DE102012015334A1

DE102012015334A1 - Fastening arrangement for fastening stiffening brace to structural support e.g. windscreen cross section of passenger car, fixed stiffening braces to structural support through outstanding tab portion in hollow cross-section

Info

Publication number: DE102012015334A1
Application number: DE102012015334A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Manfred (FH) Aab; Dipl.-Ing. Heise Wilfried
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Aab Manfred Dipl-Ing (fh) De; Heise Wilfried De
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2032-08-03
Also published as: DE102012015334B4

Abstract

The fastening arrangement has fastening unit for mounting reinforcing braces (26) over length range on hollow cross section (46) having structure carrier. The fastening unit comprises structural support reinforcement portion (48) that is arranged partially in the hollow cross-section. The hollow cross-section has outstanding tab portion (50) through which stiffening braces are fixed to structural support.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung wenigstens einer Versteifungsstrebe an einem Querträger eines Personenkraftwagens gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fastening arrangement of at least one stiffening strut on a cross member of a passenger car according to the preamble of claim 1.

Um die Torsionssteifigkeit der Karosserie zu verbessern und über das Fahrwerk in den Rohbau eingeleitete Kräfte besser aufnehmen zu können, ist es aus dem Kraftwagenbau bereits bekannt, die Federbeindome über jeweilige Versteifungsstreben am Windschutzscheiben-Querträger abzustützen. Eine derartige Befestigungsanordnung ist beispielsweise aus der DE 199 28 588 B4 als bekannt zu entnehmen. Überdies ist aus der DE 10 2009 041 704 A1 ein Windschutzscheiben-Querträger als bekannt zu entnehmen, der üblicherweise auch als Querträger unter Windlauf bzw. Windschutz bezeichnet wird. Wie dort zu erkennen ist, weisen derartige Windschutzscheiben-Querträger üblicher Weise zumindest über einen Längenbereich einen Hohlquerschnitt auf.In order to improve the torsional stiffness of the body and to be able to better absorb forces introduced via the chassis into the bodyshell, it is already known from motor vehicle construction to support the strut domes via respective reinforcing struts on the windshield cross member. Such a fastening arrangement is for example from the DE 199 28 588 B4 to be known as known. Moreover, from the DE 10 2009 041 704 A1 to take a windshield cross member as known, which is commonly referred to as a cross member under cowl or windbreak. As can be seen there, such windshield cross members usually have a hollow cross section over at least a length region.

Zur Anbindung der Versteifungsstrebe an dem Windschutzscheiben-Querträger ist üblicher Weise eine Befestigungseinrichtung mit einem Konsolenelement vorgesehen, welches ein kosten- und gewichtsintensives Zusatzteil darstellt.To connect the stiffening strut to the windshield cross member, a fastening device with a console element is usually provided, which represents a cost and weight-intensive additional part.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders einfache Anbindung der Versteifungsstrebe an einen Karosserieträger, insbesondere den Windschutzscheiben-Querträger, sowie eine vorteilhafte Krafteinleitung von der Versteifungsstrebe in den Karosserieträger, Windschutzscheiben-Querträger, realisiert sind.It is therefore an object of the present invention, a fastening arrangement of the type mentioned in such a way that a particularly simple connection of the stiffening strut to a body support, in particular the windshield cross member, and an advantageous introduction of force from the stiffening strut in the body support, windshield cross member realizes are.

Diese Aufgabe wird durch eine Befestigungsanordnung 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 fastening arrangement with the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Befestigungsanordnung der angegebenen Art zu schaffen, bei welcher eine besonders einfache Anbindung der Versteifungsstrebe an den Karosserieträger, vorzugsweise Windschutzscheiben-Querträger, sowie eine vorteilhafte Einleitung von Kräften über die Versteifungsstrebe in den Karosserieträger, vorzugsweise Windschutzscheiben-Querträger, geschaffen sind, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Befestigungseinrichtung zumindest ein teilweise in dem Hohlquerschnitt angeordnetes Verstärkungselement des Karosserieträgers umfasst, welches wenigstens ein aus dem Hohlquerschnitt herausragendes Laschenelement aufweist, über das die Versteifungsstrebe an dem Karosserieträger befestigt ist.In order to provide a mounting arrangement of the specified type, in which a particularly simple connection of the stiffening strut to the body support, preferably windshield cross member, as well as an advantageous introduction of forces on the stiffening strut in the body support, preferably windshield cross member created, it is according to the invention provided that the fastening device comprises at least one partially arranged in the hollow cross-section reinforcing element of the body support, which has at least one protruding from the hollow cross-section tab member over which the stiffening strut is attached to the body support.

Das Verstärkungselement wird somit zum einen zum Verstärken des Karosserieträgers, vorzugsweise Windschutzscheiben-Querträgers, und zum anderen zum Anbinden der Versteifungsstrebe an den Karosserieträger genutzt, wodurch eine steife und belastbare Anbindung mit einer sehr hohen Betriebsfestigkeit geschaffen ist. Die sehr hohe Steifigkeit der Befestigungsanordnung führt auch zu einem besonders vorteilhaften Geräuschverhalten des Personenkraftwagens, welches üblicherweise auch als NVH-Verhalten (NVH – Noise Vibration Harshness) bezeichnet wird. Diese Doppelfunktion beziehungsweise Doppelnutzung des Verstärkungselements führt auch zu einer sehr leichten und platzsparenden Befestigung der Versteifungsstrebe an dem Karosserieträger, vorzugsweise Windschutzscheiben-Querträger, mit einer nur sehr geringen Teileanzahl.The reinforcing element is thus used on the one hand to reinforce the body support, preferably windshield cross member, and on the other to connect the stiffening strut to the body support, creating a rigid and resilient connection with a very high durability. The very high rigidity of the mounting arrangement also leads to a particularly advantageous noise behavior of the passenger car, which is also commonly referred to as NVH (Noise Vibration Harshness). This dual function or double use of the reinforcing element also leads to a very light and space-saving attachment of the stiffening strut to the body support, preferably windshield cross member, with only a very small number of parts.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. Showing:

1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines Personenkraftwagens, in dessen Motorraum eine Strebenanordnung mit zwei jeweils schräg zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Versteifungsstreben angeordnet ist, welche einerseits an jeweiligen Federbeindomen und andererseits über eine Befestigungseinrichtung an einem Windschutzscheiben-Querträger befestigt sind, wobei die Befestigungseinrichtung zumindest ein teilweise in einem Hohlquerschnitt des Windschutzscheiben-Querträgers angeordnetes Verstärkungselement umfasst, welches jeweilige, aus dem Hohlquerschnitt herausragende Laschenelemente aufweist, über die die Versteifungsstreben an dem Windschutzscheiben-Querträger befestigt sind; 1 a schematic perspective view of a passenger car, in the engine compartment a strut assembly is arranged with two each extending obliquely to the vehicle longitudinal stiffening struts, which are attached on the one hand to each Federbeindomen and on the other hand via a fastening device to a windshield cross member, wherein the fastening device at least partially in a hollow cross-section the windshield cross member arranged reinforcing member comprising respective, protruding from the hollow cross-section tab members over which the stiffening struts are attached to the windshield cross member;

2a–c jeweils ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer Befestigungsanordnung der Versteifungsstreben an dem Windschutzscheiben-Querträger; (Darstellung ohne Oberschale) 2a In each case a schematic perspective view of a fastening arrangement of the stiffening struts on the windshield cross member; (Representation without upper shell)

3 ausschnittsweise eine schematische und teilweise geschnittene Perspektivansicht der Befestigungsanordnung der linken Versteifungsstrebe an dem Windschutzscheiben-Querträger; und 3 1 is a fragmentary schematic and partially sectioned perspective view of the mounting arrangement of the left stiffening strut on the windshield cross member; and

4 ausschnittsweise eine schematische Querschnittansicht der Befestigungsanordnung der linken Versteifungsstrebe am Windschutzscheiben-Querträger. 4 a detail of a schematic cross-sectional view of the mounting arrangement of the left stiffening brace on the windshield cross member.

1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht einen Vorderwagenbereich eines Personenkraftwagens 10. Die Karosserie des Personenkraftwagens 10 weist einen unteren Windschutzscheiben-Querträger 12 auf, welcher üblicherweise auch als Querträger unter Windlauf bzw. Windschutz bezeichnet wird. Durch den Windschutzscheiben-Querträger 12 ist eine Scheibenöffnung 14 in Fahrzeughochrichtung nach unten begrenzt, in welcher eine Windschutzscheibe 16 des Personenkraftwagens 10 eingesetzt ist. In Fahrzeughochrichtung nach oben wird die Scheibenöffnung 14 durch einen oberen Windschutzscheiben-Querträger 18 begrenzt. 1 shows a schematic perspective view of a front area of a passenger car 10 , The body of the passenger car 10 has a lower one Windshield crossmember 12 on, which is commonly referred to as a cross member under cowl or windbreak. Through the windshield cross member 12 is a disc opening 14 limited in the vehicle vertical direction down, in which a windshield 16 of the passenger car 10 is used. In Fahrzeughochrichtung upward, the disc opening 14 through an upper windshield cross member 18 limited.

Wie in Zusammenschau mit 2a bis 4 erkennbar ist, schließt sich in Fahrzeughochrichtung nach unten an den Windschutzscheiben-Querträger 12 eine Stirnwand 20 der Karosserie an. Die Stirnwand 20 begrenzt die Fahrgastzelle des Personenkraftwagens 10 in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne und trennt diese von einem in 1 erkennbaren Motorraum 22 ab. In dem Motorraum 22 ist ein in 1 nicht erkennbares Antriebsaggregat, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine, zum Antreiben des Personenkraftwagens 10 angeordnet.As in synopsis with 2a to 4 can be seen, closes in the vehicle vertical direction down to the windshield cross member 12 an end wall 20 the body. The front wall 20 limits the passenger compartment of the passenger car 10 in the vehicle longitudinal direction forward and separates them from a in 1 recognizable engine compartment 22 from. In the engine compartment 22 is an in 1 unrecognizable drive unit, such as an internal combustion engine, for driving the passenger car 10 arranged.

Im Motorraum 22 ist ferner eine Strebenanordnung 24 vorgesehen, welche eine – bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung – linke Versteifungsstrebe 26 und eine rechte Versteifungsstrebe 28 umfasst. Die Versteifungsstreben 26, 28 werden auch als Vorbaustreben bezeichnet. Durch die Versteifungsstreben 26, 28 ist die Karosserie des Personenkraftwagens 10 insbesondere im Vorderwagenbereich ausgesteift und weist dadurch eine sehr hohe Verwindungssteifigkeit auf. Hierzu verlaufen die Versteifungsstreben 26, 28 vorliegend V-förmig zueinander bzw. schräg zur Fahrzeuglängsrichtung. Sie sind jeweils einenends an jeweiligen Federbeindomen 30, 32 der Karosserie und andernends über eine den Versteifungsstreben 26, 28 gemeinsame Befestigungseinrichtung 36 am Windschutzscheiben-Querträger 12 befestigt. In 1 ist auch eine Fronthaube zu erkennen, welche über seitliche Scharniere zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegbar gehalten ist.In the engine compartment 22 is also a strut arrangement 24 provided, which one - based on the forward direction - left stiffening strut 26 and a right stiffening strut 28 includes. The stiffening struts 26 . 28 are also referred to as headstones. Through the stiffening struts 26 . 28 is the body of the passenger car 10 stiffened especially in the front area and thus has a very high torsional rigidity. For this purpose, the stiffening struts run 26 . 28 in the present case V-shaped relative to each other or obliquely to the vehicle longitudinal direction. They are each at one end at respective Federbeindomen 30 . 32 the bodywork and the other over a stiffening struts 26 . 28 common fastening device 36 on the windshield cross member 12 attached. In 1 is also a front hood to recognize, which is held by lateral hinges between a closed position and an open position movable.

Die 2a bis 4 veranschaulichen nun die Befestigungsanordnung der Versteifungsstreben 26, 28 am Windschutzscheiben-Querträger 12. Aus den 3 und 4 ist dabei insbesondere erkennbar, dass der Windschutzscheiben-Querträger 12 in Schalenbauweise ausgestaltet ist und -bezogen auf die Fahrzeughochrichtung- einen auch in 2b zu erkennenden Obergurt 40 und einen auch in 2a zu erkennenden Untergurt 42 umfasst. Der Obergurt 40 und der Untergurt 42 stellen jeweilige Schalenelemente des Windschutzscheiben-Querträgers 12 dar, welche aus einem metallischen Werkstoff gebildet sind und über jeweilige Fügflansche 44 miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt, sind.The 2a to 4 now illustrate the mounting arrangement of the stiffening struts 26 . 28 on the windshield cross member 12 , From the 3 and 4 is in particular recognizable that the windshield cross member 12 is designed in shell construction and-related to the Fahrzeughochrichtung- a also in 2 B to recognize top chord 40 and one also in 2a to be recognized lower flange 42 includes. The upper strap 40 and the lower chord 42 make respective shell elements of the windshield cross member 12 which are formed of a metallic material and on respective Fügflansche 44 connected to each other, for example, welded together, are.

Wie insbesondere anhand von 3 und 4 erkennbar ist, sind der Obergurt 40 und der Untergurt 42 dabei unter Ausbildung eines Hohlquerschnitts 46 des Windschutzscheiben-Querträgers 12 miteinander verbunden. Mit anderen Worten weist der sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Windschutzscheiben-Querträger 12 zumindest über einen Längenbereich den Hohlquerschnitt 46 auf, welcher von dem Obergurt 40 und dem Untergurt 42 begrenzt ist.As in particular by means of 3 and 4 is recognizable, are the top chord 40 and the lower chord 42 while forming a hollow cross-section 46 the windshield cross member 12 connected with each other. In other words, the at least substantially in the vehicle transverse direction extending windshield cross member 12 at least over a length range of the hollow cross-section 46 on which of the upper strap 40 and the lower chord 42 is limited.

Zur Darstellung einer besonders einfachen und gleichzeitig sehr steifen und festen Befestigungsanordnung der Versteifungsstreben 26, 28 am Windschutzscheiben-Querträger 12 umfasst die Befestigungseinrichtung 36 ein Verstärkungselement 48, mittels welchem der Windschutzscheiben-Querträger 12 verstärkt ist. Das Verstärkungselement 48 ist vorliegend als Verstärkungsblech und somit aus einem metallischen Werkstoff gebildet und mit dem Obergurt 40 und/oder dem Untergurt 42 verbunden, insbesondere verschweißt. Das Verstärkungselement 48 ist zu einem überwiegenden Teil in dem Hohlquerschnitt 46 angeordnet und weist zwei Laschen 50, 52 auf. Die Laschen 50, 52 ragen zwischen dem Obergurt 40 und dem Untergurt 42 hindurch und in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne aus dem Hohlquerschnitt 46 heraus.To illustrate a particularly simple and at the same time very rigid and solid mounting arrangement of the stiffening struts 26 . 28 on the windshield cross member 12 includes the fastening device 36 a reinforcing element 48 , by means of which the windshield cross member 12 is reinforced. The reinforcing element 48 is presently formed as a reinforcing plate and thus of a metallic material and with the upper flange 40 and / or the lower chord 42 connected, in particular welded. The reinforcing element 48 is for the most part in the hollow cross-section 46 arranged and has two tabs 50 . 52 on. The tabs 50 . 52 protrude between the upper belt 40 and the lower chord 42 through and in the vehicle longitudinal direction forward from the hollow cross-section 46 out.

Dabei sind die Versteifungsstreben 26, 28 über die eine Außenkontur des Windschutzscheiben-Querträgers 12 nach vorne überragenden Laschen 50, 52 am Windschutzscheiben-Querträger 12 befestigt. Die Laschen 50, 52 stellen somit Anbindungslaschen dar, welche eine Basis für die Einleitung von Kräften aus den Versteifungsstreben 26, 28 in den Windschutzscheiben-Querträger 12 bilden. Dabei korrespondiert die linke Lasche 50 mit der linken Versteifungsstrebe 26, während die rechte Lasche 52 mit der rechten Versteifungsstrebe 28 korrespondiert.Here are the stiffening struts 26 . 28 over an outer contour of the windshield cross member 12 overhanging tabs 50 . 52 on the windshield cross member 12 attached. The tabs 50 . 52 thus represent connecting straps, which are a basis for the introduction of forces from the stiffening struts 26 . 28 in the windshield cross member 12 form. The left tab corresponds to this 50 with the left stiffening strut 26 while the right tab 52 with the right stiffening strut 28 corresponds.

Wie auch aus 2c zu erkennen ist, ist zur weiteren Versteifung eine Konsole 54 vorgesehen, welche außerhalb des Hohlquerschnitts 46 angeordnet und von außen bereichsweise auf den Windschutzscheiben-Querträger 12 und bereichsweise auf die Laschen 50, 52 aufgesetzt ist. Wie insbesondere anhand von 4 erkennbar ist, ist die Konsole 54 teilweise an einem den Hohlquerschnitt 46 bereichsweise begrenzenden Wandungsbereich 55 des Obergurts 40 und bereichsweise an den jeweiligen Laschen 50, 52 abgestützt. Durch die jeweiligen Laschen 50, 52 und den Wandungsbereich 55 ist ein jeweiliger Eckbereich 68 begrenzt, in welchem sich die Konsole 54 über Eck erstreckt. Daraus resultiert eine besonders vorteilhafte Aussteifung des Windschutzscheiben-Querträgers 12.As well as out 2c can be seen, is to further stiffen a console 54 provided, which outside the hollow cross-section 46 arranged and from outside partially on the windshield cross member 12 and partially on the tabs 50 . 52 is attached. As in particular by means of 4 recognizable is the console 54 partly at one the hollow cross-section 46 Area-limiting wall area 55 of the upper girth 40 and partially on the respective tabs 50 . 52 supported. Through the respective tabs 50 . 52 and the wall area 55 is a respective corner area 68 limited, in which the console 54 extends over the corner. This results in a particularly advantageous stiffening of the windshield cross member 12 ,

Die Konsole 54 unterstützt die Anbindung der Versteifungsstreben 26, 28 und führt zu einer besonders hohen Biegesteifigkeit der Befestigung der Versteifungsstreben 26, 28 am Windschutzscheiben-Querträger 12. Darüber hinaus verstärkt die Konsole 54 diese Anbindung der Versteifungsstreben 26, 28 gegen mögliche Schwingungen. Durch die Versteifungsstreben 26, 28 aufgenommene und weitergeleitete Belastungen verlaufen zumindest im Wesentlichen über das Verstärkungselement 48 direkt in die Tragstruktur des Windschutzscheiben-Querträgers 12. Schweißpunkte zum Verbinden des Verstärkungselements 48 mit dem Windschutzscheiben-Querträger 12 sind dabei an diese Kraftanleitung angepasst und entsprechend in die Tragstruktur eingebunden, auf Schub belastet und sehr betriebsfest.The console 54 supports the connection of the stiffening struts 26 . 28 and leads to one Particularly high bending stiffness of the attachment of the stiffening struts 26 . 28 on the windshield cross member 12 , In addition, the console amplified 54 this connection of the stiffening struts 26 . 28 against possible vibrations. Through the stiffening struts 26 . 28 absorbed and forwarded loads extend at least substantially over the reinforcing element 48 directly into the supporting structure of the windscreen cross member 12 , Welding points for connecting the reinforcing element 48 with the windshield cross member 12 are adapted to this force instruction and integrated accordingly in the support structure, loaded on thrust and very reliable.

Um die Anbindung der Versteifungsstreben 26, 28 besonders kompakt, leicht und kostengünstig herzustellen, sind – wie insbesondere aus 4 erkennbar ist – die Versteifungsstreben 26, 28 über wenigstens eine jeweilige Schweißschraube 60 und eine korrespondierende Mutter 62 mit der aufgesetzten Konsole 54 verschraubt. Die Versteifungsstreben 26, 28 weisen dabei jeweilige Durchtrittsöffnungen auf, welche von der jeweiligen Schweißschraube 60 durchdrungen werden.To connect the stiffening struts 26 . 28 Particularly compact, easy and inexpensive to manufacture, are - as in particular from 4 recognizable - the stiffening struts 26 . 28 via at least one respective welding screw 60 and a corresponding mother 62 with the attached console 54 screwed. The stiffening struts 26 . 28 have respective passage openings, which of the respective weld screw 60 be penetrated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19928588 B4 [0002]
DE 102009041704 A1 [0002]

Claims

Fastening arrangement of at least one stiffening strut ( 26 . 28 ) on a body support, in particular windshield crossmember ( 12 ) of a passenger car ( 10 ), in which the stiffening strut ( 26 . 28 ) via a fastening device ( 32 ) at least over a length range a hollow cross-section ( 46 ) is mounted carrier profile, characterized in that the fastening device ( 32 ) at least partially in the hollow cross section ( 46 ) arranged reinforcing element ( 48 ) of the body support comprising at least one of the hollow section ( 46 ) outstanding tab element ( 50 . 52 ), over which the stiffening strut ( 26 . 28 ) is attached to the body support.

Fastening arrangement according to claim 1, characterized in that the tab element ( 50 . 52 ) - Preferably at least substantially in the vehicle longitudinal direction forward - from the hollow cross-section ( 46 ) stands out.

Fastening arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the fastening device ( 32 ) at least one outside the hollow cross section ( 46 ) of the body mount arranged console element ( 52 ), on which the stiffening strut ( 26 . 28 ) is attached.

Fastening arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the console element ( 52 ) on the one hand at a wall area ( 55 ) of the hollow cross section ( 46 ) of the body support and on the other hand on the tab element ( 50 . 52 ) of the reinforcing element ( 48 ) is supported.

Fastening arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the console element ( 52 ) in a through the tab element ( 50 . 52 ) and through the wall area ( 55 ) limited corner area ( 68 ) extends over the corner.

Fastening arrangement according to one of claims 2 to 5, characterized in that the console element ( 52 ) in the vehicle vertical direction from above on the tab element ( 50 . 52 ) is attached.