderen Längsträger 1, einen oberen Anschluss 12 für das A-Säulenoberteil 2, einen unteren hinteren Anschluss 13 für den Verbindungsträger 3, einen oberen Anschluss 14 für den oberen Querträger 4 und einen oberen Anschluss 15 für den Verbindungsträger bzw. das A-Säulenunterteil 5. Die Träger 1, 3, 4 und 5 sind in den jeweils zugeordneten Anschluss 11, 13, 14 und 15 gesteckt. Die Anschlüsse 11, 13, 14 und 15 bilden für die Träger 1, 3, 4 und 5 jeweils eine Außenbuchse, umgeben den jeweiligen Träger 1, 3, 4 und 5 also an dessen Ende am äußeren Umfang. Der Anschluss 12 hingegen ist nur als eine Teilbuchse geformt, auf der der Träger 2, das A-Säulenoberteil, mit seinem vorderen Ende aufliegt. Über die genannten formschlüssigen Verbindungen hinaus ist jeder der Träger 1 bis 5 stoffschlüssig im Bereich des jeweils zugeordneten Anschlusses 1, 2, 3, 4 oder 5 mit dem Strukturknoten K dauerhaft fest verbunden, vorzugsweise mittels Schweißverbindung.The carriers 1 to 5 are by means of a structure node K connected with each other. The structure node K includes as integral components several connections 11 to 15 , one connection per connected carrier 1 to 5 , At the connections 11 to 15 it is a lower front connection 11 for the front side member 1 , an upper connection 12 for the A-pillar upper part 2, a lower rear connection 13 for the connection carrier 3 , an upper connection 14 for the upper cross member 4 and an upper port 15 for the connection carrier or the A-pillar base 5. The carrier 1 . 3 . 4 and 5 are in the respectively assigned connection 11 . 13 . 14 and 15 plugged. The connections 11 . 13 . 14 and 15 make up for the porters 1 . 3 . 4 and 5 one outer bush each, surround the respective carrier 1 . 3 . 4 and 5 so at the end on the outer circumference. The connection 12 on the other hand, it is shaped only as a partial bushing on which the carrier 2 , the A-pillar top, rests with its front end. Beyond the said form-fitting connections, each of the carriers 1 to 5 cohesively in the region of the respectively assigned connection 1 . 2 . 3 . 4 or 5 with the structure node K Permanently firmly connected, preferably by means of welded connection.

Integraler Bestandteil des Strukturknotens K ist ferner ein Federbeindom 9, an dem sich ein nicht dargestelltes Federbein im Bereich seines im eingebauten Zustand oberen Endes abstützt. Der Federbeindom 9 bildet für das Federbein in einem zentralen Dombereich eine Abstützung 10.Integral part of the structure node K is also a spring leg 9 , at which an unillustrated strut is supported in the region of its upper end in the installed state. The strut dome 9 forms a support for the strut in a central dome area 10 ,

Der Strukturknoten K ist in einem Stück aus einer Stahllegierung in Hohlstruktur gegossen. Es handelt sich um ein dünnwandiges Stahlguss-Bauteil mit einer im Guss einteilig erhaltenen Wandstruktur 8, die einen primären Hohlraum des Strukturknotens K umgibt. Die Wandstruktur 8 bildet in homogener Weise auch den Federbeindom 9.The structure node K is cast in one piece from a steel alloy in a hollow structure. It is a thin-walled cast steel component with a one-piece cast wall structure 8th containing a primary cavity of the structural node K surrounds. The wall structure 8th Forms in a homogeneous way also the spring leg 9 ,

2 zeigt den Strukturknoten K als solchen, vor dem Einbau, in einer perspektivischen Sicht von links vorne, bezogen auf den eingebauten Zustand. 3 zeigt ebenfalls in einer perspektivischen Sicht, allerdings von rechts hinten, den noch nicht eingebauten Strukturknoten K. Das fahrzeugeigene Koordinatensystem ist mit der Längsrichtung X gegen die Fahrtrichtung weisend neben dem Strukturknoten K dargestellt. Die 4 und 6 zeigen den Strukturknoten K jeweils in einer Ansicht. Die 5 und 7 zeigen die in den 4 und 6 eingetragenen Schnitte A-A und C-C. 2 shows the structure node K as such, before installation, in a perspective view from the left front, based on the installed state. 3 also shows in a perspective view, but from the right rear, the not yet built structural nodes K , The on-board coordinate system is with the longitudinal direction X pointing towards the direction of travel next to the structure node K shown. The 4 and 6 show the structure node K each in a view. The 5 and 7 show the in the 4 and 6 registered sections A - A and CC.

Der Strukturknoten K ist wie bereits erwähnt im Ganzen als dünnwandige Hohlstruktur im Stahlguss geformt, vorzugsweise im Druckguss, wobei die Wandstärke der Wandstruktur 8 zumindest in Flächenteilbereichen nur etwa 1.5 mm beträgt. Die Wandstruktur 8 umgibt einen primären Hohlraum 17, der sich von den beiden unteren Anschlüssen 11 und 13 in Richtung auf den Federbeindom 9 erstreckt. Der Strukturknoten K ist in dem von den Anschlüssen 11 und 13 bis zum Federdom 9 erstreckten Abschnitt säulenförmig und im Wesentlichen vertikal in Z-Richtung erstreckt. Die Anschlüsse 11 und 13 sind jeweils hohl, d. h. als Hohlquerschnitte geformt und setzen den primären Hohlraum 17 nach außen fort. Sie sind äußere Öffnungen des Hohlraums 17. Die Wandstruktur 8 weist in ihrem den Hohlraum 17 umgebenden Säulenabschnitt über die Anschlüsse 11 und 13 hinaus eine oder mehrere weitere Öffnungen auf, von denen eine in Bezug auf den eingebauten Zustand innen liegende Öffnung dargestellt ist, die den inneren Hohlraum 17 erkennen lässt. Diese Öffnungen erleichtern das Gießen, tragen aber auch zur Materialreduzierung und somit Gewichtsreduzierung des Strukturknotens K bei.The structure node K As already mentioned, as a whole it is shaped as a thin-walled hollow structure in cast steel, preferably in diecasting, wherein the wall thickness of the wall structure 8th at least in subareas only about 1.5 mm. The wall structure 8th surrounds a primary cavity 17 that extends from the two lower terminals 11 and 13 towards the strut dome 9 extends. The structure node K is in the of the connections 11 and 13 to the spring dome 9 extended portion extends columnar and substantially vertically in the Z direction. The connections 11 and 13 are each hollow, ie shaped as hollow cross-sections and set the primary cavity 17 outward. They are outer openings of the cavity 17 , The wall structure 8th has in her the cavity 17 surrounding column section via the connections 11 and 13 In addition, one or more further openings, of which an opening in relation to the installed state is shown, which the inner cavity 17 lets recognize. These openings facilitate casting, but also contribute to material reduction and thus weight reduction of the structural node K at.

Der Strukturknoten K geht an einem oberen Ende des Säulenabschnitts in den Federbeindom 9 über, beispielhaft wie bevorzugt kontinuierlich in fließendem Übergang. Der Federbeindom 9 ragt bezogen auf den eingebauten Zustand nach außen vom Säulenabschnitt ab. Im eingebauten Zustand stützt sich das Federbein in die zumindest im Wesentlichen vertikal weisende Wirkrichtung A an der Abstützung 10 des Federbeindoms 9 ab.The structure node K goes at an upper end of the column section in the strut tower 9 over, by way of example as preferred continuously in fluid transition. The strut dome 9 protrudes outward from the column section with respect to the installed state. In the installed state, the strut is supported in the direction of action, which points at least substantially vertically A at the support 10 of the strut dome 9 from.

Die Wandstruktur 8 umgibt nicht nur den primären Hohlraum 17, sondern wie insbesondere in den 5 und 7 zu erkennen ist, auch einen sekundären Hohlraum 18. Dieser Hohlraum erstreckt sich torusförmig als hohler Ringraum 18 um die Wirkachse A, beispielhaft wie bevorzugt um die Abstützung 10, die somit radial innerhalb des den Ringraum 18 umgebenden Hohlrings gelegen ist. In einem zentralen Bereich der Abstützung A ist eine flache Erhebung geformt, die in Wirkrichtung A geringfügig über den Hohlring 18 vorragt und den Federbeindom 9 innerhalb des Hohlrings 18 versteift. Zwischen dem Hohlring 18 und der Abstützung 10 erstreckt sich um die Wirkachse A umlaufend ferner eine Verstärkungssicke. Der hohle Ringraum 18, genauer gesagt der Hohlring, sorgt für eine hohe Verwindungssteifigkeit des Federbeindoms 9 und dämpft wirkungsvoll im Fahrbetrieb auftretende Schwingungen.The wall structure 8th not only surrounds the primary cavity 17 but especially in the 5 and 7 it can also be seen a secondary cavity 18 , This cavity extends torus-shaped as a hollow annulus 18 around the axis of action A exemplary as preferred to the support 10 thus radially inside of the annulus 18 surrounding hollow ring is located. In a central area of support A is a Shaped flat elevation, in working direction A slightly above the hollow ring 18 protrudes and the strut dome 9 inside the hollow ring 18 stiffened. Between the hollow ring 18 and the support 10 extends around the axis of action A circumferentially further a reinforcing bead. The hollow annulus 18 , more precisely, the hollow ring, ensures a high torsional rigidity of the strut dome 9 and effectively dampens vibrations that occur during driving.

Der hohle Ringraum 18 hängt mit dem primären Hohlraum 17 zusammen. Die Hohlräume 17 und 18 gehen im Übergangsbereich von Federbeindom 9 und Säulenabschnitt des Strukturknotens K mit ihren vollen Querschnitten fließend ineinander über. Ebenso geht die Wandstruktur 8 kontinuierlich, fließend vom Säulenabschnitt in den Federbeindom 9 und dessen Hohlring über. Die Wandstruktur 8 ist auch im Übergangsbereich eine im Vergleich zur Größe des Strukturknotens K im Ganzen gesehen nur dünne Wand. Der den Ringraum 18 bildende Hohlring ist beispielhaft in seinem radial innenliegenden Wandbereich mit Öffnungen versehen, die das Schwingungsverhalten ebenfalls positiv beeinflussen. Der Ringraum 18 und der ihn umgebende Hohlring sind im Querschnitt oval, in guter Näherung ellipsenförmig, wobei die lange Hauptachse zumindest im Wesentlichen parallel zur Wirkrichtung A ist.The hollow annulus 18 hangs with the primary cavity 17 together. The cavities 17 and 18 go in the transition area of strut dome 9 and column portion of the structure node K with their full cross sections flowing into each other. Likewise, the wall structure goes 8th continuous, flowing from the column section into the strut tower 9 and its hollow ring over. The wall structure 8th is also in the transitional area compared to the size of the structural node K on the whole, only a thin wall. The the annulus 18 forming hollow ring is exemplified in its radially inner wall area provided with openings that also positively influence the vibration behavior. The annulus 18 and the surrounding hollow ring are oval in cross-section, elliptical in a good approximation, wherein the long main axis at least substantially parallel to the direction of action A is.

Die Anschlüsse 11 und 13 zweigen vom primären Hohlraum 17 und die Anschlüsse 14 und 15 vom sekundären Hohlraum bzw. hohlen Ringraum 18 ab. Die unteren Anschlüsse 11 und 13 gehen jeweils mit zumindest im Wesentlichen ihrem vollen Hohlquerschnitt in den primären Hohlraum 17 und die oberen Anschlüsse 14 und 15 gehen jeweils mit zumindest ebenfalls im Wesentlichen vollem Hohlquerschnitt in den hohlen Ringraum 18 über. Der Anschluss 2 hingegen ist nur ein Außenanschluss des Strukturknotens K, also mit dessen inneren Hohlraum 17, 18 nicht verbunden. Der Anschluss 2 wurde im einheitlichen Gießvorgang an den Federbeindom 9 angeformt. Er ist so angeordnet und ausgerichtet, dass die auf das A-Säulenoberteil 2 wirkenden Belastungen von oben, beispielhaft von schräg oben, unmittelbar in den Strukturknoten K und wie bevorzugt unmittelbar in den Federbeindom 9 und somit nahe der Wirkachse A eingeleitet werden.The connections 11 and 13 branches from the primary cavity 17 and the connections 14 and 15 from the secondary cavity or hollow annulus 18 from. The lower connections 11 and 13 each go with at least substantially its full hollow cross-section in the primary cavity 17 and the upper connections 14 and 15 each go with at least also substantially full hollow cross-section in the hollow annulus 18 above. The connection 2 on the other hand, there is only one external connection of the structure node K So with its inner cavity 17 . 18 not connected. The connection 2 was in the uniform casting process at the strut dome 9 formed. It is arranged and aligned so that the loads acting on the A-pillar upper part 2 from above, for example obliquely from above, directly into the structural nodes K and as preferred directly in the strut dome 9 and thus near the axis of action A be initiated.

Im Hinblick auf eine optimale Kräfteverteilung ist auch von Vorteil, dass der Anschluss 15 für den Verbindungsträger bzw. das A-Säulenunterteil 5 nahe bei dem Anschluss 12 für das Oberteil 2 angeordnet ist, beispielhaft wie bevorzugt nahezu oder direkt unter dem Anschluss 12 für das Oberteil 2. Ebenfalls von Vorteil ist, dass der Anschluss 14 für den oberen Querträger 4 im Bereich des Federbeindoms 9 angeordnet ist. Jedes der folgenden Merkmale:

- Abstützung des A-Säulenoberteils 2 unmittelbar am Strukturknoten K, bevorzugt am Federbeindom 9,
- Abstützung des Verbindungsträgers bzw. A-Säulenunterteils 5 unmittelbar am Strukturknoten K, bevorzugt am Federbeindom 9,
- Abstützung des oberen Querträgers 4 unmittelbar am Strukturknoten K, bevorzugt am Federbeindom 9,
- Abstützung des A-Säulenoberteils 2, des Verbindungsträgers bzw. A-Säulenunterteils 5 oder des oberen Querträgers 4 mit nur geringem Versatz zu den unteren vorderen Anschluss 11 oder unteren hinteren Anschluss 13

ist für sich und mehr noch in Kombination mit jeweils einem oder mehreren der anderen vorstehend aufgezählten Merkmale von Vorteil. Vorteilhaft ist eine große räumliche Nähe der Krafteinleitungsstellen, nicht zuletzt um auf den Knoten K wirkende Drehmomente zu verringern. Als noch ein Vorteil ist zu erwähnen, dass die als Hohlquerschnitte geformten, für den Strukturknoten

K

integralen Anschlüsse

11, 13, 14

und

15 außen und innen kontinuierlich, fließend in diejenigen Wandbereiche der Wandstruktur 8 übergehen, mit denen die Wandstruktur 8

die Hohlräume

17 und 18 umgibt.With regard to an optimal distribution of forces is also advantageous that the connection 15 for the connection support or the A-pillar base 5 near the connection 12 for the top 2 is arranged, by way of example as preferred almost or directly under the terminal 12 for the top 2 , Another advantage is that the connection 14 for the upper cross member 4 in the area of the spring leg dome 9 is arranged. Each of the following features:

- Supporting the A-pillar upper part 2 directly on the structural nodes K , preferably at the spring leg 9 .
- Supporting of the connection carrier or A-pillar base 5 directly on the structure node K , preferably at the spring leg 9 .
- Support of the upper cross member 4 directly at the structure node K , preferably at the spring leg 9 .
- Supporting the A-pillar upper part 2, the connecting support or A-pillar lower part 5 or the upper cross member 4 with only slight misalignment to the lower front connector 11 or lower rear port 13

is in itself and more in combination with each one or more of the other listed features advantageous. Advantageous is a large spatial proximity of the force application points, not least to the node K to reduce acting torques. As yet another advantage is to mention that the shaped as hollow cross-sections, for the structural nodes K

integral connections

11 . 13 . 14 and 15 continuous inside and outside, flowing into those wall areas of the wall structure 8th pass over, with which the wall structure 8th the

cavities

17 and 18 surrounds.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: vorderer Längsträgerfront side member
22: A-SäulenoberteilA column top
33: Verbindungsträgerconnection support
44: Querträgercrossbeam
55: Verbindungsträger, A-SäulenunterteilConnecting support, A-pillar base
66: Querträgercrossbeam
77: Strukturknotentree node
88th: Wandstrukturwall structure
99: Federbeindomstrut tower
1010: FederbeinabstützungStrut support
1111: Anschlussconnection
1212: Anschlussconnection
1313: Anschlussconnection
1414: Anschlussconnection
1515: Anschlussconnection
1616: --
1717: Hohlraumcavity
1818: hohler Ringraum hollow annulus
AA: Wirkachse des FederbeinsActive axis of the strut
KK: Strukturknotentree node
XX: Fahrzeuglängsachsevehicle longitudinal axis
YY: FahrzeugquerachseVehicle transverse axis
ZZ: FahrzeughochachseVehicle axis

Claims

Structural node for a bodywork of a vehicle, which is a) cast from metal or plastic as a hollow structure in one piece and b) a strut tower (9) with a support (10) for a suspension strut of the vehicle, c) a strut tower (9 ) forming wall structure (8), which surrounds a cavity (17, 18), d) and a connection (11-15) for a support (1-5) of the body, characterized in that e) the cavity (17, 18) curved undercut f) and the structural node (K) for forming the cavity (17, 18) is cast with lost tool.

Structure node according to the preceding claim, characterized in that the connection (11, 13, 14, 15) has a hollow cross-section and the cavity (17, 18) continues with an undercut hollow into the connection (11, 13, 14, 15), the connection (11, 13, 14, 15) preferably branches off laterally from the cavity.

Structure node according to one of the preceding claims, characterized in that the connection (11, 13, 14, 15) forms an opening of the cavity (17, 18) to the outside.

Structural node according to one of the preceding claims, characterized in that the connection (11, 13, 14, 15) is shaped so that the support (1, 3, 4, 5) is in or on the connection (11, 13, 14, 15) is slidable, wherein the terminal (11, 13, 14, 15) is preferably formed as an outer sleeve for the carrier (1, 3, 4, 5).

Structure node according to one of the preceding claims, characterized in that the structural node (K) is a cast steel component or a plastic casting with embedded reinforcing elements, preferably reinforcing fibers.

Structure node according to one of the preceding claims, characterized in that the structural node (K) is thin-walled and in a predominant part of its entire wall surface has a wall thickness of at most 3 mm, preferably at most 2 mm

Structure node according to one of the preceding claims, characterized in that the connection (12, 14, 15) branches off at the spring strut dome (9), preferably at least substantially at the level of the support (10).

Structure node according to one of the preceding claims, characterized in that the spring strut dome (9) in the region of the support (10) has a hollow annular or partial annular space (18) extending around an axis of action (A) of the strut, preferably around the support (10) , which is closed over a larger part of its circumferentially measured extension in the circumferential direction perpendicular cross-sections.

Structure node according to the preceding claim, characterized in that the annular or partial annular space (18) forms the cavity or only a partial space of the cavity (17, 18) and with a further subspace (17) of the cavity (17, 18).

Structure node according to one of the two preceding claims, characterized in that the connection (14, 15) has a hollow cross-section and the annular or partial annular space (18) extends hollow, preferably with an undercut, into the connection (14, 15) and the connection (14, 15) preferably forms an opening of the annular or partial annular space (18) to the outside.

Structure node according to one of the preceding claims, characterized in that the spring strut dome (9) is ribbed, preferably in the annular or partial annular space (18) of Claims 8 to 10 ,

Structure node according to one of the preceding claims, characterized in that the connection (11, 13) is a lower connection (11, 13) spaced from the spring leg (9) for a lower support (1, 3) of the body and the wall structure (8 ) extends from the spring strut (10) to the lower terminal (11, 13) surrounding the cavity (17) adjacent to an axis of action (A) of the shock absorber and thus in the installed state next to the shock absorber.

Structure node according to one of the preceding claims, characterized in that the connection (12, 15) an upper, preferably at the spring strut dome (9) branching terminal (12, 15) either for a top incoming from the top (2) or from below incoming lower part (5) an A pillar (2, 5) of the body is.

Structure node according to one of the preceding claims, characterized in that the connection (14) has a connection (14) for a Cross member (4) of the body is and preferably branches off at the spring strut dome (9).

Structure node according to one of the two preceding claims, characterized in that the connection (11, 13) on a front side of the structural node (K) arranged front terminal (11) for a front side member (1) of the body or at a back of the structural node (K) arranged rear terminal (13) for a pointing in the longitudinal direction (X) of the vehicle connecting carrier (3) or rear side member of the body.

Structure node according to one of the preceding claims, characterized in that the structure node (K) has at least one further connection (11, 13, 14, 15) for a further carrier (1, 3, 4, 5) and the further connection (11, 13, 14, 15) is also formed with a hollow cross-section, so that the cavity (17, 18) with an undercut hollow in the further connection (11, 13, 14, 15) continues, said further connection preferably also at least one of Claims 3 . 4 . 7 . 10 . 12 and 13 equivalent.

Structural node according to one of the preceding claims, characterized in that the structural node (K) has at least one further connection (12) for a further carrier (2) and the further connection (12) to the wall structure (8), preferably to the spring leg (9 ) is formed.

Structure node according to one of the two preceding claims, characterized in that at least one of the terminals (11-15) on a front side of the structural knot (K) arranged front terminal (11) for a front side member (1) of the body or on a back The rearward connection (13) arranged in the structural knot (K) is for a connecting support (3) or rear side member of the body pointing in the longitudinal direction (X) of the vehicle and at least one other of the connections (11-15) forwards the connection (12, 15) Claim 13 forms.

Method for producing a structural knot according to one of the preceding claims, in which the structural knot (K) of metal or plastic as a hollow structure is cast in one piece and the cavity (17, 18) in this casting is formed with a lost core tool.

Method according to the preceding claim, characterized in that for forming the structural knot (K) with an outer undercut in the same casting, one or more lost shell (s) lining a permanent tool is or will be used.