DE102011107212A1

DE102011107212A1 - Connecting assembly for front-end structure, has base structure of motor vehicle made from fiber reinforced plastic, where front-end structure is connected through arranged knot elements with two longitudinal structural elements

Info

Publication number: DE102011107212A1
Application number: DE201110107212
Authority: DE
Inventors: Tobias Hiermer; Stephan Klose; Dipl.-Ing. Scherhaufer Markus
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-07-13
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2013-01-17

Abstract

The connecting assembly has a base structure (14) of a motor vehicle made from a fiber reinforced plastic. A front-end structure (12) is connected through arranged knot elements (52,54,56) with two longitudinal structural elements (16,18) spaced from each other in vehicle transverse direction and extended in the vehicle longitudinal direction. The front-end structure has the front and rear module portions (34,58) with laterally spaced support elements (36,38,40,42,60,62).

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung einer Vorbaustruktur mit einer zumindest im Wesentlichen aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Bodenstruktur eines Kraftwagens gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a connection arrangement of a front structure with a bottom structure of a motor vehicle formed at least substantially of a fiber-reinforced plastic according to the preamble of claim 1.

Die DE 10 2008 007 689 A1 offenbart eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug, mit einem Vorderrahmen des Karosserievorderbaus. Der Vorderrahmen ist über einen Strukturknoten mit einem Unterboden verbunden, wobei der Strukturknoten mit einer Bodenmitte, einem Schweller sowie über ein Verbindungsstück ein weiteres Mal mit dem Schweller und/oder der Bodenmitte verbunden ist. Der Unterboden kann dabei aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet sein. Ferner ist es möglich, dass der Strukturknoten aus Stahlguss oder Leichtmetallguss gefertigt ist.The DE 10 2008 007 689 A1 discloses a bodywork for a motor vehicle, with a front frame of the bodywork front construction. The front frame is connected via a structural node with a subfloor, wherein the structural node is connected to a bottom center, a sill and a connector once more with the sill and / or the bottom center. The subfloor can be formed from a fiber-reinforced plastic. Furthermore, it is possible that the structural node is made of cast steel or light metal.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungsanordnung einer Vorbaustruktur mit einer Bodenstruktur eines Kraftwagens der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Kraftwagen ein verbessertes Unfallverhalten aufweist.It is an object of the present invention, a connection arrangement of a front structure with a bottom structure of a motor vehicle of the type mentioned in such a way that the car has an improved accident behavior.

Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungsanordnung einer Vorbaustruktur mit einer Bodenstruktur eines Kraftwagens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a connection arrangement of a front structure with a bottom structure of a motor vehicle with the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Bei einer solchen Verbindungsanordnung einer Vorbaustruktur mit einer zumindest im Wesentlichen aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Bodenstruktur eines Kraftwagens ist die Vorbaustruktur über wenigstens ein zugeordnetes Knotenelement mit zumindest zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandeten und sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Längsstrukturelementen der Bodenstruktur verbunden.In such a connection arrangement of a front structure with a bottom structure of a motor vehicle formed at least substantially of a fiber-reinforced plastic, the front structure is connected via at least one associated node element with at least two longitudinal structural elements of the floor structure spaced apart in the vehicle transverse direction and extending at least substantially in the vehicle longitudinal direction.

Erfindungsgemäß weist die Vorbaustruktur zumindest einen vorderen Modulbereich und einen sich in Fahrzeuglängsrichtung daran anschließenden hinteren Modulbereich auf. Die Modulbereiche umfassen dabei jeweilige, voneinander seitlich, das heißt in Fahrzeugquerrichtung beabstandete Trägerelemente. Die Vorbaustruktur der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung weist somit einen modularen Aufbau auf.According to the invention, the front structure has at least one front module area and a rear module area adjoining it in the vehicle longitudinal direction. The module areas in this case comprise respective side, ie in the vehicle transverse direction spaced support elements. The stem structure of the connection arrangement according to the invention thus has a modular structure.

Dadurch ist es ermöglicht, dass nach einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung der Vorbaustruktur, beispielsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung und/oder in Fahrzeugquerrichtung, je nach Schadensschwere die Modulbereiche und insbesondere ihre jeweiligen Trägerelemente modular austauschbar sind, wenn sie entsprechend beschädigt sind. Unbeschädigte Modulbereiche, insbesondere unbeschädigte Trägerelemente der Modulbereiche müssen nicht zwangsläufig ausgetauscht und erneuert werden. Der modulare Aufbau führt somit zu einem besonders vorteilhaften und verbesserten Unfallverhalten der Verbindungsanordnung und damit des gesamten Kraftwagens, woraus eine sehr hohe Reparaturfreundlichkeit resultiert. Die hohe Reparaturfreundlichkeit ermöglicht auch eine hohe Kosteneffizienz, da nur tatsächlich beschädigte und nicht weiter verwendbare Modulbereiche bzw. Trägerelemente der Modulbereiche ausgetauscht und erneuert werden müssen und können.This makes it possible that after an accidental application of force to the stem structure, for example, at least substantially in the vehicle longitudinal direction and / or in the vehicle transverse direction, depending on the severity of the module areas and in particular their respective support elements are modularly interchangeable, if they are damaged accordingly. Undamaged module areas, in particular undamaged carrier elements of the module areas, do not necessarily have to be exchanged and replaced. The modular design thus leads to a particularly advantageous and improved accident behavior of the connection assembly and thus the entire motor vehicle, resulting in a very high ease of repair results. The high ease of repair also allows high cost efficiency, since only actually damaged and not reusable module areas or support elements of the module areas must be replaced and can be renewed.

Weiterhin vorteilhaft für das Unfallverhalten der Vorbaustruktur und damit der gesamten Verbindungsanordnung ist, dass durch die Modulbereiche jeweilige Unfallebenen (Crashebenen) gebildet sind, welche in Fahrzeuglängsrichtung aneinander anschließen und in Fahrzeuglängsrichtung vor der Bodenstruktur und damit vor der Fahrgastzelle des Kraftwagens angeordnet sind. Kommt es beispielsweise zu einem Frontalaufprall des Kraftwagens auf eine Barriere, so kann durch die Unfallebenen ein besonders hoher Betrag an Unfallenergie aufgenommen und in Deformationsenergie der Unfallebenen (der Modulbereiche) umgewandelt werden. Die gegebenenfalls danach verbleibende Unfallenergie kann dann von der sehr steifen Fahrgastzelle und insbesondere von der Bodenstruktur aufgenommen und um die Fahrgastzelle herumgeleitet werden, sodass Insassen des Kraftwagens vor unerwünscht schweren Verletzungen geschützt werden können.Further advantageous for the accident behavior of the front structure and thus the entire connection arrangement is that by the module areas respective accident levels (Crashebenen) are formed, which adjoin one another in the vehicle longitudinal direction and are arranged in the vehicle longitudinal direction in front of the soil structure and thus in front of the passenger compartment of the motor vehicle. If, for example, a frontal collision of the motor vehicle strikes a barrier, then a particularly high amount of accident energy can be absorbed by the accident levels and converted into deformation energy of the accident levels (the module areas). The possibly remaining thereafter accident energy can then be absorbed by the very rigid passenger compartment and in particular by the floor structure and passed around the passenger compartment, so that occupants of the motor vehicle can be protected from undesirably serious injuries.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Trägerelemente zumindest im Wesentlichen aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, gebildet und vorzugsweise als Strangpressprofile ausgebildet sind. Es versteht sich, dass die Trägerelemente dabei aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, gebildet sein können. Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung stellt somit eine insbesondere mechanische Anbindung eines Aluminiumvorbaus in Form der Vorbaustruktur an eine faserverstärkte Kunststoffstruktur (FVK-Struktur) dar, welche nicht nur die geschilderte sehr gute Reparaturfreundlichkeit infolge des sehr guten Unfallverhaltens sondern auch ein besonders geringes Gewicht sowie eine besonders hohe Steifigkeit aufweist. Dies kommt insbesondere dem Fahrverhalten und den Fahreigenschaften des beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens zugute.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the support elements are at least substantially formed of a light metal, in particular aluminum, and are preferably formed as extruded profiles. It is understood that the carrier elements can be formed from a light metal alloy, in particular from an aluminum alloy. The connection arrangement according to the invention thus represents a particular mechanical connection of an aluminum stem in the form of the stem structure to a fiber-reinforced plastic structure (FRP structure), which not only the described very good repair friendliness due to the very good accident behavior but also a very low weight and a particularly high rigidity having. This is in particular the driving behavior and the driving characteristics of the example designed as a passenger car motoring benefit.

Die zumindest im Wesentlichen aus dem faserverstärkten Kunststoff ausgebildete Bodenstruktur kann dabei eine faserverstärkte Kunststoffzelle des Kraftwagens darstellen, welche eine hohe Steifigkeit aufweist und die Fahrgastzelle des Kraftwagens bei einem Unfall besonders gut schützt. Dadurch sind die Insassen der Fahrgastzelle vor schwerwiegenden Verletzungen geschützt. An diese steife und sehr sichere faserverstärkte Kunststoffzelle ist die zumindest im Wesentlichen aus Aluminium gebildete Vorbaustruktur modular austauschbar angebunden. Die Vorbaustruktur stellt ein hohes Energieabsorptionsvermögen bereit, durch welches Unfallenergie besonders effizient in Verformungsenergie der insbesondere aus dem Leichtmetall gebildeten Trägerelemente umgewandelt werden kann. So kann insbesondere bei einem Frontalaufprall des Kraftwagens auf eine Barriere ein besonders hoher Betrag an Unfall- bzw. Aufprallenergie in Verformungsenergie umgewandelt werden, bevor die steife Bodenstruktur als die faserverstärkte Kunststoffzelle die verbleibenden Aufprallenergien abstützt und eine unerwünschte Deformation der Fahrgastzelle zum Schutze der Insassen vermeidet.The formed at least substantially of the fiber-reinforced plastic Floor structure can represent a fiber-reinforced plastic cell of the motor vehicle, which has a high rigidity and protects the passenger compartment of the motor vehicle particularly well in an accident. This protects the occupants of the passenger compartment from serious injury. At this rigid and very safe fiber-reinforced plastic cell, the front structure formed at least substantially of aluminum is connected modularly interchangeable. The stem structure provides a high energy absorption capacity, by which accident energy can be converted into deformation energy of the particular formed of the light metal carrier elements particularly efficient. Thus, especially in a frontal impact of the motor vehicle on a barrier, a particularly high amount of accident or impact energy can be converted into deformation energy before the rigid soil structure as the fiber reinforced plastic cell supports the remaining impact energies and avoids undesirable deformation of the passenger compartment to protect the occupants.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Vorbaustruktur über die Trägerelemente des sich in Fahrzeuglängsrichtung an die Bodenstruktur nach vorne hin anschließenden hinteren Modulbereichs mit den Längsstrukturelementen verbunden. Dabei sind die Trägerelemente des sich in Fahrzeuglängsrichtung an den hinteren Modulbereich nach vorne hin anschließenden vorderen Modulbereichs über wenigstens ein zweites Knotenelement mit den Trägerelementen des hinteren Modulbereichs verbunden. Dieser Aufbau der Vorbaustruktur aus den Trägerelementen und den Knotenelementen ermöglicht den modularen Aufbau der Vorbaustruktur in besonders vorteilhafter Weise, was mit dem vorteilhaften Unfallverhalten und der Reparaturfreundlichkeit einhergeht. Ferner ist durch diesen Aufbau eine sehr gute Krafteinleitung und Kraftverteilung in die Vorbaustruktur und von dieser in die Bodenstruktur im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung realisiert, was dem sehr guten Unfallverhalten und damit der Sicherheit der Insassen des Kraftwagens zugute kommt.In a further advantageous embodiment of the invention, the front structure is connected to the longitudinal structural elements via the carrier elements of the rear modular area adjoining the floor structure in the vehicle longitudinal direction to the front. In this case, the carrier elements of the forward module region adjoining the rearward module region in the vehicle longitudinal direction are connected to the carrier elements of the rear module region via at least one second node element. This structure of the stem structure of the support elements and the node elements allows the modular structure of the stem structure in a particularly advantageous manner, which is associated with the advantageous accident behavior and ease of repair. Furthermore, a very good introduction of force and force distribution in the stem structure and of this in the soil structure in the event of an accidental application of force realized by this structure, which benefits the very good accident behavior and thus the safety of the occupants of the motor vehicle.

Zur Darstellung sehr günstiger Lastpfade und somit sehr günstiger Lastübertragungen von der Vorbaustruktur in die Bodenstruktur schließen sich die Trägerelemente des hinteren Modulbereichs in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin an die jeweiligen Längsstrukturelemente der Bodenstruktur an. Mit anderen Worten sind die Trägerelemente des hinteren Modulbereichs bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung bevorzugt in zumindest bereichsweiser Überdeckung mit den Längsstrukturelementen der Bodenstruktur angeordnet.To illustrate very favorable load paths and thus very favorable load transfers from the stem structure in the soil structure, the carrier elements of the rear module area in the vehicle longitudinal direction close to the front to the respective longitudinal structural elements of the soil structure. In other words, the carrier elements of the rear module area are preferably arranged with respect to the vehicle longitudinal direction in at least partially overlapping coverage with the longitudinal structural elements of the floor structure.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind die Längsstrukturelemente als Seitenschweller der Bodenstruktur ausgebildet, wobei zwischen den Seitenschwellern wenigstens ein weiteres Längsstrukturelement, insbesondere ein Tunnel, der Bodenstruktur angeordnet ist, mit welchem die Vorbaustruktur, insbesondere der hintere Modulbereich, über wenigstens ein Knotenelement verbunden ist. Dies bedeutet, dass das weitere Längsstrukturelement zusätzlich zu den ersten Längsstrukturelementen vorgesehen ist.In a further advantageous embodiment, the longitudinal structural elements are designed as side skirts of the floor structure, wherein between the side skirts at least one further longitudinal structural element, in particular a tunnel, the floor structure is arranged, with which the porch structure, in particular the rear module area, is connected via at least one node element. This means that the further longitudinal structural element is provided in addition to the first longitudinal structural elements.

Dadurch können Kräfte und Aufprallenergien bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung insbesondere zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung besonders effizient über die Vorbaustruktur in die Bodenstruktur eingeleitet und abgestützt werden. Dies bedeutet, dass durch die Anbindung der Vorbaustruktur auch an das weitere Längsstrukturelement eine weiter optimierte Einleitung von Unfallkräften und Unfallenergien von der Vorbaustruktur in die Bodenstruktur dargestellt ist.As a result, forces and impact energies can be introduced and supported particularly efficiently in the vehicle longitudinal direction via the stem structure into the soil structure in the event of accidental application of force, in particular at least essentially in the vehicle longitudinal direction. This means that a further optimized introduction of accident forces and accident energies from the stem structure into the soil structure is represented by the connection of the stem structure to the further longitudinal structural element.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sich eines der Trägerelemente des hinteren Modulbereichs an einen der Seitenschweller anschließt. Ferner schließt sich das andere Trägerelement des hinteren Modulbereichs an den anderen Seitenschweller an. Außerdem umfasst der hintere Modulbereich wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete zweite Trägerelemente, die zusätzlich zu den ersten Trägerelemente des hinteren Modulbereichs und zu den ersten Trägerelementen des vorderen Modulbereichs vorgesehen sind und die zumindest im Wesentlichen aus einem Leichtmetall, insbesondere Aluminium, gebildet sein können. Die zweiten Trägerelemente schließen sich in Fahrzeuglängsrichtung an das weitere Längsstrukturelement, insbesondere an den Tunnel, nach vorne hin an und sind über wenigstens ein Knotenelement mit dem weiteren Längsstrukturelement verbunden. Bei dem wenigstens einen Knotenelement, über welches die zweiten Trägerelemente an dem weiteren Längsstrukturelement angebunden sind, kann es sich um ein weiteres, zusätzlich Knotenelement handeln. Alternativ kann es sich bei dem Bei dem wenigstens einen Knotenelement, über welches die zweiten Trägerelemente an dem weiteren Längsstrukturelement angebunden sind, auch um das erste Knotenelement handeln, über welches die ersten Trägerelemente des hinteren Modulbereichs an die ersten Längsstrukturelemente angebunden sind.In a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that one of the carrier elements of the rear module region adjoins one of the side skirts. Furthermore, the other carrier element of the rear module area connects to the other side skirts. In addition, the rear module region comprises at least two spaced apart in the vehicle transverse direction of the second support members, which are provided in addition to the first support elements of the rear module area and the first support elements of the front module area and which may be at least substantially formed of a light metal, in particular aluminum. In the vehicle longitudinal direction, the second carrier elements adjoin the further longitudinal structural element, in particular the tunnel, at the front and are connected to the further longitudinal structural element via at least one node element. The at least one node element, via which the second carrier elements are connected to the further longitudinal structural element, may be a further, additional node element. Alternatively, the at least one node element, via which the second carrier elements are connected to the further longitudinal structural element, may also be the first node element, via which the first carrier elements of the rear module region are connected to the first longitudinal structural elements.

Dadurch ist eine besonders gute Abstützung der Vorbaustruktur an der Bodenstruktur im Falle eines Unfalls realisiert. So können Aufprallkräfte und Aufprallenergien sehr effizient und gezielt in die ersten Längsstrukturelemente und das weitere Längsstrukturelement, insbesondere in alle Längsstrukturelemente, der Bodenstruktur eingeleitet werden, die dann die Aufprallkräfte sehr gut abstützen können. Durch diese Kraft- bzw. Energieeinleitung von der Vorbaustruktur auf bevorzugt alle Längsstrukturelemente der Bodenstruktur kann die Fahrgastzelle vor einer unerwünscht starken Deformation geschützt werden, wodurch eine besonders hohe Sicherheit für die Insassen der Fahrgastzelle bereitgestellt ist.As a result, a particularly good support of the stem structure is realized on the soil structure in the event of an accident. Thus, impact forces and impact energies can be very efficiently and selectively introduced into the first longitudinal structural elements and the further longitudinal structural element, in particular into all longitudinal structural elements, of the floor structure, which can then very well support the impact forces. By virtue of this introduction of force or energy from the front structure to preferably all longitudinal structural elements of the floor structure, the passenger compartment can be protected against an undesirably strong deformation, which provides particularly high safety for the occupants of the passenger compartment.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass eines der ersten Trägerelemente des hinteren Modulbereichs und eines der zweiten Trägerelemente des hinteren Modulbereichs in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin aufeinander zu verlaufen. Dabei verlaufen auch das andere erste Trägerelement des hinteren Modulbereichs und das andere zweite Trägerelement des hinteren Modulbereichs in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin aufeinander zu. Mit anderen Worten verlaufen die Trägerelemente des hinteren Modulbereichs paarweise zumindest im Wesentlichen diagonal zueinander. Dadurch ist eine zumindest im Wesentlichen gabelförmige Struktur des hinteren Modulbereichs dargestellt, mittels welcher eine besonders vorteilhafte Krafteinleitung von der Vorbaustruktur auf die Längsstrukturelemente und ggf. auf das weitere Längsstrukturelement der Bodenstruktur, insbesondere auf alle Längsstrukturelemente der Bodenstruktur dargestellt ist. Dies kommt dem vorteilhaften Unfallverhalten der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung und damit des gesamten Kraftwagens besonders zugute. Durch diese unfalloptimierte, zumindest im Wesentlichen gabelförmige Einleitung von Unfallkräften in die zumindest im Wesentlichen aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildete Bodenstruktur sind punktförmige Lasten vermieden oder zumindest reduziert. Dies bedeutet, dass eine besonders gleichmäßige Krafteinleitung dargestellt ist, was dem sehr guten Unfallverhalten zuträglich ist.It is preferably provided that one of the first carrier elements of the rear module region and one of the second carrier elements of the rear module region extend toward one another in the vehicle longitudinal direction towards the front. In this case, the other first carrier element of the rear module region and the other second carrier element of the rear module region also extend in the vehicle longitudinal direction towards the front toward one another. In other words, the support elements of the rear module region extend in pairs at least substantially diagonally to one another. As a result, an at least substantially fork-shaped structure of the rear module region is shown, by means of which a particularly advantageous introduction of force from the stem structure to the longitudinal structural elements and possibly to the further longitudinal structural element of the soil structure, in particular all longitudinal structural elements of the soil structure is shown. This is particularly advantageous for the advantageous accident behavior of the connection arrangement according to the invention and thus of the entire motor vehicle. By this unfavorable, at least substantially fork-shaped introduction of accident forces in the bottom structure formed at least substantially of a fiber-reinforced plastic punctiform loads are avoided or at least reduced. This means that a particularly uniform application of force is shown, which is conducive to the very good accident behavior.

Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Vorbaustruktur einen sich in Fahrzeuglängsrichtung an den vorderen Modulbereich nach vorne hin anschließenden dritten Modulbereich aufweist. Der dritte Modulbereich umfasst einen Biegequerträger, der über jeweilige Energieabsorptionselemente und zumindest ein drittes Knotenelement mit den Trägerelementen des vorderen Modulbereichs verbunden ist. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass sich die Energieabsorptionselemente in Fahrzeuglängsrichtung an die Trägerelemente des vorderen Modulbereichs anschließen. Der Biegequerträger ermöglicht dabei eine günstige und zumindest im Wesentlichen gleichmäßige Aufnahme und Einleitung von Unfallkräften in die Vorbaustruktur. So können die ersten Trägerelemente sowie ggf. die zweiten Trägerelemente vorteilhafterweise aktiviert werden und zur Aufnahme, Weiterleitung und Abstützung der Unfallkräfte beitragen.As a further advantage, it has been shown that the front structure has a third module region which adjoins the front module region in the vehicle longitudinal direction in the vehicle longitudinal direction. The third module region comprises a bending cross member, which is connected via respective energy absorption elements and at least one third node element to the support elements of the front module region. It is preferably provided that connect the energy absorption elements in the vehicle longitudinal direction of the support elements of the front module area. The bending cross member allows a favorable and at least substantially uniform recording and initiation of accident forces in the stem structure. Thus, the first support elements and optionally the second support elements can be advantageously activated and contribute to the reception, transmission and support of the accident forces.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eines der Knotenelemente als Gussbauteil ausgebildet. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Gussbauteil aus einem Leichtmetall, insbesondere einer Leichtmetalllegierung, gebildet ist. Beispielsweise ist das wenigstens eine Knotenelemente bzw. das Gussbauteil zumindest im Wesentlichen aus Aluminium gebildet. Die Herstellung der Knotenelemente als Gussbauteile mittels eines entsprechenden Gießverfahrens ermöglicht die zeit- und kostengünstige Herstellung der Knotenelemente, wodurch die gesamte erfindungsgemäße Verbindungsanordnung kosteneffizient herstellbar ist und somit geringe Kosten aufweist. Darüber hinaus sind die Gießverfahren prozesssicher und mechanisch hinreichend erprobt, was der kostengünstigen Herstellung zugute kommt. Außerdem ist es mittels eines Gießverfahrens möglich, auch relativ komplexe Geometrien und/oder geringe Wandstärken der Knotenelemente kostengünstig herzustellen. Dies hält das Gewicht der Knotenelemente und damit der gesamten Verbindungsanordnung gering. Auch die Ausgestaltung der Knotenelemente aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, führt zu einem besonders geringen Gewicht der Verbindungsanordnung.In a further advantageous embodiment of the invention, at least one of the node elements is designed as a cast component. It can be provided that the cast component is formed from a light metal, in particular a light metal alloy. For example, the at least one node elements or the cast component is formed at least substantially of aluminum. The production of the node elements as cast components by means of a corresponding casting process enables the time and cost-effective production of the node elements, whereby the entire connection assembly according to the invention can be produced cost-efficiently and thus has low costs. In addition, the casting processes are reliable and mechanically tested sufficiently, which benefits the cost-effective production. In addition, it is possible by means of a casting process to produce relatively complex geometries and / or low wall thicknesses of the node elements inexpensively. This keeps the weight of the node elements and thus the entire connection arrangement low. The design of the node elements made of a light metal, in particular aluminum, leads to a particularly low weight of the connection assembly.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist zumindest eines der Längsstrukturelemente des Fahrzeugbodens zumindest im Wesentlichen aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet. Dabei kann vorgesehen sein, dass die ersten Längsstrukturelemente und/oder das weitere Längsstrukturelement zumindest im Wesentlichen aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet sind. Dadurch weisen die Längsstrukturelemente bzw. das weitere Längsstrukturelement ein geringes Gewicht sowie eine besonders hohe Steifigkeit auf, sodass sie eine unerwünscht starke Beschädigung, insbesondere Deformation, der Fahrgastzelle des Kraftwagens vermeiden können.In a further advantageous embodiment, at least one of the longitudinal structural elements of the vehicle floor is formed at least substantially of a fiber-reinforced plastic. It can be provided that the first longitudinal structural elements and / or the further longitudinal structural element are formed at least substantially of a fiber-reinforced plastic. As a result, the longitudinal structural elements or the further longitudinal structural element have a low weight and a particularly high rigidity, so that they can avoid undesirably severe damage, in particular deformation, of the passenger compartment of the motor vehicle.

Des Weiteren hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn wenigstens eines der Längsstrukturelemente und/oder eines der Trägerelemente als Kammerprofil, insbesondere als Mehrkammerprofil, ausgebildet ist. Dadurch kann die Steifigkeit des entsprechenden Elements insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung bedarfsgerecht ausgestaltet und an auftretende Belastungen angepasst werden. So kann das vorteilhafte Unfallverhalten der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung gezielt eingestellt werden.Furthermore, it has proved to be particularly advantageous if at least one of the longitudinal structural elements and / or one of the carrier elements is designed as a chamber profile, in particular as a multi-chamber profile. As a result, the rigidity of the corresponding element can be configured as required, in particular in the vehicle longitudinal direction, and adapted to occurring loads. Thus, the advantageous accident behavior of the connection arrangement according to the invention can be adjusted specifically.

Vorteilhafterweise sind die ersten Trägerelemente und/oder die zweiten Trägerelemente als Strangpressprofile ausgebildet. Dies ermöglicht eine zeit- und kostengünstige Herstellung der Trägerelemente, was den geringen Kosten der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung weiterhin zugute kommt.Advantageously, the first carrier elements and / or the second carrier elements are formed as extruded profiles. This allows a time and cost-effective production of the support elements, which further benefits the low cost of the connection arrangement according to the invention.

Die Verbindung des wenigstens einen Knotenelements mit den Längsstrukturelementen der Bodenstruktur erfolgt vorteilhafterweise mittels wenigstens eines Formschlusses und/oder eines Stoffschlusses. Bevorzugt ist zur Verbindung des wenigstens einen Knotenelements mit den Längsstrukturelementen sowohl ein Formschluss als auch ein Stoffschluss vorgesehen. Dadurch ist eine werkstoffgerechte und feste Anbindung des wenigstens einen Knotenelements, welches bevorzugt als Gussbauteil aus Aluminium gebildet ist, an die zumindest im Wesentlichen aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildete Bodenstruktur realisiert. The connection of the at least one node element with the longitudinal structural elements of the floor structure is advantageously carried out by means of at least one positive connection and / or a material connection. In order to connect the at least one node element to the longitudinal structural elements, both a positive connection and a material connection are preferably provided. As a result, a material-compatible and fixed connection of the at least one node element, which is preferably formed as a cast component made of aluminum, realized on the at least substantially formed of the fiber-reinforced plastic soil structure.

Zum stoffschlüssigen Verbinden des wenigstens einen Knotenelements mit den Längsstrukturelementen bzw. mit wenigstens einem der Längsstrukturelemente ist beispielsweise eine Verklebung vorgesehen. Dabei können das wenigstens eine Knotenelement und das wenigstens eine Längsstrukturelement miteinander Injektionsgeklebt sein. Zur Darstellung des Formschlusses ist beispielsweise eine Steckverbindung vorgesehen. Dazu ist das wenigstens eine Knotenelement beispielsweise wenigstens bereichsweise auf das wenigstens eine, dazu korrespondierende Längsstrukturelement aufgesteckt oder umgekehrt.For adhesive bonding of the at least one node element with the longitudinal structural elements or with at least one of the longitudinal structural elements, for example, a bond is provided. In this case, the at least one node element and the at least one longitudinal structural element can be injection bonded together. To illustrate the positive connection, for example, a plug connection is provided. For this purpose, the at least one node element, for example, at least partially applied to the at least one, corresponding longitudinal structural element or vice versa.

Auch die Verbindung wenigstens eines der Knotenelemente mit wenigstens einem der Trägerelemente erfolgt beispielsweise über einen Stoffschluss und/oder einen Formschluss. Bevorzugt sind sowohl ein Stoffschluss und ein Formschluss vorgesehen. Zum Darstellen des Stoffschlusses sind das wenigstens eine Knotenelement und das wenigstens eine dazu korrespondierende Trägerelement beispielsweise miteinander verschweißt, insbesondere MIG-verschweißt. Alternativ oder zusätzlich kann eine Verklebung des wenigstens einen Knotenelements mit dem wenigstens einen Trägerelement vorgesehen sein.The connection of at least one of the node elements with at least one of the support elements, for example via a material connection and / or a positive connection. Preferably, both a material connection and a positive connection are provided. To illustrate the material bond, the at least one node element and the at least one corresponding carrier element, for example, welded together, in particular MIG-welded. Alternatively or additionally, an adhesion of the at least one node element may be provided with the at least one support element.

Zur Darstellung des Formschlusses zwischen dem wenigstens einen Knotenelement und dem wenigstens einen Trägerelement ist beispielsweise eine Steckverbindung vorgesehen, bei welcher das wenigstens eine Trägerelement zumindest bereichsweise in das dazu korrespondierende, wenigstens eine Knotenelement eingesteckt sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Knotenelement mit dem wenigstens einen Trägerelement verschraubt sein.To illustrate the positive connection between the at least one node element and the at least one carrier element, a plug connection is provided, for example, in which the at least one carrier element can be plugged at least partially into the corresponding thereto, at least one node element. Alternatively or additionally, the at least one node element can be screwed to the at least one carrier element.

Die jeweiligen Verbindungen können zudem abgedichtet sein, sodass die Verbindung nicht durch eine unerwünschte Beaufschlagung mit Wasser und Feuchtigkeit negativ beeinträchtigt wird. Durch die geschilderten Verbindungen ist eine werkstoffgerechte sowie korrosionsgerechte Anbindung der Vorbaustruktur an die Bodenstruktur dargestellt, wodurch eine feste und stabile Verbindung realisiert ist.The respective compounds can also be sealed, so that the connection is not adversely affected by an undesirable exposure to water and moisture. By the described connections a material-appropriate and corrosion-compatible connection of the front structure is shown to the soil structure, whereby a solid and stable connection is realized.

Zur Anbindung des hinteren Modulbereichs an die Längsstrukturelemente der Bodenstruktur kann lediglich ein Knotenelement vorgesehen sein, welches einerseits mit den Längsstrukturelementen und andererseits mit den Trägerelementen des hinteren Modulbereichs verbunden ist. Ferner kann eine Mehrzahl von Knotenelementen vorgesehen sein. Beispielsweise ist jedem der Längsstrukturelemente der Bodenstruktur ein Knotenelement zugeordnet. Dies hält das Gewicht und die Herstellkosten der Knotenelemente gering.For connecting the rear module area to the longitudinal structural elements of the floor structure, only one node element can be provided, which is connected on the one hand to the longitudinal structural elements and on the other hand to the support elements of the rear modular area. Furthermore, a plurality of node elements may be provided. For example, each of the longitudinal structural elements of the floor structure is assigned a node element. This keeps the weight and the manufacturing costs of the node elements low.

Analoges ist auf die Anbindung des vorderen Modulbereichs an den hinteren Modulbereich anwendbar. So kann beispielsweise lediglich ein Knotenelement vorgesehen sein, welches einerseits mit den Trägerelementen des hinteren Modulbereichs und andererseits mit den Trägerelementen des vorderen Modulbereichs verbunden ist. Ebenso möglich ist es, dass eine Mehrzahl von Knotenelementen vorgesehen ist.The same applies to the connection of the front module area to the rear module area. Thus, for example, only one node element can be provided, which is connected on the one hand to the carrier elements of the rear module region and on the other hand to the carrier elements of the front module region. It is also possible that a plurality of node elements is provided.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 eine schematische Draufsicht einer Verbindungsanordnung einer Vorbaustruktur mit einer zumindest im Wesentlichen aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Bodenstruktur eines Personenkraftwagens, bei welcher die Vorbaustruktur über zugeordnete Knotenelemente mit in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandeten und sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Längsstrukturelementen der Bodenstruktur verbunden ist, wobei die Vorbaustruktur drei in Fahrzeuglängsrichtung aneinander anschließende Modulbereiche umfasst; 1 a schematic plan view of a connection arrangement of a front structure with an at least substantially formed of a fiber-reinforced plastic bottom structure of a passenger car, wherein the stem structure is connected via associated node elements with spaced in the vehicle transverse direction and longitudinally extending in the vehicle longitudinal structure elements of the soil structure, wherein the front structure three in the vehicle longitudinal direction comprises adjoining module areas;

2 eine schematische Querschnittansicht eines Trägerelements eines der Modulbereiche der Vorbaustruktur gemäß 1; 2 a schematic cross-sectional view of a support member of one of the module areas of the front structure according to 1 ;

3 ausschnittsweise eine weitere schematische und geschnittene Draufsicht der Verbindungsanordnung gemäß 1; und 3 a detail of a further schematic and sectional plan view of the connection arrangement according to 1 ; and

4 eine schematische Querschnittsansicht eines der Längsstrukturelemente der Bodenstruktur, welches als Seitenschweller der Bodenstruktur ausgebildet ist. 4 a schematic cross-sectional view of one of the longitudinal structural elements of the soil structure, which is designed as a side skirt of the soil structure.

Die 1 zeigt eine Verbindungsanordnung 10 einer Vorbaustruktur 12 mit einer Bodenstruktur 14 eines Personenkraftwagens. Die Vorbaustruktur 12 ist dabei zumindest im Wesentlichen aus einem faserverstärktem Kunststoff gebildet und umfasst Seitenschweller 16, 18, die in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet sind. Die Bodenstruktur 14 umfasst ferner einen Tunnel 20, welcher bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung zwischen den Seitenschwellern 16, 18 angeordnet ist. Der Tunnel 20 ist beidseitig mit Bodenelementen 22, 24 eines Hauptbodens 26 der Bodenstruktur 14 verbunden. Auf jeweiligen, dem Tunnel 20 abgewandten Seiten sind die Bodenelemente 22, 24 mit den entsprechenden Seitenschwellern 16, 18 verbunden. Die Bodenelemente 22, 24 sind dabei aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet, wobei es sich beispielsweise um einen kohlefaserverstärkten Kunststoff handelt. Wie in Zusammenschau mit der 4 erkennbar ist, sind die Seitenschweller 16, 18 als Pultrusionsmehrkammerprofile ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Seitenschweller 16, 18 wenigstens zwei Hohlkammern 28, 30 aufweisen und durch ein Strangziehverfahren, welches auch als Pultrusionsverfahren bezeichnet wird, hergestellt sind. Dabei sind auch die Seitenschweller 16, 18 zumindest im Wesentlichen aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere einem kohlefaserverstärktem Kunststoff, gebildet. Auch der Tunnel 20 kann aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff gebildet sein.The 1 shows a connection arrangement 10 a porch structure 12 with a soil structure 14 a passenger car. The stem structure 12 is at least substantially formed of a fiber-reinforced plastic and includes side skirts 16 . 18 , which are spaced apart in the vehicle transverse direction. The soil structure 14 further includes a tunnel 20 , which relative to the vehicle transverse direction between the side sills 16 . 18 is arranged. The tunnel 20 is on both sides with floor elements 22 . 24 a main floor 26 the soil structure 14 connected. On each, the tunnel 20 opposite sides are the floor elements 22 . 24 with the corresponding side sills 16 . 18 connected. The floor elements 22 . 24 are made of a fiber-reinforced plastic, which is for example a carbon fiber reinforced plastic. As in synopsis with the 4 recognizable, are the side skirts 16 . 18 designed as Pultrusionsmehrkammerprofile. This means that the side skirts 16 . 18 at least two hollow chambers 28 . 30 and produced by a pultrusion process, also referred to as pultrusion process. Here are the side skirts 16 . 18 at least substantially formed of a fiber-reinforced plastic, in particular a carbon fiber reinforced plastic. Also the tunnel 20 may be formed of a fiber-reinforced plastic, in particular of a carbon fiber reinforced plastic.

Die Bodenstruktur 14 weist ein sehr geringes Gewicht und gleichzeitig eine sehr hohe Steifigkeit auf. Die Bodenstruktur 14 ist im Bereich einer Fahrgastzelle 32 des Personenkraftwagens angeordnet und trägt zu einer sehr hohen Steifigkeit der Fahrgastzelle 32 bei. Durch diese sehr hohe Steifigkeit der Fahrgastzelle 32 ist eine unerwünschte Deformation der Fahrgastzelle 32 bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Personenkraftwagens und insbesondere der Verbindungsanordnung 10 vermieden, sodass Insassen der Fahrgastzelle vor schwerwiegenden Verletzungen geschützt werden können.The soil structure 14 has a very low weight and at the same time a very high rigidity. The soil structure 14 is in the range of a passenger compartment 32 arranged the passenger car and contributes to a very high rigidity of the passenger compartment 32 at. Due to this very high rigidity of the passenger compartment 32 is an undesirable deformation of the passenger compartment 32 in the case of an accident-induced force application of the passenger car and in particular the connection arrangement 10 avoided, so that occupants of the passenger compartment can be protected from serious injury.

Die Vorbaustruktur 12 umfasst einen sich in Fahrzeuglängsrichtung an die Bodenstruktur 14 nach vorne hin anschließenden ersten, hinteren Modulbereich 34. Der hintere Modulbereich 34 umfasst Trägerelemente 36, 38, 40, 42. Die Trägerelemente 36, 38, 40, 42 sind zumindest im Wesentlichen aus Aluminium, insbesondere einer Aluminiumlegierung, gebildet und durch ein Strangpressverfahren hergestellt. Wie in Zusammenschau mit der 2 erkennbar ist, sind die Trägerelemente 36, 38, 40, 42 als Mehrkammerstrangpressprofile ausgebildet und umfassen eine Mehrzahl von Hohlkammern 44, 46, 48, 50. Wie die Seitenschweller 16, 18 weisen die Trägerelemente 36, 38, 40, 42 dadurch eine sehr hohe Steifigkeit, insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung, sowie ein sehr geringes Gewicht auf.The stem structure 12 includes one in the vehicle longitudinal direction of the soil structure 14 forward first, rear module area 34 , The rear module area 34 includes support elements 36 . 38 . 40 . 42 , The carrier elements 36 . 38 . 40 . 42 are at least substantially formed of aluminum, in particular an aluminum alloy, and produced by an extrusion process. As in synopsis with the 2 is recognizable, are the support elements 36 . 38 . 40 . 42 designed as multi-chamber extruded profiles and include a plurality of hollow chambers 44 . 46 . 48 . 50 , Like the side skirts 16 . 18 have the carrier elements 36 . 38 . 40 . 42 As a result, a very high rigidity, especially in the vehicle longitudinal direction, as well as a very low weight.

Zur Anbindung der Trägerelemente 36, 38, 40, 42 und damit der gesamten Vorbaustruktur 12 an der Bodenstruktur 14 sind Gussknoten 52, 54, 56 vorgesehen. Die Gussknoten 52, 54, 56 sind durch ein Gießverfahren, insbesondere durch Druckgießen, hergestellt und zumindest im Wesentlichen aus Aluminium, insbesondere einer Aluminiumlegierung, gebildet. Wie der 1 zu entnehmen ist, ist der Gussknoten 52 dem Seitenschweller 16 und dem Trägerelement 36 zugeordnet. Dementsprechend ist der Gussknoten 56 dem Seitenschweller 18 und dem Trägerelement 42 zugeordnet. Der Gussknoten 54 ist dem Tunnel 20 sowie beiden Trägerelementen 38, 40 des hinteren Modulbereichs 34 zugeordnet. Dies bedeutet, dass das Trägerelement 36 über dem Gussknoten 52 am Seitenschweller 16, das Trägerelement 42 über den Gussknoten 56 am Seitenschweller 18 und die Trägerelemente 38, 40 über den Gussknoten 54 am Tunnel 20 angebunden sind.For connection of the carrier elements 36 . 38 . 40 . 42 and thus the entire porch structure 12 on the soil structure 14 are cast nodes 52 . 54 . 56 intended. The cast nodes 52 . 54 . 56 are produced by a casting process, in particular by die casting, and at least substantially made of aluminum, in particular an aluminum alloy. Again 1 it can be seen, is the casting node 52 the side skirts 16 and the carrier element 36 assigned. Accordingly, the casting node 56 the side skirts 18 and the carrier element 42 assigned. The cast node 54 is the tunnel 20 as well as both carrier elements 38 . 40 the rear module area 34 assigned. This means that the carrier element 36 above the casting node 52 on the side skirts 16 , the carrier element 42 over the casting node 56 on the side skirts 18 and the carrier elements 38 . 40 over the casting node 54 at the tunnel 20 are connected.

In Zusammenschau mit der 3 ist erkennbar, dass die Gussknoten 52, 54, 56 über jeweilige Steckverbindungen mit den Seitenschwellern 16, 18 und dem Tunnel 20 verbunden sind. Dabei ist jeder der die Hohlkammern 28, 30 in Fahrzeugquerrichtung begrenzenden Wandungen der Seitenschweller 16, 18 eine eigene Aufnahme der Gussknoten 52, 56 zugeordnet, wodurch eine besonders feste Verbindung durch einen Formschluss realisiert ist. Auch der Tunnel 20 kann in entsprechender Weise mit dem Gussknoten 54 über eine Steckverbindung und somit formschlüssig verbunden sein.In conjunction with the 3 is recognizable that the cast nodes 52 . 54 . 56 via respective connectors with the side sills 16 . 18 and the tunnel 20 are connected. Each of these is the hollow chambers 28 . 30 in the vehicle transverse direction limiting walls of the side skirts 16 . 18 a separate recording of the cast nodes 52 . 56 assigned, whereby a particularly strong connection is realized by a positive connection. Also the tunnel 20 can in a similar way with the casting node 54 be connected via a plug connection and thus form-fitting.

Zur besonders festen Verbindung ist vorgesehen, dass die Gussknoten 52, 54, 56 mit den Seitenschwellern 16, 18 bzw. mit dem Tunnel 20 injektionsgeklebt sind. Ferner kann eine Abdichtung vorgesehen sein, um eine Beaufschlagung der Verbindung mit Feuchtigkeit und Wasser zu vermeiden. Dadurch ist eine korrosionsgerechte und werkstoffgerechte Anbindung der zumindest im Wesentlichen aus Aluminium gebildeten Vorbaustruktur 12 an die zumindest im Wesentlichen aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildete Bodenstruktur 14 durch Form- und Stoffschluss realisiert.For particularly strong connection is provided that the casting node 52 . 54 . 56 with the side sills 16 . 18 or with the tunnel 20 are injection-glued. Furthermore, a seal may be provided to avoid exposure to moisture and water. This is a corrosion-appropriate and material-appropriate connection of at least substantially formed of aluminum stem structure 12 to the bottom structure formed at least substantially of the fiber-reinforced plastic 14 realized by form and material connection.

Anhand der 1 ist erkennbar, dass die Trägerelemente 36, 38 in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin aufeinander zu verlaufen. Mit anderen Worten sind die Trägerelemente 36, 38 zumindest im Wesentlichen dreiecksförmig zueinander angeordnet. Auch die Trägerelemente 40, 42 verlaufen in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin aufeinander zu und sind entsprechend zumindest im Wesentlichen dreiecksförmig zueinander angeordnet. Dadurch ist eine unfalloptimierte, zumindest im Wesentlichen gabelförmige Struktur des hinteren Modulbereichs 34 gebildet, sodass Unfallkräfte bzw. Unfallenergien im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung insbesondere zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung der Verbindungsanordnung 10 gabelförmig von der Vorbaustruktur 12 in die Bodenstruktur 14 eingeleitet werden. Dies führt zu einem besonders guten Unfallverhalten der Verbindungsanordnung 10 und damit des Personenkraftwagens.Based on 1 it can be seen that the carrier elements 36 . 38 in the vehicle longitudinal direction towards the front to each other. In other words, the carrier elements 36 . 38 arranged at least substantially triangular to each other. Also the carrier elements 40 . 42 run in the vehicle longitudinal direction to the front toward each other to and are arranged according to at least substantially triangular shape to each other. This is an unfavorable, at least substantially fork-shaped structure of the rear module area 34 formed so that accident forces or accident energies in the event of an accidental force application in particular at least substantially in the vehicle longitudinal direction of the connection arrangement 10 bifurcated from the stem structure 12 in the soil structure 14 be initiated. This leads to a particularly good accident behavior of the connection arrangement 10 and thus the passenger car.

Die Vorbaustruktur 12 umfasst ferner einen sich in Fahrzeuglängsrichtung an den hinteren Modulbereich 34 nach vorne hin anschließenden zweiten, vorderen Modulbereich 58, welcher Längsträger 60, 62 umfasst. Die Längsträger 60, 62 verlaufen dabei zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung und sind über weitere Gussknoten 64, 66 mit den Trägerelementen 36, 38, 40, 42 verbunden. Dadurch ist der vordere Modulbereich 58 an den hinteren Modulbereich 34 angebunden. Die einerseits mit den Längsträgern 60, 62 verbundenen Gussknoten 64, 66 sind andererseits mit den Trägerelementen 36, 38, 40, 42 verbunden.The stem structure 12 further comprises a vehicle longitudinal direction to the rear module area 34 adjoining the front second module area 58 , which side member 60 . 62 includes. The side members 60 . 62 Run thereby at least substantially in the vehicle longitudinal direction and are on more casting nodes 64 . 66 with the carrier elements 36 . 38 . 40 . 42 connected. This is the front module area 58 to the rear module area 34 tethered. The one with the side members 60 . 62 connected casting nodes 64 . 66 on the other hand with the carrier elements 36 . 38 . 40 . 42 connected.

Der Gussknoten 64 ist einerseits sowohl dem Trägerelement 36 wie auch dem Trägerelement 38 zugeordnet ist, während der Gussknoten 64 andererseits lediglich dem Längsträger 60 zugeordnet ist. Dementsprechend ist der Gussknoten 66 einerseits sowohl dem Trägerelement 40 als auch dem Trägerelement 42 zugeordnet, während der Gussknoten 66 andererseits lediglich dem Längsträger 62 zugeordnet ist. Durch diese Zuordnung und Verbindung des hinteren Modulbereichs 34 mit dem vorderen Modulbereich 58 ist die besonders vorteilhafte und insbesondere zumindest im Wesentlichen gabelförmige Krafteinleitung vom vorderen Modulbereich 58 in den hinteren Modulbereich 34 und weiter in die Bodenstruktur 14 ermöglicht.The cast node 64 on the one hand both the support element 36 as well as the carrier element 38 is assigned during the casting node 64 on the other hand, only the side member 60 assigned. Accordingly, the casting node 66 on the one hand both the support element 40 as well as the carrier element 42 assigned during the casting node 66 on the other hand, only the side member 62 assigned. Through this assignment and connection of the rear module area 34 with the front module area 58 is the particularly advantageous and in particular at least substantially fork-shaped introduction of force from the front module area 58 in the rear module area 34 and further into the soil structure 14 allows.

An den vorderen Modulbereich 58 schließt sich in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin ein dritter Modulbereich 68 an, welcher einen Biegequerträger 70 umfasst. Der Biegequerträger 70 ist mit Energieabsorptionselementen 72, 74 verbunden, welche auch als Crashboxen bezeichnet werden. Zur Anbindung des dritten Modulbereichs 68 an den vorderen Modulbereich 58 sind weitere Gussknoten 76, 78 vorgesehen, die einerseits mit den Längsträgern 60, 62 und andererseits mit den Energieabsorptionselementen 72, 74 verbunden sind. Das Verwenden der einzelnen und voneinander separaten Gussknoten 52, 54, 56, 64, 66, 76, 78 hält das Gewicht der Verbindungsanordnung 10 und damit des gesamten Personenkraftwagens gering.To the front module area 58 closes in the vehicle longitudinal direction towards the front, a third module area 68 on which a bending cross member 70 includes. The bending crossmember 70 is with energy absorption elements 72 . 74 connected, which are also referred to as crash boxes. For connecting the third module area 68 to the front module area 58 are other casting nodes 76 . 78 provided, on the one hand, with the longitudinal members 60 . 62 and, on the other hand, with the energy absorbing elements 72 . 74 are connected. Using the individual and separate casting nodes 52 . 54 . 56 . 64 . 66 . 76 . 78 holds the weight of the connection assembly 10 and thus the entire passenger car low.

Darüber hinaus ist durch die entsprechenden Verbindungen der Modulbereiche 34, 38, 68 sowie der gesamten Vorbaustruktur 12 mit der Bodenstruktur 14 eine modular austauschbare Anbindung der Vorbaustruktur 12 an die Bodenstruktur 14 geschaffen. Dies bedeutet, dass die Modulbereiche 34, 58, 68 bzw. die Trägerelemente 36, 38, 40, 42, die Längsträger 60, 62, die Energieabsorptionselemente 72, 74, der Biegequerträger 70 sowie die Gussknoten 52, 54, 56, 64, 66, 76, 78 je nach Schadensschwere, das heißt je nach Grad ihrer Beschädigung bzw. Unversehrtheit modular (einzeln) und somit Kosteneffizient ausgetauscht bzw. repariert werden können. Die Verbindungsanordnung 10 weist somit auch insofern ein vorteilhaftes Unfallverhalten auf, als unbeschädigte Bauteile der Verbindungsanordnung 10 und insbesondere der Vorbaustruktur 12 nicht ausgetauscht werden müssen. Dadurch ist eine besonders hohe Reparaturfreundlichkeit der Verbindungsanordnung 10 geschaffen.In addition, through the corresponding connections of the module areas 34 . 38 . 68 as well as the entire porch structure 12 with the soil structure 14 a modular interchangeable connection of the porch structure 12 to the soil structure 14 created. This means that the module areas 34 . 58 . 68 or the carrier elements 36 . 38 . 40 . 42 , the side members 60 . 62 , the energy absorption elements 72 . 74 , the bending crossbeam 70 as well as the cast nodes 52 . 54 . 56 . 64 . 66 . 76 . 78 Depending on the severity of the damage, that is, depending on the degree of damage or integrity modular (single) and thus cost-efficient exchanged or can be repaired. The connection arrangement 10 thus also has an advantageous accident behavior insofar as undamaged components of the connection arrangement 10 and in particular the stem structure 12 do not need to be replaced. As a result, a particularly high level of repair friendliness of the connection arrangement 10 created.

In der 3 ist die Verbindung des Trägerelements 42 mit dem Gussknoten 56 dargestellt. Deren Verbindung kann auf die anderweitigen Verbindungen der Gussknoten 52, 54, 64, 66, 76, 78 mit den Trägerelementen 36, 38, 40, mit den Längsträgern 60, 62 und/oder mit den Energieabsorptionselementen 72, 74 analog übertragen werden.In the 3 is the connection of the carrier element 42 with the cast node 56 shown. Their connection can be made to the other connections of the casting nodes 52 . 54 . 64 . 66 . 76 . 78 with the carrier elements 36 . 38 . 40 , with the side rails 60 . 62 and / or with the energy absorption elements 72 . 74 be transmitted analogously.

Wie der 3 zu entnehmen ist, ist der Gussknoten 56 auch mit dem Trägerelement 42 über eine Steckverbindung und somit formschlüssig verbunden. Darüber hinaus können der Gussknoten 56 und das Trägerelement 42 miteinander verklebt und/oder miteinander verschweißt, insbesondere MIG-verschweißt, sein. Dadurch sind der Gussknoten 56 und das Trägerelement 42 auch stoffschlüssig miteinander verbunden.Again 3 it can be seen, is the casting node 56 also with the carrier element 42 via a plug connection and thus positively connected. In addition, the casting node 56 and the carrier element 42 glued together and / or welded together, in particular MIG-welded, be. This is the casting node 56 and the carrier element 42 also materially connected to each other.

Alternativ oder zusätzlich können der Gussknoten 56 und das Trägerelement 42 miteinander verschraubt sein. Vorteilhafterweise ist auch die Verbindung des Gussknotens 56 mit dem Trägerelement 42 abgedichtet, sodass ihre Verbindung vor einer unerwünschten Beaufschlagung mit Wasser und Feuchtigkeit geschützt ist. Dies kommt der besonders festen Verbindung zugute.Alternatively or additionally, the casting node 56 and the carrier element 42 be screwed together. Advantageously, the connection of the casting node is also 56 with the carrier element 42 sealed so that their connection is protected from unwanted exposure to water and moisture. This benefits the particularly strong connection.

Weiterhin vorteilhaft für das Unfallverhalten der Vorbaustruktur 12 und damit der gesamten Verbindungsanordnung 10 ist, dass durch die drei Modulbereiche 34, 58, 68 drei Unfallebenen (Crashebenen) gebildet sind, welche in Fahrzeuglängsrichtung aneinander anschließen und in Fahrzeuglängsrichtung vor der Bodenstruktur 14 und damit vor der Fahrgastzelle 32 angeordnet sind. Kommt es beispielsweise zu einem Frontalaufprall des Personenkraftwagens mit der Verbindungsanordnung 10 auf eine Barriere, so kann durch die drei Unfallebenen ein besonders hoher Betrag an Unfallenergie aufgenommen und in Deformationsenergie der Unfallebenen (der Modulbereiche 34, 58, 68) umgewandelt werden. Die ggf. danach verbleibende Unfallenergie kann dann von der sehr steifen Fahrgastzelle 32 und insbesondere von der Bodenstruktur 14 aufgenommen und um die Fahrgastzelle herumgeleitet werden, sodass die Insassen vor unerwünscht schweren Verletzungen geschützt werden können.Furthermore advantageous for the accident behavior of the stem structure 12 and thus the entire connection arrangement 10 is that through the three module areas 34 . 58 . 68 three accident levels (Crashebenen) are formed, which adjoin one another in the vehicle longitudinal direction and in the vehicle longitudinal direction in front of the soil structure 14 and thus in front of the passenger compartment 32 are arranged. Is it, for example, a head-on collision of the passenger car with the connection arrangement 10 On a barrier, so can be absorbed by the three accident levels, a particularly high amount of accident energy and in Deformation energy of accident levels (the module areas 34 . 58 . 68 ) being transformed. The then possibly remaining accident energy can then from the very rigid passenger compartment 32 and in particular of the soil structure 14 be taken around and around the passenger compartment, so that the occupants can be protected from undesirably serious injuries.

Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass mittels der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung Module, insbesondere Crashmodule, kraftflussoptimiert mittels einer vorzugsweise Steck-/Klebeverbindung über Knotenelemente verbunden werden können, wobei diese Verbindungsanordnung auch zur Verbindung von CFK-Bauteilen mit aus anderen Materialien bestehenden Bauteilen, beispielsweise metallischen Profilen, möglich ist.In summary, it should be noted that by means of the connection arrangement according to the invention modules, in particular crash modules, power flow optimized by means of a preferably plug / adhesive connection can be connected via node elements, this connection arrangement also for connecting CFRP components with existing components made of other materials, such as metallic profiles possible is.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008007689 A1 [0002]

Claims

Connection arrangement ( 10 ) a stem structure ( 12 ) having a bottom structure formed at least substantially of a fiber-reinforced plastic ( 14 ) of a motor vehicle in which the front structure ( 12 ) via at least one associated node element ( 52 . 54 . 56 ) with at least two longitudinal structural elements which are spaced apart from one another in the vehicle transverse direction and extend at least substantially in the vehicle longitudinal direction ( 16 . 18 ) of the soil structure ( 14 ), characterized in that the stem structure ( 12 ) at least one front and one rear module area ( 34 . 58 ) with respective, laterally spaced support elements ( 36 . 38 . 40 . 42 . 60 . 62 ) having.

Connection arrangement ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the carrier elements ( 36 . 38 . 40 . 42 . 60 . 62 ) are formed at least substantially of a light metal, in particular aluminum.

Connection arrangement ( 10 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the stem structure ( 12 ) via the carrier elements ( 36 . 38 . 40 . 42 ) in the vehicle longitudinal direction to the soil structure ( 14 ) forward rearward module area ( 34 ) with the longitudinal structural elements ( 16 . 18 ), wherein the carrier elements ( 60 . 62 ) in the vehicle longitudinal direction to the rear module area ( 34 ) leading to the front module area ( 58 ) via at least one second node element ( 64 . 66 ) with the carrier elements ( 36 . 38 . 40 . 42 ) of the rear module area ( 38 ) are connected.

Connection arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal structural elements ( 16 . 18 ) as side skirts ( 16 . 18 ) of the soil structure ( 14 ) are formed, wherein between the side sills ( 16 . 18 ) at least one further longitudinal structural element ( 20 ), in particular a tunnel ( 20 ), the soil structure ( 14 ) is arranged, with which the stem structure ( 12 ) via at least one node element ( 52 . 54 . 56 ) connected is.

Connection arrangement ( 10 ) according to claim 4, characterized in that one of the carrier elements ( 36 . 38 . 40 . 42 ) of the rear module area ( 34 ) to one of the side skirts ( 16 . 18 ) and the other carrier element ( 36 . 38 . 40 . 42 ) of the rear module area ( 34 ) on the other side skirts ( 16 . 18 ), the rear module area ( 34 ) at least two, in particular at least substantially formed of a light metal and, in the vehicle transverse direction spaced from each other second support elements ( 40 . 42 ), which in the vehicle longitudinal direction to the further longitudinal structural element ( 20 ), in particular the tunnel ( 20 ), connect to the front and have at least one node element ( 54 ) with the further longitudinal structural element ( 20 ) are connected.

Connection arrangement ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the stem structure ( 12 ) in the vehicle longitudinal direction to the front module area ( 58 ) adjoining the third module area ( 68 ), which has a bending cross member ( 70 ) via respective energy absorption elements ( 72 . 74 ) and at least a third node element ( 76 . 78 ) with the carrier elements ( 60 . 62 ) of the front module area ( 58 ) connected is.

Connection arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the node element ( 52 . 54 . 56 . 64 . 66 . 76 . 78 ) or at least one of the node elements ( 52 . 54 . 56 . 64 . 66 . 76 . 78 ) is formed as a cast component, in particular of a light metal.

Connection arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the longitudinal structural elements ( 16 . 18 . 20 ) of the soil structure ( 14 ) is formed at least substantially of a fiber-reinforced plastic.

Connection arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the longitudinal structural elements ( 16 . 18 . 20 ) and / or one of the carrier elements ( 36 . 38 . 40 . 42 . 60 . 62 ) is designed as a chamber profile, in particular as a multi-chamber profile.

Connection arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the carrier elements ( 36 . 38 . 40 . 42 . 60 . 62 ) and / or at least one of the longitudinal structural elements ( 16 . 18 . 20 ) by means of a plug-in and / or combined plug-in / adhesive connection with at least one of the node elements ( 52 . 54 . 56 . 64 . 66 . 76 . 78 ) connected is.