DE102011017468A1

DE102011017468A1 - Connection structure for connecting e.g. vertical and horizontal structure component units of support structure of car body to node points, has longitudinal profiles arranged in node points that are designed as shear connections

Info

Publication number: DE102011017468A1
Application number: DE201110017468
Authority: DE
Inventors: Sönke Kühl; Marco Rueß; Klaus-Dieter Carle
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-04-18
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2012-10-18

Abstract

The structure (20) has a vertical structure component unit (10.1) provided with vertical carrier profiles (10.1a, 10.1b) and a horizontal structure component unit (10.2) provided with longitudinal beam profiles (10.2a, 10.2b) and a cross beam profile (10.2c). The longitudinal beam profiles are arranged in node points (12.1, 12.2) that are designed as multiple-shear connections. The vertical structure component unit and the horizontal structure component unit are connected to a support structure (10) via a form-fitting and/or frictional and/or firmly bonded connection (18). The connection structure forms a ring-shaped structure, which forms an outer torsion ring. An independent claim is also included for a support structure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsstruktur für die Verbindung von Strukturbauteilen einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.The invention relates to a connection structure for the connection of structural components of a support structure of a vehicle body according to the preamble of patent claim 1 and a support structure of a vehicle body according to the preamble of patent claim 7.

Tragstrukturen von Fahrzeugkarosserien mit einem Skelett aus Strukturbauteilen sind allgemein bekannt. Zur Verbindung der Strukturbauteile sind Verbindungsstrukturen vorgesehen, die Knotenpunkte aufweisen, in welchen die Enden der Strukturbauteile miteinander befestigt sind. Flächige Bauteile wie das Dach oder die Windschutzscheibe werden steif mit der Tragstruktur verbunden.Support structures of vehicle bodies with a skeleton of structural components are well known. For connecting the structural components connecting structures are provided which have nodes in which the ends of the structural components are fastened together. Flat components such as the roof or the windscreen are rigidly connected to the support structure.

Aus der EP 0 671 312 B1 ist eine Verbindungsstruktur für die Verbindung von Strukturbauteilen einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie bekannt. Die Verbindungsstruktur umfasst mindestens einen Knotenpunkt, in welchem die Enden der Strukturbauteile miteinander befestigt sind. Der Knotenpunkt ist einstückig durch Gießen hergestellt und dient zusätzlich zur Befestigung mindestens eines Bauteiles, wie beispielsweise eines Radaufhängungsarmes, einer Tür oder einer Rückwandtür des Fahrzeuges.From the EP 0 671 312 B1 a connection structure for the connection of structural components of a support structure of a vehicle body is known. The connection structure comprises at least one node in which the ends of the structural components are fastened together. The junction is made integrally by casting and additionally serves to secure at least one component, such as a suspension arm, a door or a rear door of the vehicle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Verbindungsstruktur für die Verbindung von Strukturbauteilen einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie anzugeben, welche bei einfacher Konstruktion und kostengünstiger Herstellung sowie geringem Gewicht eine erhöhte Steifigkeit aufweist.The invention is based on the object to provide a connection structure for the connection of structural components of a support structure of a vehicle body, which has an increased rigidity with a simple construction and cost-effective production and low weight.

Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch Bereitstellung einer Verbindungsstruktur für die Verbindung von Strukturbauteilen einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie gelöst, die sich gemäß Patentanspruch 1 dadurch auszeichnet, dass die Verbindungsstruktur mindestens eine Knotenpunkt aufweist, der als mehrschnittige Anbindung ausgebildet ist. Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch Bereitstellung einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie gelöst, die gemäß Patentanspruch 7 mindestens eine derartige Verbindungsstruktur aufweist.According to a first aspect, the object is achieved by providing a connection structure for the connection of structural components of a support structure of a vehicle body, which is characterized according to claim 1 characterized in that the connection structure has at least one node, which is designed as a multi-section connection. According to a second aspect, the object is achieved by providing a support structure of a vehicle body, which according to claim 7 has at least one such connection structure.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Um eine Verbindungsstruktur für die Verbindung von Strukturbauteilen einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie anzugeben, welche bei einfacher Konstruktion und kostengünstiger Herstellung sowie geringem Gewicht eine erhöhte Steifigkeit aufweist, umfasst die Verbindungsstruktur erfindungsgemäß mindestens einen Knotenpunkt, welcher als mehrschnittige Anbindung ausgebildet ist. Als Strukturbauteil wird im Sinne dieser Erfindung ein Bauteil bezeichnet, welches lösbar am Rohbau einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist und den Rohbau insbesondere bezüglich den auf die Rohbaustruktur wirkenden Kräfte unterstützen kann. Als Tragstruktur wird im Sinne dieser Erfindung der Rohbau der Karosserie mit den damit verbundenen zumindest teilweise die Steifigkeit des Rohbaus unterstützenden Strukturbauteilen verstanden. In vorteilhafter Weise ist durch die Ausbildung des mindestens einen Knotenpunktes der Verbindungsstruktur als mehrschnittige Anbindung eine konstruktiv einfache Verbesserung der Verbindung von horizontalen und vertikalen Strukturbauteilen ohne zusätzlichen Materialaufwand möglich, welche bauraumsparend horizontale und vertikale Strukturbauteile miteinander verbindet und dadurch eine Vergrößerung des in einem Fahrzeug zur Verfügung stehenden Innenraums ermöglicht.In order to provide a connection structure for the connection of structural components of a support structure of a vehicle body, which has an increased rigidity with simple construction and cost-effective production and low weight, the connection structure according to the invention comprises at least one node, which is designed as a multi-section connection. As a structural component in the context of this invention, a component is referred to which is releasably attached to the shell of a vehicle body and can support the shell, in particular with respect to the force acting on the shell structure forces. As a support structure is understood in the context of this invention, the shell of the body with the associated at least partially the rigidity of the shell supporting structural components. Advantageously, by the formation of the at least one node of the connection structure as a multi-layer connection a structurally simple improvement of the connection of horizontal and vertical structural components without additional material cost possible, which space-saving horizontal and vertical structural components together, thereby increasing the available in a vehicle standing interior allows.

Des Weiteren ist durch die erfindungsgemäße Verbindungsstruktur eine Verbesserung der Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie realisierbar, über welche eine verbesserte Einleitung von Kräften in den Rohbau der Fahrzeugkarosserie und eine gleichmäßigere Verteilung dieser Kräfte in den Rohbau erfolgen kann. Der erfindungsgemäße Knotenpunkt verbessert allgemein platzsparend die Steifigkeit des Rohbaus des Kraftfahrzeugs, insbesondere aber die Steifigkeit im Bereich der Verbindungsstruktur der Tragstruktur des Fahrzeugs. Hierdurch ersetzt der erfindungsgemäße Knotenpunkt unnötige platzraubende Verstärkungselemente, bei gleichzeitiger Materialreduzierung und Gewichtsreduzierung der Fahrzeugkarosserie. Indem der Knotenpunkt erfindungsgemäß zu der Steifigkeit der Tragstruktur bzw. des Rohbaus der Fahrzeugkarosserie beiträgt, können die Anforderungen an die Steifigkeit der übrigen Strukturbauteile verringert werden. Außerdem können insbesondere die Strukturbauteile, die im Knotenpunkt miteinander befestigt sind, unter Beibehaltung der Steifigkeit im Bereich der Verbindungsstruktur der Tragstruktur des Fahrzeugs mit einer geringeren Materialstärke gefertigt werden. Auf diese Weise werden sowohl die Materialkosten als auch die Herstellungskosten der Fahrzeugkarosserie verringert. Zudem kann dadurch auch das Gesamtgewicht der Karosserie verringert werden, wodurch der Energiebedarf zum Betreiben des Fahrzeugs sinkt.Furthermore, an improvement in the rigidity of the vehicle body can be realized by the connection structure according to the invention, via which an improved introduction of forces in the shell of the vehicle body and a more even distribution of these forces can be done in the shell. The node according to the invention generally improves space-saving the rigidity of the shell of the motor vehicle, but in particular the rigidity in the region of the connecting structure of the support structure of the vehicle. As a result, the node according to the invention replaces unnecessary space-consuming reinforcing elements, with simultaneous material reduction and weight reduction of the vehicle body. According to the invention, by contributing to the rigidity of the supporting structure or of the body shell of the vehicle body, the requirements on the rigidity of the remaining structural components can be reduced. In addition, in particular, the structural components, which are fastened to one another at the junction, can be manufactured with a lower material thickness while maintaining the rigidity in the region of the connecting structure of the supporting structure of the vehicle. In this way, both the material costs and the manufacturing costs of the vehicle body are reduced. In addition, thereby the total weight of the body can be reduced, whereby the energy consumption for operating the vehicle decreases.

In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindungsstruktur verbindet der mindestens eine Knotenpunkt zumindest eine Vertikalstrukturbauteileinheit mit einer Horizontalstrukturbauteileinheit. In vorteilhafter Weise erfolgt in einem Knotenpunkt eine auf ein Mindestmaß reduzierte, aber dennoch steife Verbindung zweier senkrecht zueinander angeordneter Strukturbauteile, dessen Geometrie und Belastbarkeit einem einstückigen Bauteil entspricht. Dadurch können zusätzliche separate Verstärkungsbleche eingespart werden. Durch die Verbindung einer Vertikalstrukturbauteileinheit mit einer Horizontalstrukturbauteileinheit im Knotenpunkt stehen weitere Strukturbauteile zur Weiterleitung von auftretenden Kräften bzw. nicht absorbierter Aufprallenergie in die Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie zur Verfügung. Durch diese zusätzliche Verbindung der Vertikalstrukturbauteileinheit mit einer Horizontalstrukturbauteileinheit bzw. mit der Tragstruktur wird die Verwindungssteifigkeit und die Belastbarkeit der Fahrzeugkarosserie verbessert und im Falle eines Aufpralls die Fahrgastzelle entlastet, wodurch die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöht wird.In an advantageous embodiment of the connecting structure according to the invention, the at least one node connects at least one vertical structural component unit with a horizontal structural component unit. Advantageously, in a node, a reduced to a minimum, but still rigid connection of two mutually perpendicular structural components, whose Geometry and resilience corresponds to a one-piece component. As a result, additional separate reinforcement plates can be saved. By connecting a vertical structural component unit with a horizontal structural component unit in the junction, further structural components are available for the transmission of occurring forces or non-absorbed impact energy into the supporting structure of the vehicle body. This additional connection of the vertical structural component unit with a horizontal structural component unit or with the support structure, the torsional stiffness and the load capacity of the vehicle body is improved and relieved in the event of an impact, the passenger compartment, whereby the safety of the vehicle occupants is increased.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindungsstruktur umfasst die Vertikalstrukturbauteileinheit zumindest zwei Vertikalträgerprofile, und die Horizontalstrukturbauteileinheit umfasst zumindest ein Längsträgerprofil und zumindest ein Querträgerprofil. In vorteilhafter Weise bilden die Vertikalstrukturbauteileinheit und die Horizontalstrukturbauteileinheit in allen drei Raumrichtungen der Fahrzeugkarosserie mit den Strukturteilen der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie eine besonders stabile Konstruktion, so dass die Tragstruktur eventuell auftretende bzw. einwirkende Kräfte möglichst großflächig aufnehmen kann. Vorzugsweise wird hierdurch mit konstruktiv einfachen Mitteln eine Verbindung der Vertikalstrukturbauteileinheit und der Horizontalstrukturbauteileinheit an die Tragstruktur bewerkstelligt, die mit einfacher Verbindungstechnik eine Verbesserung der Belastbarkeit der Tragstruktur erzielt und somit die Verwindungssteifigkeit der Fahrzeugkarosserie verbessert.In a further advantageous embodiment of the connecting structure according to the invention, the vertical structural component unit comprises at least two vertical carrier profiles, and the horizontal structural component unit comprises at least one longitudinal carrier profile and at least one transverse carrier profile. In an advantageous manner, the vertical structural component unit and the horizontal structural component unit form a particularly stable construction in all three spatial directions of the vehicle body with the structural parts of the supporting structure of the vehicle body, so that the support structure can absorb potentially occurring or acting forces as extensively as possible. Preferably, a connection of the vertical structural component unit and the horizontal structural component unit is thereby accomplished with structurally simple means to the support structure, which achieves an improvement in the load capacity of the support structure with simple connection technology and thus improves the torsional rigidity of the vehicle body.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindungsstruktur ist der mindestens eine Knotenpunkt in dem zumindest einen Längsträgerprofil der Horizontalstrukturbauteileinheit angeordnet. In vorteilhafter Weise ergibt sich hierdurch ohne zusätzlichen Materialaufwand bzw. zusätzliche Bauteile eine bauraumsparende Unterbringung einer Verbindungsstelle in ein bestehendes Bauteil der Tragstruktur zur Anbindung weiterer Strukturteile, wie beispielsweise ein Querträgerprofil, wodurch das Längsträgerprofil der Horizontalstrukturbauteileinheit über eine weitere Verbindungsstelle an die Tragstruktur angebunden wird und sich dadurch die Karosseriesteifigkeit der Fahrzeugkarosserie verbessert. Die Verlagerung des Knotenpunktes in den Längsträger bedeutet Innenraumvergrößerung ohne Abstriche bzw. Minderung der Qualität bezüglich der Karosseriesteifigkeit der Fahrzeugkarosserie.In a further advantageous embodiment of the connecting structure according to the invention, the at least one node point is arranged in the at least one longitudinal carrier profile of the horizontal structural component unit. Advantageously, this results in a space-saving placement of a joint in an existing component of the support structure for connecting other structural parts, such as a cross member profile, whereby the side member profile of the horizontal structural component unit is connected via a further connection point to the support structure and without additional material or additional components thereby improving the body rigidity of the vehicle body. The displacement of the node in the side members means interior space enlargement without compromising or reducing the quality with respect to the body rigidity of the vehicle body.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindungsstruktur sind die Strukturbauteile der Tragstruktur über eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden. Bevorzugt sind die Strukturbauteile der Tragstruktur über eine Schweißverbindung mit der Tragstruktur verbunden. Indem die Strukturbauteile der Tragstruktur erfindungsgemäß zu der Steifigkeit der Tragstruktur bzw. des Rohbaus der Fahrzeugkarosserie beitragen, können die Anforderungen an die Steifigkeit der übrigen Strukturbauteile verringert werden. Insbesondere können die Strukturbauteile der Tragstruktur, an denen die Strukturbauteile befestigt sind, mit einer geringeren Materialstärke gefertigt werden. Auf diese Weise werden sowohl die Materialkosten als auch die Herstellungskosten verringert. Zudem kann dadurch auch das Gesamtgewicht der Karosserie verringert werden, wodurch der Energiebedarf zum Betreiben des Fahrzeugs sinkt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die einfache Konstruktion der Strukturbaute, da diese einfach an der Tragstruktur bzw. am Rohbau der Fahrzeugkarosserie anbringbar und somit auch einfach austauschbar sind. Hierdurch kann auf einfache Weise sowohl der Austausch eines beschädigten Strukturbauteils als auch eine Nachrüstung einer bestehenden Tragstruktur erfolgen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen auf einfache Weise eine biegesteife Ausführung der Strukturbauteile und somit der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie. Zusammenfassend bedeutet dies, dass die Strukturbauteile so mit der Tragstruktur verbunden sind, dass die Steifigkeit der Strukturbauteile die Steifigkeit der Tragstruktur unterstützt. Die Strukturbauteile können somit weicher und leichter dimensioniert werden. Die Steifigkeit des Gesamtfahrzeuges bleibt erhalten. Das Gesamtgewicht wird verringert.In a further advantageous embodiment of the connection structure of the invention, the structural components of the support structure via a positive and / or non-positive and / or material connection are connected to each other. The structural components of the support structure are preferably connected to the support structure via a welded connection. By the structural components of the support structure according to the invention contribute to the rigidity of the support structure or the shell of the vehicle body, the requirements for the rigidity of the other structural components can be reduced. In particular, the structural components of the support structure, to which the structural components are fastened, can be manufactured with a lower material thickness. In this way, both the material costs and the production costs are reduced. In addition, thereby the total weight of the body can be reduced, whereby the energy consumption for operating the vehicle decreases. Another advantage of the invention is the simple construction of the structural components, since they are easily attached to the support structure or on the shell of the vehicle body and thus easily replaceable. This can be done in a simple manner, both the replacement of a damaged structural component as well as retrofitting an existing support structure. Embodiments of the present invention enable a rigid design of the structural components and thus the support structure of the vehicle body in a simple manner. In summary, this means that the structural components are connected to the support structure such that the rigidity of the structural components supports the rigidity of the support structure. The structural components can thus be made softer and lighter. The rigidity of the entire vehicle is maintained. The total weight is reduced.

Eine bevorzugte Realisierung der erfindungsgemäßen Verbindungsstruktur sieht vor, dass mindestens ein Strukturbauteil der Tragstruktur zumindest teilweise als Hohlprofil ausgebildet ist. In vorteilhafter Weise ist hierdurch das Strukturbauteil sehr leicht und verwindungssteif ausgeführt, kann aber trotz Leichtbauweise einen großen Teil von eventuell am Kraftfahrzeug angreifenden Kräften aufnehmen bzw. in die Tragstruktur weiterleiten.A preferred realization of the connection structure according to the invention provides that at least one structural component of the support structure is at least partially formed as a hollow profile. In an advantageous manner, this makes the structural component very light and rigid, but can accommodate a large part of possibly acting on the motor vehicle forces or forward in the support structure despite lightweight construction.

Um eine Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie anzugeben, welche bei einfacher Konstruktion und kostengünstiger Herstellung sowie geringem Gewicht eine erhöhte Steifigkeit aufweist und dadurch eine Vergrößerung des in einem Fahrzeug zur Verfügung stehenden Innenraums ermöglicht, umfasst die Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie mindestens eine erfindungsgemäße Verbindungsstruktur, die mit weiteren Strukturbauteilen der Fahrzeugkarosserie eine ringförmige Struktur ausbildet. In vorteilhafter Weise ergibt sich hierdurch eine besonders belastbare Fahrzeugkarosserie, da die ringförmige Struktur einen sogenannten außenliegenden Torsionsring ausbildet, welcher die Fahrzeugkarosserie besonders verwindungssteif werden lässt. Insbesondere bildet hierdurch die Vertikalstrukturbauteileinheit zusammen mit der Horizontalstrukturbauteileinheit eine solide Einheit mit den benachbarten Strukturbauteilen der Tragstruktur. Diese ist besonders widerstandsfähig bzw. belastbar und eignet sich ideal zur Weiterleitung von nicht absorbierter Aufprallenergie in die Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie. Durch diese stabile Verbindung wird im Falle eines Aufpralls die Fahrgastzelle entlastet und die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöht.In order to specify a support structure of a vehicle body, which has an increased rigidity with a simple design and cost-effective production and low weight and thereby allows an increase in the interior space available in a vehicle, the support structure of the vehicle body comprises at least one connecting structure according to the invention, with other structural components of the Vehicle body forms an annular structure. Advantageously, this results in a particularly resilient vehicle body, since the annular structure forms a so-called outer torsion ring, which makes the vehicle body particularly torsionally stiff. In particular, this makes the vertical structural component unit together with the horizontal structural component unit a solid unit with the adjacent structural components of the support structure. This is particularly resistant or resilient and is ideal for the transmission of non-absorbed impact energy in the support structure of the vehicle body. This stable connection relieves the passenger compartment and increases the safety of the vehicle occupants in the event of an impact.

In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstruktur ist die Verbindungsstruktur im Bereich einer Säule der Fahrzeugkarosserie angeordnet. In vorteilhafter Weise wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine Verbesserung der Krafteinleitung in die Tragstruktur erzielt. Vorzugsweise ist die Vertikalstrukturbauteileinheit so mit der Säule und weiteren Strukturteilen der Tragstruktur verbunden, dass die Tragstruktur eventuell auftretende bzw. einwirkende Kräfte möglichst großflächig aufnehmen und weiterleiten kann. Besonders die Vertikalstrukturbauteileinheit trägt dazu bei, dass selbst bei einem heftigen Seitenaufprall die Säule weniger belastet wird, indem die Aufprallenergie teilweise über die Vertikalstrukturbauteileinheit in die Fahrzeugkarosserie weitergeleitet und/oder aufgenommen wird. In vorteilhafter Weise ist hierdurch die Karosseriesteifigkeit erhöht. Des Weiteren ermöglicht die partielle Integration der Vertikalstrukturbauteileinheit in die Säule eine Erhöhung der Karosseriesteifigkeit bei größerem Fahrgastraum.In an advantageous embodiment of the support structure according to the invention, the connection structure is arranged in the region of a pillar of the vehicle body. Advantageously, an improvement of the introduction of force is achieved in the support structure by the inventive design. Preferably, the vertical structural component unit is connected to the column and further structural parts of the support structure such that the support structure can absorb and transmit possibly occurring or acting forces as extensively as possible. In particular, the vertical structural unit unit contributes to the fact that even in a violent side impact, the column is less loaded by the impact energy is partly transmitted and / or absorbed via the vertical structural component unit in the vehicle body. Advantageously, the body rigidity is thereby increased. Further, the partial integration of the vertical structural member unit in the column allows an increase in the body stiffness with larger passenger compartment.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Vertikalträgerprofile jeweils als Teil eines Radhauses der Fahrzeugkarosserie ausgebildet oder an einem Radhaus der Fahrzeugkarosserie befestigt sind. Hierdurch lässt sich bauraumsparend eine noch bessere Aufnahme der von im Fahrbetrieb in die Fahrzeugkarosserie eingeleiteten Kräfte und Schwingungen erzielen. Über die Vertikalträgerprofile und die Längsträgerprofile im Bereich eines Radhauses können auftretende Belastungen, welche insbesondere bei einem seitlichen Aufprall in die Tragstruktur eingeleitet werden, von dem gesamten Rohbau der Fahrzeugkarosserie besser abgefangen werden. Insbesondere kann die Materialstärke im Bereich der Vertikalträgerprofile in optimaler Weise an die Belastung innerhalb der Vertikalträgerprofile angepasst werden, um die Standzeit der Vertikalträgerprofile und damit der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie zu verlängern.It is particularly advantageous that the vertical support profiles are each formed as part of a wheel arch of the vehicle body or attached to a wheel arch of the vehicle body. As a result, an even better absorption of the forces and vibrations introduced while driving into the vehicle body can be achieved in a space-saving manner. About the vertical beam profiles and the side rail profiles in the field of a wheel arch occurring loads that are introduced especially in a lateral impact in the support structure can be better absorbed by the entire shell of the vehicle body. In particular, the material thickness in the region of the vertical support profiles can be optimally adapted to the load within the vertical support profiles in order to extend the service life of the vertical support profiles and thus of the support structure of the vehicle body.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.An advantageous embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be described below.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer aus Strukturbauteilen bestehenden Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie im Bereich eines Hinterwagens, 1 a schematic representation of an embodiment of an existing structural components of a support structure of a vehicle body in the region of a rear carriage,

2 eine perspektivische Darstellung einer Fahrzeugkarosserie mit einer Tragstruktur, welche ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungsstruktur aufweist, 2 a perspective view of a vehicle body with a support structure, which has an embodiment of a connecting structure according to the invention,

3 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts der Fahrzeugkarosserie aus 2, und 3 a perspective view of a section of the vehicle body 2 , and

4 eine perspektivische Detaildarstellung der Fahrzeugkarosserie aus 3. 4 a detailed perspective view of the vehicle body 3 ,

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Hinterwagens eines Fahrzeugs mit Strukturbauteilen 10.1, 10.2 einer Tragstruktur 10 einer Fahrzeugkarosserie, wobei die Enden der Strukturbauteile 10.1, 10.2 in zwei Knotenpunkten 12.1, 12.2 miteinander befestigt sind. Selbstverständlich kann es sich bei einem Knotenpunkt 12.1, 12.2 um jeden beliebigen Knotenpunkt 12.1, 12.2 in einer Tragstruktur 10 einer Fahrzeugkarosserie und bei den Strukturbauteilen 10.1, 10.2 um beliebige Strukturbauteile 10.1, 10.2 einer Tragstruktur 10 einer Fahrzeugkarosserie handeln. Vorzugsweise sind die Strukturbauteile 10.1, 10.2 im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Blechschalenbauweise ausgeführt. 1 shows a schematic representation of a rear of a vehicle with structural components 10.1 . 10.2 a support structure 10 a vehicle body, wherein the ends of the structural components 10.1 . 10.2 in two nodes 12.1 . 12.2 are fastened together. Of course it can be at a node 12.1 . 12.2 around any node 12.1 . 12.2 in a supporting structure 10 a vehicle body and the structural components 10.1 . 10.2 to any structural components 10.1 . 10.2 a support structure 10 act a vehicle body. Preferably, the structural components 10.1 . 10.2 executed in the present embodiment in sheet metal shell construction.

Um eine Verbindungsstruktur 20 für die Verbindung von Strukturbauteilen 10.1, 10.2 einer Tragstruktur 10 einer Fahrzeugkarosserie anzugeben, welche bei einfacher Konstruktion und kostengünstiger Herstellung sowie geringem Gewicht eine erhöhte Steifigkeit aufweist und gleichzeitig eine Vergrößerung des zur Verfügung stehenden Innenraums des Fahrzeugs ermöglicht, umfasst die Verbindungsstruktur 20 erfindungsgemäß mindestens einen Knotenpunkt 12.1, 12.2 der als mehrschnittige Anbindung ausgebildet ist. Die Verbindungsstruktur 20 bildet mit weiteren Strukturbauteilen 10.1, 10.2 der Fahrzeugkarosserie eine ringförmige Struktur aus.To a connection structure 20 for the connection of structural components 10.1 . 10.2 a support structure 10 To provide a vehicle body, which has a simple design and cost-effective production and low weight increased rigidity and at the same time allows an increase in the available interior of the vehicle, includes the connection structure 20 According to the invention at least one node 12.1 . 12.2 which is designed as a multi-section connection. The connection structure 20 forms with other structural components 10.1 . 10.2 the vehicle body of an annular structure.

Wie aus 1 bis 4 ersichtlich ist, verbinden die Knotenpunkte 12.1, 12.2 der Verbindungsstruktur 20 zumindest eine Vertikalstrukturbauteileinheit 10.1 mit einer Horizontalstrukturbauteileinheit 10.2. Bevorzugt sind die Vertikalstrukturbauteileinheit 10.1 und die Horizontalstrukturbauteileinheit 10.2 einstückig ausgeführt und zusätzlich mit mindestens einer ihrer der Tragstruktur 10 der Fahrzeugkarosserie zugewandten Fläche mit der Tragstruktur 10 der Fahrzeugkarosserie verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Vertikalstrukturbauteileinheit 10.1 und die Horizontalstrukturbauteileinheit 10.2 im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet, wobei die Horizontalstrukturbauteileinheit 10.2 in den Bodenbereich der Tragstruktur 10 der Fahrzeugkarosserie integriert ist und im Wesentlichen bündig mit der Oberkante des Knotenpunkts 12.1, 12.2 abschließt. Sowohl die Vertikalstrukturbauteileinheit 10.1 als auch die Horizontalstrukturbauteileinheit 10.2 können jeweils aus mehreren Einzelbauteilen bestehen.How out 1 to 4 can be seen connect the nodes 12.1 . 12.2 the connection structure 20 at least one vertical structural component unit 10.1 with a horizontal structural member unit 10.2 , The vertical structural component unit is preferred 10.1 and the horizontal structural member unit 10.2 made in one piece and additionally with at least one of its support structure 10 the vehicle body facing surface with the support structure 10 connected to the vehicle body. In the illustrated embodiment, the vertical structural component unit 10.1 and the horizontal structural member unit 10.2 arranged substantially perpendicular to each other, wherein the horizontal structural component unit 10.2 in the bottom area of the support structure 10 the vehicle body is integrated and substantially flush with the top of the node 12.1 . 12.2 concludes. Both the vertical structure component unit 10.1 as well as the horizontal structural component unit 10.2 each can consist of several individual components.

3 und 4 zeigen jeweils einen Ausschnitt der vorzugsweise als Blechschalenkarosserie ausgeführten Fahrzeugkarosserie im Bereich des Hinterwagens mit den erfindungsgemäßen Knotenpunkten 12.1, 12.2, welche die Verbindung zwischen der Vertikalstrukturbauteileinheit 10.1 und der Horizontalstrukturbauteileinheit 10.2 der Tragstruktur 10 der Fahrzeugkarosserie herstellt. Hierbei umfasst die Vertikalstrukturbauteileinheit 10.1 zumindest zwei Vertikalträgerprofile 10.1a, 10.1b und die Horizontalstrukturbauteileinheit 10.2 umfasst zumindest ein Längsträgerprofil 10.2a, 10.2b und zumindest ein Querträgerprofil 10.2c. Die korrespondierenden Strukturbauteile 10.1, 10.2 sind in den Knotenpunkten 12.1, 12.2 im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet und mittels überlappender Anlageflächen 24c bzw. Kragen 24a, 24b miteinander verbunden. 3 and 4 each show a section of the vehicle body preferably designed as a sheet metal shell body in the region of the rear carriage with the nodes according to the invention 12.1 . 12.2 showing the connection between the vertical structural component unit 10.1 and the horizontal structural member unit 10.2 the supporting structure 10 the vehicle body produces. Here, the vertical structural component unit comprises 10.1 at least two vertical beam profiles 10.1a . 10.1b and the horizontal structural member unit 10.2 includes at least one side rail profile 10.2a . 10.2b and at least one cross member profile 10.2c , The corresponding structural components 10.1 . 10.2 are in the nodes 12.1 . 12.2 arranged substantially perpendicular to each other and by means of overlapping bearing surfaces 24c or collar 24a . 24b connected with each other.

Wie insbesondere aus 4 weiter ersichtlich ist, ist der mindestens eine Knotenpunkt 12.1, 12.2 in dem zumindest einen Längsträgerprofil 10.2a, 10.2b der Horizontalstrukturbauteileinheit 10.2 angeordnet. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung des Vertikalträgerprofils 10.1a, 10.1b mit dem Längsträgerprofil 10.2a, 10.2b im Knotenpunkt 12.1, 12.2 und über den Kragen 24a, 24b des Längsträgerprofils 10.2a, 10.2b. Das Querträgerprofil 10.2c wird über die Anlageflächen 24c des Querträgerprofils 10.2c mit der Grundfläche 22.2a des Längsträgerprofils 10.2a, 10.2b bzw. mit dem Knotenpunkt 12.1, 12.2 verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Querträgerprofil 10.2c in den Bodenbereich der Tragstruktur 10 der Fahrzeugkarosserie integriert, wodurch die Grundfläche 22.2a des Querträgerprofils 10.2c im Wesentlichen bündig mit der Oberkante des Knotenpunkts 12.1, 12.2, bzw. mit dem Schenkel 22.2b des Längsträgerprofils 10.2a, 10.2b abschließt. Hierdurch wird in vertikaler Richtung der Fahrzeugkarosserie eine Vergrößerung des zur Verfügung stehenden Innenraums erreicht. Des Weiteren ist das Vertikalträgerprofil 10.1a, 10.1b als relativ flaches Bauteil ausgeführt, das bauraumsparend an der Tragstruktur 10 der Fahrzeugkarosserie anliegt, wodurch in Richtung einer Querachse der Fahrzeugkarosserie eine weitere Vergrößerung des zur Verfügung stehenden Innenraums erreicht wird.As in particular from 4 can be seen further, the at least one node 12.1 . 12.2 in the at least one side rail profile 10.2a . 10.2b the horizontal structural component unit 10.2 arranged. Preferably, the connection of the vertical support profile 10.1a . 10.1b with the side member profile 10.2a . 10.2b in the junction 12.1 . 12.2 and over the collar 24a . 24b of the side member profile 10.2a . 10.2b , The cross member profile 10.2c is over the contact surfaces 24c of the cross member profile 10.2c with the base area 22.2a of the side member profile 10.2a . 10.2b or with the node 12.1 . 12.2 connected. In the present embodiment, the cross member profile 10.2c in the bottom area of the support structure 10 the vehicle body integrated, reducing the footprint 22.2a of the cross member profile 10.2c substantially flush with the top of the node 12.1 . 12.2 , or with the leg 22.2b of the side member profile 10.2a . 10.2b concludes. As a result, an enlargement of the available interior is achieved in the vertical direction of the vehicle body. Furthermore, the vertical beam profile 10.1a . 10.1b designed as a relatively flat component that saves space on the support structure 10 the vehicle body rests, whereby in the direction of a transverse axis of the vehicle body, a further enlargement of the available interior space is achieved.

Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist die Vertikalstrukturbauteileinheit 10.1 im Bereich einer Säule 14 der Fahrzeugkarosserie angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Vertikalträgerprofil 10.1a, 10.1b zumindest teilweise in die C-Säule 14 der Fahrzeugkarosserie integriert.How out 1 to 4 Further, the vertical structural member unit is shown 10.1 in the area of a column 14 the vehicle body arranged. In the present embodiment, a vertical support profile 10.1a . 10.1b at least partially into the C-pillar 14 the vehicle body integrated.

Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, sind die Vertikalträgerprofile 10.1a, 10.1b jeweils als Teil eines Radhauses 16 der Fahrzeugkarosserie ausgebildet oder an einem Radhaus 16 der Fahrzeugkarosserie befestigt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Strukturbauteile 10.1, 10.2 eine vertikale Erstreckung bauraumsparend im Bodenbereich der Tragstruktur 10 der Fahrzeugkarosserie im Wesentlichen zwischen den Radhäusern 16 auf, und eine horizontale Erstreckung reicht bis in die Höhe der Säule 14. Durch diese solide Aussteifung der Bodenstruktur zwischen den Radhäusern 16 wird die Verwindungssteifigkeit und die Belastbarkeit der Fahrzeugkarosserie verbessert und im Falle eines Aufpralls die Fahrgastzelle entlastet, wodurch die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöht wird.How out 1 to 3 is further apparent, are the vertical support profiles 10.1a . 10.1b each as part of a wheel arch 16 the vehicle body formed or on a wheel arch 16 attached to the vehicle body. In the present embodiment, the structural components 10.1 . 10.2 a vertical extension space-saving in the bottom region of the support structure 10 the vehicle body substantially between the wheel arches 16 on, and a horizontal extension reaches up to the height of the column 14 , Through this solid stiffening of the soil structure between the wheel arches 16 the torsional stiffness and the load capacity of the vehicle body is improved and relieved in the event of an impact, the passenger compartment, whereby the safety of the vehicle occupants is increased.

Die über die Knotenpunkte 12.1, 12.2 verbundenen Strukturbauteile 10.1, 10.2 der Tragstruktur 10 sind über eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung 18 miteinander verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung 18 der Strukturbauteile 10.1 bis 10.3 der Tragstruktur 10 der Fahrzeugkarosserie vorzugsweise über eine Schweißverbindung 18. Die Vertikalstrukturbauteileinheit 10.1 und die Horizontalstrukturbauteileinheit 10.2 sind derart über den Knotenpunkt 12.1, 12.2 miteinander verbunden, dass die Steifigkeit in den kraftbeanspruchten Bereichen des Knotenpunktes 12.1, 12.2 erhöht ist.The over the nodes 12.1 . 12.2 connected structural components 10.1 . 10.2 the supporting structure 10 are via a positive and / or non-positive and / or material connection 18 connected with each other. In the illustrated embodiment, the connection is made 18 the structural components 10.1 to 10.3 the supporting structure 10 the vehicle body preferably via a welded joint 18 , The vertical structural component unit 10.1 and the horizontal structural member unit 10.2 are so over the node 12.1 . 12.2 connected to each other, that rigidity in the force-loaded areas of the node 12.1 . 12.2 is increased.

Die Tragstruktur 10 der Fahrzeugkarosserie wird vorzugsweise in Blechschalenbauweise ausgeführt. Mindestens ein Strukturbauteil 10.1, 10.2 der Tragstruktur 10 ist zumindest teilweise als Hohlprofil ausgebildet. Das mit weiteren Bauteilen verbindbare Strukturbauteil 10.1, 10.2 umfasst im Wesentlichen einen vorzugsweise U-förmigen Grundkörper mit einer Grundfläche 22.1a, 22.2a und zwei an die Grundfläche 22.1a, 22.2a anschließenden Schenkeln 22.1a, 22.2a. Von beiden Schenkeln 22.1a, 22.2a steht jeweils ein parallel zur Grundfläche 22.1a, 22.2a verlaufender Kragen 24a, 24b ab. Um den örtlich unterschiedlichen geometrischen Bedingungen bzw. Funktionen konstruktiv gerecht zu werden, sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Vertikalträgerprofil 10.1a, 10.1b, das Längsträgerprofil 10.2a, 10.2b und das Querträgerprofil 10.2c unterschiedlich im Hinblick auf Anzahl der Schenkel 22.1a, 22.2a und Anzahl der Kragen 24.a, 24.b ausgebildet. Das Vertikalträgerprofil 10.1a, 10.1b liegt vorzugsweise mit mindestens einer Fläche an der Säule 14 der Tragstruktur 10 an und ist mit ihr verbunden.The supporting structure 10 the vehicle body is preferably carried out in sheet metal shell construction. At least one structural component 10.1 . 10.2 the supporting structure 10 is at least partially designed as a hollow profile. The connectable with other components structural component 10.1 . 10.2 essentially comprises a preferably U-shaped base body with a base 22.1a . 22.2a and two to the base 22.1a . 22.2a following thighs 22.1a . 22.2a , From both thighs 22.1a . 22.2a each one is parallel to the base 22.1a . 22.2a extending collar 24a . 24b from. In order to meet the locally different geometric conditions or functions constructive, in the present embodiment, the vertical support profile 10.1a . 10.1b , the side member profile 10.2a . 10.2b and the cross member profile 10.2c different in number of legs 22.1a . 22.2a and number of collars 24.a . 24.b educated. The vertical beam profile 10.1a . 10.1b is preferably at least one surface on the column 14 the supporting structure 10 and is connected to her.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Tragstruktursupporting structure
10.110.1: VertikalstrukturbauteileinheitVertical structural component unit
10.1a, 10.1b10.1a, 10.1b: VertikalträgerprofilVertical support profile
10.210.2: HorizontalstrukturbauteileinheitHorizontal structural component unit
10.2a, 10.2b10.2a, 10.2b: LängsträgerprofilLongitudinal member profile
10.2c10.2c: QuerträgerprofilBeam profile
12.1, 12.212.1, 12.2: Knotenpunktjunction
1414: Säulepillar
1616: Radhauswheelhouse
1818: Schweißverbindungwelded joint
2020: Verbindungsstrukturconnecting structure
2222: Hohlprofilhollow profile
22.1a22.1a: Grundfläche (Vertikalträgerprofil)Base (vertical beam profile)
22.2a22.2a: Grundfläche (Querträgerprofil. Längsträgerprofil)Base area (cross member profile, side member profile)
22.1b22.1b: Schenkel (Vertikalträgerprofil)Leg (vertical carrier profile)
22.2b22.2b: Schenkel (Längsträgerprofil, Querträgerprofil)Leg (side member profile, cross member profile)
24a, 24b24a, 24b: Kragen (Längsträgerprofil, Querträgerprofil)Collar (side member profile, cross member profile)
24c24c: Anlageflächencontact surfaces

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0671312 B1 [0003]

Claims

Connection structure for the connection of structural components ( 10.1 . 10.2 ) a support structure ( 10 ) of a vehicle body with at least one node ( 12.1 . 12.2 ), in which the ends of the structural components ( 10.1 . 10.2 ) are fastened together, characterized in that the at least one node ( 12.1 . 12.2 ) is designed as a multi-section connection.

Connection structure according to claim 1, characterized in that the at least one node ( 12.1 . 12.2 ) at least one vertical structural component unit ( 10.1 ) with a horizontal structural component unit ( 10.2 ) connects.

Connecting structure according to claim 2, characterized in that the vertical structural component unit ( 10.1 ) at least two vertical beam profiles ( 10.1a . 10.1b ) and the horizontal structural component unit ( 10.2 ) at least one side rail profile ( 10.2a . 10.2b ) and at least one cross member profile ( 10.2c ).

Connection structure according to claim 3, characterized in that the at least one node ( 12.1 . 12.2 ) in the at least one side rail profile ( 10.2a . 10.2b ) of the horizontal structural component unit ( 10.2 ) is arranged.

Connecting structure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the structural components ( 10.1 . 10.2 ) of the supporting structure ( 10 ) via a positive and / or non-positive and / or material connection ( 18 ) are interconnected.

Connecting structure according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one structural component ( 10.1 . 10.2 ) of the supporting structure ( 10 ) at least partially as a hollow profile ( 22 ) is trained.

Support structure of a vehicle body, characterized by at least one connecting structure ( 20 ) according to one of claims 1 to 6.

Support structure according to claim 7, characterized in that the connection structure ( 20 ) with further structural components ( 10.1 . 10.2 ) of the vehicle body forms an annular structure.

Support structure according to claim 7 or 8, characterized in that the connection structure ( 20 ) in the area of a column ( 14 ) of the vehicle body is arranged.

Support structure according to one of claims 7 to 9, characterized in that the vertical support profiles ( 10.1a . 10.1b ) each as part of a wheel arch ( 16 ) of the vehicle body or on a wheel arch ( 16 ) of the vehicle body are fastened.