DE102013019720A1 - vehicle body - Google Patents

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    • B62D21/152—Front or rear frames

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit mindestens einem Querträger und mindestens einem Hauptlängsträger (8, 10) eines Kraftfahrzeugs. Die Aufgabe eine Fahrzeugkarosserie bereitzustellen, welche eine verbesserte Lastaufnahme im Fall von Kollisionen mit geringer Überdeckung gewährleistet, wird dadurch gelöst, dass der mindestens eine Hauptlängsträger (8, 10) Mittel aufweist, wobei die Mittel als zusätzliches keilförmiges Bauteil (20, 22, 26, 28) ausgestaltet sind, welche die Einleitung des Lastpfades in den Hauptlängsträger (8, 10) im Fall einer Kollision mit geringer Überdeckung gewährleisten.The invention relates to a vehicle body with at least one cross member and at least one main longitudinal member (8, 10) of a motor vehicle. The object to provide a vehicle body, which ensures an improved load bearing in the case of collisions with low coverage, is achieved in that the at least one main longitudinal member (8, 10) comprises means, wherein the means as an additional wedge-shaped member (20, 22, 26, 28) are designed, which ensure the introduction of the load path in the main longitudinal members (8, 10) in the event of a collision with low coverage.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit mindestens einem Querträger und mindestens einem Hauptlängsträger eines Kraftfahrzeugs.The present invention relates to a vehicle body with at least one cross member and at least one main longitudinal member of a motor vehicle.

Längsträger in Verbindung mit einem Querträger, welche im vorderen Teil der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, erhöhen die Energieabsorption der Fahrzeugkarosserie im Fall einer Frontalkollision und sind daher höchst relevant für die Sicherheit der Fahrzeuginsassen. Insbesondere die vorderen Längsträger, welche im Folgenden auch als Hauptlängsträger bezeichnet werden, und welche neben der mittleren Längsachse des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, unterstützen die Lastaufnahme im Fall einer Kollision. Hauptlängsträger befinden sich in der Hauptlängsträgerebene und sind im Bereich mit der größten Energieaufnahme angeordnet. Bei Kollisionen mit geringer Überdeckung des Fahrzeugs, beispielsweise einer Überdeckung von 20%, wird die Fahrzeugkarosserie im Bereich außerhalb der mittleren Längsachse und insbesondere im Bereich neben den Hauptlängsträgern deformiert. In der Folge können die Hauptlängsträger keinen Beitrag zur Aufnahme der Kollisionsenergie leisten. Um auch im Fall einer Kollision mit geringer Überdeckung die Lastaufnahme durch die Hauptlängsträger ausnutzen zu können, schlägt die DE 10 2011 004 105 A1 vor, einen Kragträger am Hauptlängsträger vorzusehen, welcher sich quer zum Längsträger erstreckt und welcher im Fall einer Kollision mit geringer Überdeckung die Einleitung des Lastpfades in den Längsträger ermöglicht. Die zuvor beschriebene Anordnung weist insbesondere aufgrund der Ausgestaltung und der Anordnung des Kragträgers quer zum Längsträger Verbesserungsbedarf hinsichtlich der Lastaufnahme auf.Longitudinal members in conjunction with a cross member, which are arranged in the front part of the vehicle body, increase the energy absorption of the vehicle body in the event of a frontal collision and are therefore highly relevant to the safety of the vehicle occupants. In particular, the front side members, which are also referred to below as the main longitudinal members, and which are arranged next to the central longitudinal axis of the motor vehicle, support the load bearing in the event of a collision. Main longitudinal members are located in the main longitudinal member plane and are arranged in the area with the largest energy absorption. In collisions with low coverage of the vehicle, for example, an overlap of 20%, the vehicle body is deformed in the area outside the central longitudinal axis and in particular in the area adjacent to the main longitudinal members. As a result, the main side members can not contribute to the absorption of the collision energy. In order to be able to take advantage of the load absorption by the main longitudinal members in the event of a collision with low overlap, the DE 10 2011 004 105 A1 to provide a cantilever beam on the main longitudinal member, which extends transversely to the longitudinal member and which, in the event of a collision with low overlap, allows the introduction of the load path into the side member. The arrangement described above has, in particular due to the design and the arrangement of the cantilever beam transversely to the longitudinal member room for improvement in terms of load absorption.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Fahrzeugkarosserie bereitzustellen, welche eine verbesserte Lastaufnahme im Fall von Kollisionen mit geringer Überdeckung gewährleistet.Object of the present invention is therefore to provide a vehicle body, which ensures improved load bearing in the event of collisions with low coverage.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine eingangs genannte Fahrzeugkarosserie dadurch gelöst, dass der mindestens eine Hauptlängsträger Mittel aufweist, welche die Einleitung des Lastpfades in den Hauptlängsträger im Fall einer Kollision mit geringer Überdeckung gewährleisten, wobei die Mittel als zusätzliches keilförmiges Bauteil ausgestaltet sind.According to the invention, this object is achieved by a vehicle body mentioned above in that the at least one main longitudinal member has means which ensure the initiation of the load path in the main longitudinal member in the event of a collision with low coverage, wherein the means are designed as an additional wedge-shaped component.

Es wurde erkannt, dass durch das Vorsehen der Mittel zur Einleitung des Lastpfades in den mindestens einen Hauptlängsträger dieser ebenfalls die Energieabsorption bei einer Kollision mit geringer Überdeckung durch die vordere Karosserie weiter verbessern kann. Die Mittel zur Einleitung des Lastpfades sind vorzugsweise derart angeordnet, dass sie zum einen in den durch eine Kollision mit geringer Überdeckung deformierten Bereich der Karosserie hineinragen und zum anderen eine Verbindung mit dem Hauptlängsträger aufweisen. In der Folge kann der Lastpfad über die erfindungsgemäßen Mittel in den mindestens einen Hauptlängsträger geleitet werden.It has been recognized that by providing the means for initiating the load path into the at least one primary rail, it may also further enhance energy absorption in a low overlap collision through the front body. The means for initiating the load path are preferably arranged such that on the one hand they protrude into the region of the body deformed by a collision with little overlap and on the other hand have a connection to the main longitudinal member. As a result, the load path can be conducted via the means according to the invention into the at least one main longitudinal member.

Erfindungsgemäß sind die Mittel für die Einleitung des Lastpfades in den Hauptlängsträger als zusätzliches keilförmiges Bauteil ausgebildet. Vorteilhaft ist es, wenn das zusätzliche keilförmige Bauteil sich im Wesentlichen in Richtung parallel zum Hauptlängsträger erstreckt. Besonders bevorzugt ist das zusätzliche keilförmige Bauteil derart angeordnet, dass eine möglichst große Fläche für die Aufnahme und die Weiterleitung der Kollisionsenergie bereitgestellt wird. Ist das zusätzliche Bauteil keilförmig ausgebildet, erfolgt die Kraftaufnahme vorzugsweise in Richtung des spitzen Winkels des keilförmigen Bauteils. Auf diese Weise kann eine verbesserte Lastaufnahme durch eine Weiterleitung des Lastpfades in den Hauptlängsträger erfolgen. Die keilförmige Ausgestaltung des zusätzlichen Bauteils hat den Vorteil, dass die zuvor genannten Anforderungen der Ausgestaltung und Anordnung des zusätzlichen Bauteils an dem Hauptlängsträger für die verbesserte Aufnahme und Weiterleitung der Kollisionsenergie erfüllt werden können und das zusätzliche Bauteil darüber hinaus kein überflüssiges Material aufweist.According to the invention, the means for introducing the load path into the main longitudinal member are formed as an additional wedge-shaped component. It is advantageous if the additional wedge-shaped component extends substantially in the direction parallel to the main longitudinal member. Particularly preferably, the additional wedge-shaped component is arranged such that the largest possible area is provided for receiving and forwarding the collision energy. If the additional component is wedge-shaped, the force is preferably absorbed in the direction of the acute angle of the wedge-shaped component. In this way, an improved load absorption can take place by forwarding the load path into the main longitudinal member. The wedge-shaped configuration of the additional component has the advantage that the above-mentioned requirements of the design and arrangement of the additional component on the main longitudinal member for the improved recording and transmission of the collision energy can be met and the additional component moreover has no superfluous material.

Eine weitere Verbesserung der Energieaufnahme im Fall einer Kollision mit geringer Überdeckung kann dadurch erreicht werden, dass das zusätzliche keilförmige Bauteil die Festigkeit erhöhende Strukturen, insbesondere Sicken aufweist. Selbstverständlich sind aber auch andere, die Festigkeit erhöhende Strukturen, denkbar.A further improvement of the energy absorption in the event of a collision with little overlap can be achieved in that the additional wedge-shaped component has the strength-increasing structures, in particular beads. Of course, other, the strength-increasing structures conceivable.

Besteht das zusätzliche keilförmige Bauteil zumindest bereichsweise aus einem Vollmaterial, vorzugsweise aus Stahl oder einer Stahllegierung, kann die Festigkeit des zusätzlichen Bauteils weiter erhöht werden. Besonders geeignet ist die Verwendung von Mehrphasenstahl, Warmumformstahl oder Dualphasenstahl.If the additional wedge-shaped component at least partially made of a solid material, preferably made of steel or a steel alloy, the strength of the additional component can be further increased. Particularly suitable is the use of multi-phase steel, hot forged steel or dual phase steel.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine zusätzliche Bauteil stoffschlüssig, vorzugsweise mittels einer Schweißverbindung und/oder kraftschlüssig, vorzugsweise mittels einer Schraubverbindung, mit dem mindestens einen Hauptlängsträger verbunden. Durch diese besonders feste Verbindung kann eine besonders gute Kraftübertragung gewährleistet werden.According to a further preferred embodiment, the at least one additional component is materially bonded, preferably by means of a welded connection and / or non-positively, preferably by means of a screw connection, to the at least one main longitudinal member. By this particularly strong connection, a particularly good power transmission can be ensured.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie weist der mindestens eine Hauptlängsträger eine Variation seiner Querschnittsfläche, lokale Materialverdickungen, Sicken, eine erhöhte Materialdicke und/oder ein Material mit einer hohen Festigkeit auf. Besonders bevorzugt weist der mindestens eine Hauptlängsträger eine Erhöhung des Materialvorrats in Richtung des Fahrzeuginnenraums auf. In der Folge weist der mindestens eine Hauptlängsträger einen Gradienten hinsichtlich seiner Steifigkeit auf, wobei sich die Festigkeit durch den erhöhten Materialvorrat in Richtung des Fahrzeuginnenraums erhöht. Auf diese Weise kann der Schutz der in der Fahrgastzelle befindlichen Insassen weiter erhöht werden.In a further preferred embodiment of the vehicle body according to the invention the at least one main longitudinal member has a variation of its cross-sectional area, local material thickening, beads, an increased material thickness and / or a material with a high strength. Particularly preferably, the at least one main longitudinal member has an increase in the material supply in the direction of the vehicle interior. As a result, the at least one main longitudinal member has a gradient with respect to its rigidity, wherein the strength increases due to the increased material supply in the direction of the vehicle interior. In this way, the protection of occupants located in the passenger compartment can be further increased.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie besteht mindestens ein Längsträger aus Stahl oder einer Stahllegierung. Da neben einer hohen Festigkeit auch stets eine Gewichtsersparnis der Fahrzeugkarosserie angestrebt wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn mindestens ein Längsträger aus einem Mehrphasenstahl, Warmumformstahl oder einem Dualphasenstahl besteht. Denn dann weist der entsprechende Längsträger eine besonders hohe Festigkeit auf, wobei gleichzeitig eine Gewichtsoptimierung des Längsträgers erreicht werden kann.According to a preferred embodiment of the vehicle body according to the invention, at least one longitudinal member made of steel or a steel alloy. Since, in addition to high strength, a weight saving of the vehicle body is always desired, it is particularly advantageous if at least one longitudinal carrier consists of a multiphase steel, hot-forming steel or a dual-phase steel. Because then the corresponding side member has a particularly high strength, at the same time a weight optimization of the longitudinal member can be achieved.

Im Weiteren soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt inIn addition, the invention will be explained in more detail with reference to embodiments in conjunction with the drawings. The drawing shows in

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie in perspektivischer Ansicht, 1 An embodiment of a vehicle body according to the invention in a perspective view,

2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mittels zur Kraftübertragung auf den Hauptlängsträger in Form eines Keils in schematischer Ansicht und 2 An embodiment of an inventive means for transmitting power to the main longitudinal member in the form of a wedge in a schematic view and

3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mittels zur Kraftübertragung auf den Hauptlängsträger in Form eines Keils in schematischer Ansicht. 3 A second embodiment of a means according to the invention for transmitting power to the main longitudinal member in the form of a wedge in a schematic view.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie 2 mit einem Querträger 3, mit zwei oberen Längsträgern 4, 6 und zwei Hauptlängsträgern 8, 10 und einem Schweller 24. Die Längsträger sind jeweils als Hohlprofile ausgebildet. Dabei weisen die oberen Längsträger eine hohe Festigkeit zum einen aufgrund ihrer erhöhten Materialdicke und zum anderen aufgrund ihrer strukturellen Ausgestaltung auf. Im Detail weisen die oberen Längsträger in Richtung des Fahrgastzelle einen erhöhten Materialvorrat 12, 14 sowie Sicken 16, 18 zur Erhöhung der Festigkeit auf. Zur Materialeinsparung weisen die Längsträger 4, 6 in den Bereich mit einem erhöhten Materialvorrat 12, 14 Aussparungen 13, 15 auf. Die Hauptlängsträger 8, 10 weisen jeweils einen Keil 20, 22 auf, der im Fall einer Kollision mit geringer Überdeckung den Lastpfad in den jeweiligen Hauptlängsträger 8, 10 einleitet Dabei ist die Grundfläche der Keile 20, 22 jeweils in Richtung des vorderen Querträgers 3 gerichtet. So kann zum einen eine möglichst große Fläche für die Energieaufnahme des deformierten Stoßfängerquerträgers und zum anderen eine große Fläche für die Verbindung zwischen dem Keil 20, 22 und dem Längsträger 8, 10 bereitgestellt werden. Im Ergebnis kann eine verbesserte Kraftübertragung von dem Keil 20, 22 auf den Längsträger 8, 10 erfolgen. Zudem weisen die Keile 20, 22 Sicken 21, 23, welche sich in Keilrichtung erstrecken, zur Erhöhung der Festigkeit auf. 1 shows an embodiment of a vehicle body according to the invention 2 with a crossbeam 3 , with two upper side rails 4 . 6 and two main longitudinal members 8th . 10 and a sill 24 , The longitudinal members are each formed as hollow profiles. The upper side members have a high strength on the one hand due to their increased material thickness and on the other hand due to their structural configuration. In detail, the upper side members in the direction of the passenger compartment have an increased supply of material 12 . 14 as well as beads 16 . 18 to increase the strength. To save material, the side members 4 . 6 in the area with an increased supply of material 12 . 14 recesses 13 . 15 on. The main side members 8th . 10 each have a wedge 20 . 22 in the case of a collision with low overlap the load path in the respective main longitudinal member 8th . 10 It initiates the base of the wedges 20 . 22 each in the direction of the front cross member 3 directed. Thus, on the one hand the largest possible surface for the energy absorption of the deformed bumper cross member and on the other hand, a large area for the connection between the wedge 20 . 22 and the side member 8th . 10 to be provided. As a result, improved power transmission from the wedge 20 . 22 on the side member 8th . 10 respectively. In addition, the wedges have 20 . 22 beading 21 . 23 , which extend in the wedge direction, to increase the strength.

Der Querträger 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Anbindungsbereich 5 an die Hauptlängsträger 8, 10 angebunden. Der Anbindungsbereich 5 kann beispielsweise als Crashbox ausgestaltet sein. Denkbar ist es ebenfalls, dass der Anbindungsbereich 5 einstückig mit dem Hauptlängsträger 8, 10 verbunden ist, so dass der Querträger 3 direkt an dem Hauptlängsträger 8, 10 angebunden ist.The crossbeam 3 is in the illustrated embodiment via a connection area 5 to the main side members 8th . 10 tethered. The connection area 5 can be configured for example as a crashbox. It is also conceivable that the connection area 5 integral with the main side member 8th . 10 is connected, so the cross member 3 directly on the main side rail 8th . 10 is connected.

2 zeigt einen Keil 26, welcher zur Lastaufnahme und zur Einleitung des Lastpfades an einem Hauptlängsträger befestigt werden kann. Der in 2 dargestellte Keil besteht aus einem Vollmaterial, insbesondere aus Stahl oder einer Stahllegierung. Besonders geeignet sind Mehrphasen-, Warmumform- oder Dualphasenstähle. Auf diese Weise kann eine hohe Energieabsorption bei gleichzeitiger Gewichtseinsparung gewährleistet werden. 2 shows a wedge 26 , which can be mounted on a main longitudinal member for load bearing and for the initiation of the load path. The in 2 illustrated wedge consists of a solid material, in particular steel or a steel alloy. Particularly suitable are multiphase, hot-forming or dual-phase steels. In this way, a high energy absorption can be ensured while saving weight.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Keils 28, welcher sich für die Lastaufnahme und Weiterleitung in den Längsträger eignet, ist in 3 dargestellt. Im Unterschied zu dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Keil 28 Strukturen zur weiteren Erhöhung der Festigkeit auf. Im Detail sind Sicken 30 vorgesehen, welche im vorderen Bereich des Keils 28, der der Kollision ausgesetzt ist, angeordnet sind. Durch das Vorhandensein der Sicken 30 kann die Energieaufnahme durch den Keil 28 weiter erhöht werden.Another embodiment of a wedge 28 , which is suitable for the load bearing and forwarding in the longitudinal member is in 3 shown. Unlike the in 2 embodiment shown, the wedge 28 Structures to further increase the strength. In detail are beads 30 provided, which in the front area of the wedge 28 , which is exposed to the collision, are arranged. By the presence of the beads 30 can absorb the energy through the wedge 28 be further increased.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • DE 102011004105 A1 [0002] DE 102011004105 A1 [0002]

Claims (7)

Fahrzeugkarosserie mit mindestens einem Querträger und mindestens einem Hauptlängsträger (8, 10) eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Hauptlängsträger (8, 10) Mittel aufweist, welche die Einleitung des Lastpfades in den Hauptlängsträger (8, 10) im Fall einer Kollision mit geringer Überdeckung gewährleisten, wobei die Mittel als zusätzliches keilförmiges Bauteil (20, 22, 26, 28) ausgestaltet sind.Vehicle body with at least one cross member and at least one main longitudinal member ( 8th . 10 ) of a motor vehicle, characterized in that the at least one main longitudinal member ( 8th . 10 ) Has means which facilitate the introduction of the load path into the main longitudinal member ( 8th . 10 ) in the event of a low overlap collision, the means being an additional wedge-shaped component ( 20 . 22 . 26 . 28 ) are configured. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche keilförmige Bauteil (20, 22, 26, 28) derart angeordnet ist, dass eine möglichst große Fläche für die Aufnahme und die Weiterleitung der Kollisionsenergie bereitgestellt wird.Vehicle body according to claim 1, characterized in that the additional wedge-shaped component ( 20 . 22 . 26 . 28 ) is arranged such that the largest possible area for receiving and forwarding the collision energy is provided. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche keilförmige Bauteil (20, 22, 26, 28) die Festigkeit erhöhende Strukturen, insbesondere Sicken, aufweist.Vehicle body according to claim 1 or 2, characterized in that the additional wedge-shaped component ( 20 . 22 . 26 . 28 ) has the strength-increasing structures, in particular beads, having. Fahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zusätzliche keilförmige Bauteil (20, 22, 26, 28) zumindest bereichsweise aus einem Vollmaterial, bevorzugt aus Stahl oder einer Stahllegierung, besteht.Vehicle body according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one additional wedge-shaped component ( 20 . 22 . 26 . 28 ) consists at least partially of a solid material, preferably of steel or a steel alloy. Fahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wobei das mindestens eine zusätzliche keilförmige Bauteil (20, 22, 26, 28) stoffschlüssig, vorzugsweise mittels einer Schweißverbindung und/oder kraftschlüssig, vorzugsweise mittels einer Schraubverbindung, mit dem mindestens einen Hauptlängsträger verbunden ist.Vehicle body according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one additional wedge-shaped component ( 20 . 22 . 26 . 28 ) cohesively, preferably by means of a welded connection and / or non-positively, preferably by means of a screw, with which at least one main longitudinal member is connected. Fahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Längsträger (8, 10) eine Variation seiner Querschnittsfläche, lokale Materialverdickungen, Sicken, eine erhöhte Materialdicke und/oder ein Material mit einer hohen Festigkeit aufweist.Vehicle body according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one longitudinal carrier ( 8th . 10 ) has a variation in its cross-sectional area, localized material thickening, beads, increased material thickness, and / or high strength material. Fahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Längsträger (8, 10) aus Stahl oder einer Stahllegierung, vorzugsweise aus einem Mehrphasenstahl, besteht.Vehicle body according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one longitudinal carrier ( 8th . 10 ) consists of steel or a steel alloy, preferably of a multi-phase steel.
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