DE102015201221A1 - Body structure for a vehicle - Google Patents

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    • B60R9/04Carriers associated with vehicle roof

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein Fahrzeug, mit zumindest einem, ein Fahrzeugdach (1) in der Fahrzeugquerrichtung (y) seitlich begrenzenden Dachrahmen-Längsträger (9), der unter Bildung eines Hohlprofils (19) aus schalenförmigen Blech-Seitenteilen (15, 17) aufgebaut ist, deren Randflansche (21, 23) zu zumindest einer Flanschverbindung (25, 27) zusammengefügt sind, wobei die Randflansche (21, 23) der Flanschverbindung (25, 27) mit zumindest einem Schraubloch (35) zur Befestigung einer Dachreling (3) ausgebildet sind, und die Flanschverbindung (25, 27) bei einem Seitencrash (FA) einen Lastpfad (Linnen) in der Fahrzeuglängsrichtung (x) bildet, der mit in der Fahrzeuglängsrichtung (x) ausgerichteten Zugkräften beaufschlagt ist. Erfindungsgemäß ist zur Reduzierung einer im Seitencrash (FA) auftretenden Rissgefahr am Schraubloch (35) eine Materialverdickung an einen Öffnungsrandbereich des Schraublochs (35) bereitgestellt.The invention relates to a body structure for a vehicle, with at least one, a vehicle roof (1) in the vehicle transverse direction (y) laterally limiting roof frame longitudinal member (9), the formation of a hollow profile (19) of cup-shaped sheet-metal side parts (15, 17 ), whose edge flanges (21, 23) are joined together to form at least one flange connection (25, 27), wherein the edge flanges (21, 23) of the flange connection (25, 27) are provided with at least one screw hole (35) for fastening a roof rail (35). 3) are formed, and the flange (25, 27) in a side crash (FA) a load path (Linen) in the vehicle longitudinal direction (x) is applied, which is acted upon in the vehicle longitudinal direction (x) tensile forces. According to the invention, a material thickening is provided on an opening edge region of the screw hole (35) in order to reduce a risk of cracking occurring in the side impact (FA) at the screw hole (35).

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Karosseriestruktur nach dem Patentanspruch 10.The invention relates to a body structure for a vehicle according to the preamble of claim 1 and a method for producing such a body structure according to claim 10.

In einem zweispurigen Kraftfahrzeug weist das Fahrzeugdach einen, das Dach-Außenblech tragenden Dachrahmen auf, der aus front- und heckseitigen Dachrahmen-Querträgern sowie aus seitlichen Dachrahmen-Längsträgern aufgebaut ist. An den seitlichen Dachrahmen-Längsträgern können Befestigungsstellen für eine Dachreling vorgesehen sein, die jeweils seitliche Längsstreben aufweist, die sich über front- und heckseitige Stützfüße am korrespondierenden Dachrahmen-Längsträger abstützen. Beispielhaft ist aus der DE 199 15 546 A1 eine Dachkonstruktion für ein mit einer Dachreling bestücktes Fahrzeugdach bekannt.In a two-lane motor vehicle, the vehicle roof has a, the roof outer panel supporting roof frame, which is composed of front and rear roof frame cross members and side roof frame longitudinal members. Attachment points for a roof rail may be provided on the lateral roof frame longitudinal members, each having lateral longitudinal struts, which are supported on front and rear side support feet on the corresponding roof frame side member. Exemplary is from the DE 199 15 546 A1 a roof construction for a vehicle roof equipped with a roof rail known.

In einer gattungsgemäßen Karosseriestruktur für ein solches Fahrzeug ist der Dachrahmen-Längsträger unter Bildung eines Hohlprofils aus – in der Fahrzeugquerrichtung betrachtet – inneren und äußeren schalenförmigen Blech-Seitenteilen aufgebaut. Deren einander zugewandte Randflansche sind zu einer fahrzeuginneren Flanschverbindung und zu einer fahrzeugäußeren Flanschverbindung zusammengefügt. In a generic body structure for such a vehicle, the roof frame side member is constructed to form a hollow profile of - viewed in the vehicle transverse direction - inner and outer shell-shaped sheet metal side panels. Their mutually facing edge flanges are joined together to form a vehicle-internal flange connection and to a vehicle-external flange connection.

Die fahrzeuginnere und – äußere Flanschverbindung des Dachrahmen-Längsträger bilden bei einem Pfahl-Seitencrash in der Fahrzeuglängsrichtung verlaufende, hoch beanspruchte Lastpfade. Dabei ist der fahrzeuginnere Lastpfad mit Zugkräften beaufschlagt und der fahrzeugäußere Lastpfad mit Druckkräften beaufschlagt. The vehicle interior and outer flange connection of the roof frame longitudinal member form in a post-side crash in the vehicle longitudinal direction extending, highly stressed load paths. In this case, the vehicle-internal load path is subjected to tensile forces and applied to the vehicle outer load path with compressive forces.

Im Hinblick auf eine passende Positionierung der Dachreling kann die fahrzeuginnere Flanschverbindung des jeweiligen Dachrahmen-Längsträgers Dachreling-Schraublöcher aufweisen. In diesem Fall bilden die Dachreling-Schraublöcher bei einem Pfahl-Seitencrash eine Störung des Zugkraftflusses im fahrzeuginneren Lastpfad, was zu einem Reißen des Dachrahmen-Längsträgers an der zugkraftbeaufschlagten inneren Flanschverbindung führen kann.With a view to a suitable positioning of the roof rail, the vehicle-internal flange connection of the respective roof frame side member may have roof rail screw holes. In this case, the roof rail screw holes in a pile side crash form a disturbance of the traction flow in the vehicle inner load path, which can lead to a rupture of the roof frame side member to the traction-loaded inner flange connection.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosseriestruktur für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem mit einfachen Mitteln eine Rissgefahr am Dachrahmen-Längsträger im Seitencrashfall reduziert ist.The object of the invention is to provide a body structure for a vehicle, which is reduced by simple means a risk of cracking the roof frame side member in the side crash case.

Die Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object of the invention is solved by the features of claim 1 or claim 10. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.

Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass die Dachreling-Schraublöcher speziell an der zugkraftbeaufschlagten inneren Flanschverbindung des Dachrahmen-Längsträgers den tragenden Kraftfluss-Querschnitt reduzieren. Dadurch entstehen im Bereich der Schraublöcher Spannungsspitzen, die im Seitencrashfall zu einem Reißen des Dachrahmen-Längsträgers führen können. Vor diesem Hintergrund ist erfindungsgemäß am Öffnungsrandbereich des jeweiligen Dachreling-Schraubloches eine Materialverdickung bereitgestellt, mittels der der tragende Kraftfluss-Querschnitt im Bereich des Dachreling-Schraubloches erhöht wird, wodurch die oben erwähnte Reduzierung des tragenden Kraftfluss-Querschnittes im Bereich des Dachreling-Schraubloches kompensierbar ist. Auf diese Weise ergibt sich insgesamt eine Homogenisierung der Spannungsverteilung im Dachrahmen-Längsträger über die Fahrzeuglängsrichtung.The invention is based on the fact that the roof rail screw holes reduce the load-bearing power flow cross section, especially at the zugkraftbeaufschlagten inner flange of the roof frame longitudinal member. As a result, voltage peaks occur in the area of the screw holes, which in the side crash case can lead to tearing of the roof frame longitudinal member. Against this background, a material thickening is provided according to the invention at the opening edge region of the respective roof railing screw hole, by means of which the load-bearing power flow cross-section in the region of the roof railing screw hole is increased, whereby the abovementioned reduction of the load-bearing power flow cross-section in the region of the roof rail screw hole can be compensated , In this way, a total homogenization of the stress distribution in the roof frame side member across the vehicle longitudinal direction results.

Die Erfindung ist insbesondere auf die nachfolgend beschriebene Geometrie eines Dachrahmen-Längsträgers anwendbar: So kann der Dachrahmen-Längsträger aus einem ersten Blech-Seitenteil, das in der Fahrzeugquerrichtung fahrzeuginnen liegt, und einem zweiten Blech-Seitenteil aufgebaut sein, das in der Querrichtung fahrzeugaußen liegt. Das innere Blech-Seitenteil kann im Querschnitt schalenförmig ausgeführt sein, und zwar mit einem in der Fahrzeugquerrichtung äußeren Schalenboden, von dem obere und untere Seitenwände nach fahrzeuginnen hochgezogen sind. Der an der oberen Seitenwand des inneren Blech-Seitenteils ausgebildete Randflansch kann dabei Bestandteil der fahrzeuginneren Flanschverbindung sein. Der an der unteren Seitenwand des inneren Blech-Seitenteils ausgebildete Randflansch ist demgegenüber Bestandteil der fahrzeugäußeren Flanschverbindung des Dachrahmen-Längsträgers. Bevorzugt kann der an der oberen Seitenwand des inneren Blech-Seitenteils gebildete Randflansch mit der Materialverdickung versehen sein, und zwar insbesondere an der dem Schalen-Innenraum zugewandten Randflansch-Seite.The invention can be applied in particular to the geometry of a roof frame longitudinal member described below: Thus, the roof frame side member can be constructed of a first sheet metal side part lying in the vehicle transverse direction and a second sheet metal side part lying outside the vehicle in the transverse direction , The inner sheet-metal side part can be designed shell-shaped in cross-section, with a shell bottom in the vehicle transverse direction, from the upper and lower side walls are pulled up to vehicle inside. The edge flange formed on the upper side wall of the inner sheet-metal side part may be part of the vehicle-internal flange connection. The formed on the lower side wall of the inner sheet metal side part edge flange is in contrast part of the vehicle outer flange of the roof frame longitudinal member. Preferably, the edge flange formed on the upper side wall of the inner sheet metal side member may be provided with the material thickening, in particular on the side facing the shell interior edge flange side.

Die Materialverdickung kann bevorzugt durch einen Dreilagenaufbau realisiert sein, bei dem die beiden korrespondierenden Randflansche des inneren und äußeren Blech-Seitenteils sowie ein zusätzliches Blech-Verstärkungsteil unter Bildung der Flanschverbindung zusammengefügt sind. Das Blech-Verstärkungsteil kann dabei in Stoffschlussverbindung mit dem Randflansch des inneren Blech-Seitenteils gebracht sein, und zwar an seiner, dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite. The material thickening may preferably be realized by a three-layer construction in which the two corresponding edge flanges of the inner and outer sheet-metal side part and an additional sheet-metal reinforcement part are joined together to form the flange connection. The sheet-metal reinforcing member may be brought into material connection with the edge flange of the inner sheet metal side part, on its, the vehicle interior side facing.

Zumindest das innere Blech-Seitenteil kann in einem Warmumformprozess hergestellt werden, bei dem in einem ersten Teilschritt das noch unverformte innere Blech-Seitenteil zunächst erhitzt wird. Anschließend wird in einem zweiten Teilschritt das erhitzte innere Blech-Seitenteil in einer Tiefziehpresse warmumgeformt und gleichzeitig abgeschreckt. In einer ersten Ausführungsvariante kann das, die Materialverdickung bildende Blech-Verstärkungsteil bereits vor der Durchführung des Warmumformprozesses mit dem noch unverformten inneren Blech-Seitenteil verschweißt werden. Alternativ dazu kann das Blech-Verstärkungsteil auch nach dem Warmumformprozess mit dem inneren Blech-Seitenteil verbunden werden, und zwar insbesondere bevorzugt mittels eines Klebers.At least the inner sheet metal side part can be produced in a hot forming process, in which the still undeformed inner sheet metal side part is first heated in a first partial step. Subsequently, in a second sub-step heated inner sheet-metal side part hot-formed in a deep-drawing press and quenched at the same time. In a first embodiment variant, the sheet metal reinforcing part forming the material thickening can be welded to the still undeformed inner sheet metal side part before the hot forming process is carried out. Alternatively, the sheet metal reinforcing member may be connected to the inner sheet metal side member even after the hot forming process, and more preferably by means of an adhesive.

Die Dachreling kann in an sich bekannter Weise jeweils seitliche Längsstreben aufweisen, die mit front- und heckseitigen Stützfüßen an Befestigungsstellen des jeweiligen Dachrahmen-Längsträgers verschraubbar sind. Jede der Befestigungsstellen kann durch zwei in der Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandete Schraublöcher ausgeführt sein. Zur Reduzierung einer in einem Pfahl-Seitencrashfall auftretenden Rissgefahr kann jedes der beiden Schraublöcher von einem ringförmigen Verstärkungsabschnitt umzogen sein. Die beiden ringförmigen Verstärkungsabschnitte können jeweils einstückiges Bestandteil eines gemeinsamen Blech-Verstärkungsteils sein. The roof rails may each have in a conventional manner lateral longitudinal struts, which are screwed with front and rear side support feet to attachment points of the respective roof frame longitudinal member. Each of the attachment points can be embodied by two screw holes spaced apart from one another in the vehicle longitudinal direction. In order to reduce a risk of cracking occurring in a pile-side crash case, each of the two screw holes may be surrounded by an annular reinforcement section. The two annular reinforcement sections can each be an integral part of a common sheet metal reinforcement part.

In einer ersten Ausführungsform können die beiden ringförmigen Verstärkungsabschnitte mittels eines Verbindungsstegs ineinander übergehen. Der Verbindungssteg kann im Vergleich zu den ringförmigen Verstärkungsabschnitten in der Fahrzeugquerrichtung schmal ausgeführt sein, um den Kraftfluss-Querschnitt im Bereich zwischen den beiden Schraublöchern nicht zu stark zu erhöhen.In a first embodiment, the two annular reinforcing sections can merge into each other by means of a connecting web. The connecting web can be made narrow in comparison with the annular reinforcing sections in the vehicle transverse direction in order not to increase the force flow cross section in the region between the two screw holes too much.

Alternativ dazu kann das Blech-Verstärkungsteil zwischen den beiden ringförmigen Verstärkungsabschnitten eine Material-Ausnehmung aufweisen. Die Material-Ausnehmung kann in der Fahrzeuglängsrichtung betrachtet in Flucht zwischen den beiden Schraublöchern angeordnet sein. Auf diese Weise ist – im Unterschied zum obigen Ausführungsbeispiel – der tragende Kraftfluss-Querschnitt zwischen den beiden Schraublöchern nicht erhöht, wodurch insgesamt eine homogene Steifigkeit des inneren Blech-Seitenteils über die Fahrzeuglängsrichtung erzielt wird.Alternatively, the sheet reinforcing member between the two annular reinforcing portions may have a material recess. The material recess can be arranged in alignment in the vehicle longitudinal direction in alignment between the two screw holes. In this way - in contrast to the above embodiment - the load-bearing force flow cross section between the two screw holes is not increased, whereby a total of a homogeneous stiffness of the inner sheet metal side part over the vehicle longitudinal direction is achieved.

Wie oben erwähnt, kann das innere Blech-Seitenteil des Dachrahmen-Längsträgers ein Tiefziehteil sein. In der Einbaulage kann das innere Blech-Seitenteil einen in der Fahrzeugquerrichtung äußeren Schalenboden aufweisen, von dem in etwa horizontal ausgerichtete obere und untere Seitenwände nach fahrzeuginnen hochgezogen sind. Der an der oberen Seitenwand des inneren Blech-Seitenteils ausgebildete Randflansch ist Bestandteil der fahrzeuginneren Flanschverbindung des Dachrahmen-Längsträgers und mit dem Blech-Verstärkungsteil verstärkt. Zudem kann das Blech-Verstärkungsteil auf der, dem Schalen-Innenraum zugewandten Seite des inneren Blech-Seitenteils positioniert sein. In diesem Fall können sich beim Tiefziehvorgang im Bereich der Randkante des Blech-Verstärkungsteils Hinterschneidungen ergeben. Diese stehen einer definierten Formgebung entgegen. Zudem ist im Bereich solcher Hinterschneidungen ein unmittelbarer wärmeleitender Kontakt mit dem Pressenwerkzeug nicht gegeben, wodurch keine einwandfreie Härtung erfolgen kann.As mentioned above, the inner sheet metal side part of the roof frame side member may be a deep-drawn part. In the installation position, the inner sheet-metal side part may have a shell bottom which is outer in the vehicle transverse direction and from which upper and lower side walls, which are oriented approximately horizontally, are pulled up toward the vehicle interior. The formed on the upper side wall of the inner sheet metal side member edge flange is part of the vehicle inner flange of the roof frame longitudinal member and reinforced with the sheet metal reinforcement part. In addition, the sheet-metal reinforcement part may be positioned on the side of the inner sheet-metal side part facing the shell interior. In this case, undercuts may result in the deep drawing process in the region of the peripheral edge of the sheet metal reinforcing part. These are contrary to a defined shape. In addition, an immediate heat-conducting contact with the press tool is not given in the region of such undercuts, whereby no perfect curing can take place.

Vor diesem Hintergrund kann in einer weiteren Ausführungsvariante das Blech-Verstärkungsteil einen zusätzlichen Basisabschnitt aufweisen, der bis zum Schalenboden des inneren Blech-Seitenteils verlängert ist. Dadurch ist erreicht, dass die Randkante des Blech-Verstärkungsteils nicht mehr an einer Schalenseitenwand des inneren Blech-Verstärkungsteils positioniert ist, sondern am Schalenboden positioniert ist, wodurch die oben erwähnten Hinterschneidungen vermieden werden können.Against this background, in a further embodiment variant, the sheet-metal reinforcement part can have an additional base section, which is extended to the tray bottom of the inner sheet-metal side part. It is thereby achieved that the peripheral edge of the sheet metal reinforcing member is no longer positioned on a shell side wall of the inner sheet metal reinforcing member, but is positioned on the tray bottom, whereby the above-mentioned undercuts can be avoided.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The advantageous embodiments and / or further developments of the invention explained above and / or reproduced in the dependent claims can be used individually or else in any desired combination with one another, for example in the case of clear dependencies or incompatible alternatives.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its advantageous embodiments and further developments and advantages thereof are explained in more detail below with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

1 in einer Seitenansicht ein zweispuriges Kraftfahrzeug mit einer Dachreling; 1 in a side view of a two-lane motor vehicle with a roof railing;

2 eine Seitenschnittdarstellung entlang der Schnittebene A-A aus der 1; 2 a side sectional view along the sectional plane AA from the 1 ;

3 in einer perspektivischen Teilansicht ein inneres Blech-Seitenteil eines Dachrahmen-Längsträgers mit einer Befestigungsstelle für die Dachreling; 3 in a perspective partial view of an inner sheet metal side part of a roof frame longitudinal member with an attachment point for the roof rail;

4 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Herstellung des inneren Blech-Seitenteils; 4 a view illustrating the preparation of the inner sheet metal side part;

5 bis 7 ein zweites Ausführungsbeispiel in Ansichten entsprechend der 2 bis 4. 5 to 7 A second embodiment in views corresponding to 2 to 4 ,

In der 1 ist ein zweispuriges Kraftfahrzeug in einer Seitenansicht gezeigt. Am Fahrzeugdach 1 des Kraftfahrzeugs in eine Dachreling 3 montiert. Diese ist in der 1 aus einer in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufenden Längsstrebe 5 gebildet, die front- und heckseitig über Stützfüße 7 am Fahrzeugdach 1 montiert sind. Das Fahrzeugdach 1 weist einen Dachrahmen auf, der aus nicht gezeigten Dachrahmen-Querträgern sowie seitlichen Dachrahmen-Längsträgern 9 ausgebildet ist, deren Querschnitt in der 2 gezeigt ist. Die Längsträger 9 sowie die Querträger des Dachrahmens tragen ein Außenblech 11. In the 1 a two-lane motor vehicle is shown in a side view. On the vehicle roof 1 of the motor vehicle in a roof railing 3 assembled. This is in the 1 from a vehicle longitudinal direction x extending longitudinal strut 5 formed, the front and rear side via support feet 7 at the vehicle roof 1 are mounted. The vehicle roof 1 has a roof frame, which consists of not shown roof frame cross members and lateral roof frame side members 9 is formed, whose cross section in the 2 is shown. The side members 9 as well as the cross members of the roof frame carry an outer panel 11 ,

Wie aus der 2 weiter hervorgeht, ist der vordere Stützfuß 7 der Dachreling 3 an einer Befestigungsstelle 13 am Dachrahmen-Längsträger 9 verschraubt. Der Dachrahmen ist in der 2 aus einem ersten, in der Fahrzeugquerrichtung y fahrzeuginnen liegenden Blech-Seitenteil 15 und einem zweiten, in der Fahrzeugquerrichtung y fahrzeugaußen liegenden Seitenteil 17 aufgebaut. Die beiden Seitenteile 15, 17 weisen jeweils einen schalenförmigen Querschnitt auf und sind unter Bildung eines Hohlprofils 19 an seitlichen Randflanschen 21, 23 zu einer fahrzeuginneren Flanschverbindung 25 und einer fahrzeugäußeren Flanschverbindung 27 zusammengefügt (d.h. punktverschweißt). Die Randflansche 21, 23 der inneren Flanschverbindung 25 des Dachrahmen-Längsträgers 9 sind dabei in etwa horizontal ausgerichtet und ragen in der Fahrzeugquerrichtung y nach fahrzeuginnen ab. Die Randflansche 21, 23 der äußeren Flanschverbindung 27 sind dagegen in etwa in der Fahrzeughochrichtung z ausgerichtet. Like from the 2 further, is the front support leg 7 the roof rails 3 at an attachment point 13 on the roof frame side member 9 screwed. The roof frame is in the 2 from a first, in the vehicle transverse direction y vehicle interior lying sheet metal side part 15 and a second, in the vehicle transverse direction y vehicle outer side part 17 built up. The two side parts 15 . 17 each have a cup-shaped cross-section and are to form a hollow profile 19 on lateral edge flanges 21 . 23 to a vehicle-internal flange connection 25 and an external vehicle flange connection 27 joined together (ie spot-welded). The edge flanges 21 . 23 the inner flange connection 25 of the roof frame longitudinal member 9 are aligned approximately horizontally and protrude in the vehicle transverse direction y to vehicle inside. The edge flanges 21 . 23 the outer flange connection 27 on the other hand are aligned approximately in the vehicle vertical direction z.

Sowohl das äußere Seitenteil 17 als auch das innere Seitenteil 15 des Dachrahmen-Längsträgers 9 sind in einem Tiefziehprozess schalenförmig hergestellt. In der, in der 2 gezeigten Einbaulage weist das innere Seitenteil 15 in der Fahrzeugquerrichtung y einen fahrzeugäußeren Schalenboden 29 auf, von dem obere und untere Seitenwände 31, 33 nach fahrzeuginnen hochgezogen sind. An den oberen/unteren Seitenwänden 31, 33 sind jeweils die Randflansche 21, 23 ausgebildet. Both the outer side part 17 as well as the inner side part 15 of the roof frame longitudinal member 9 are made shell-shaped in a thermoforming process. In the, in the 2 shown installation position has the inner side part 15 in the vehicle transverse direction y, a vehicle outer shell bottom 29 on, from the upper and lower side walls 31 . 33 are pulled up after vehicle. At the upper / lower side walls 31 . 33 are each the edge flanges 21 . 23 educated.

Gemäß den 2 und 3 weist die Befestigungsstelle 13 für die Dachreling 3 zwei in der Fahrzeuglängsrichtung x hintereinander angeordnete Schraublöcher 35 auf. Die Schraublöcher 35 sind gemäß der 2 unmittelbar in den Randflanschen 21, 23 der inneren Flanschverbindung 25 ausgebildet. In der Zusammenbaulage ist der frontseitige Stützfuß 7 der Dachreling in einer nur angedeuteten Schraubverbindungen 37 mit den Schraublöchern 35 des Dachrahmen-Längsträgers 9. In der 2 (und auch in der 5) besteht die Schraubverbindung 37 aus einem Schraubbolzen, mittels dem der Stützfuß 7 an einer Haltekonsole 12 verschraubt ist, die wiederum an der inneren Flanschverbindung 25 befestigt ist. In diesem Fall dient das Schraubloch 35 als ein Zugangsloch für einen Werkzeugzugriff zum Schraubbolzen.According to the 2 and 3 has the attachment point 13 for the roof rails 3 two in the vehicle longitudinal direction x successively arranged screw holes 35 on. The screw holes 35 are according to the 2 directly in the edge flanges 21 . 23 the inner flange connection 25 educated. In the assembly position is the front support leg 7 the roof rail in only indicated screw connections 37 with the screw holes 35 of the roof frame longitudinal member 9 , In the 2 (and also in the 5 ) there is the screw connection 37 from a bolt, by means of which the support foot 7 on a holding console 12 screwed, in turn, on the inner flange connection 25 is attached. In this case, the screw hole is used 35 as an access hole for tool access to the bolt.

Gemäß den 2 bis 4 ist jedes Schraubloch 35 mit einem ringförmigen Verstärkungsabschnitt 39 eines Blech-Verstärkungsteils 41 umzogen. Die beiden Verstärkungsabschnitte 39 ergeben im Öffnungsrandbereich des jeweiligen Schraubloches 35 eine Materialverdickung, wodurch in einem später beschriebenen Seitencrashfall FA die Rissgefahr im Bereich der Schraublöcher 35 reduziert ist.According to the 2 to 4 is every screw hole 35 with an annular reinforcing section 39 a sheet metal reinforcement part 41 moved. The two reinforcement sections 39 result in the opening edge region of the respective screw hole 35 a material thickening, which in a later-described side crash case F A the risk of cracking in the screw holes 35 is reduced.

In den Figuren ist das Blech-Verstärkungsteil 41 an der, dem Schaleninnenraum zugewandten Seite des inneren Blech-Seitenteils 15 des Dachrahmen-Längsträgers 9 positioniert. Dadurch ergibt sich im Bereich der inneren Flanschverbindung 25 ein Dreilagenaufbau bestehend aus den beiden Randflanschen 21, 23 und dem Blech-Verstärkungsteil 41. Alternativ dazu kann das Blech-Verstärkungsteil 41 jedoch auch an der, dem Schaleninnenraum abgewandten Seite des äußeren Blech-Seitenteils 17 des Dachrahmen-Längsträgers 9 positioniert sein.In the figures, the sheet metal reinforcing member 41 on the, the shell interior facing side of the inner sheet metal side part 15 of the roof frame longitudinal member 9 positioned. This results in the area of the inner flange connection 25 a three-layer construction consisting of the two edge flanges 21 . 23 and the sheet metal reinforcement part 41 , Alternatively, the sheet metal reinforcement part 41 but also on the side facing away from the shell interior of the outer sheet metal side part 17 of the roof frame longitudinal member 9 be positioned.

Bei einem Pfahl-Seitencrash FA bilden die inneren und äußeren Flanschverbindungen 25, 27 jeweils in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufende Lastpfade Linnen, Laußen. Der innere Lastpfad Linnen entlang der inneren Flanschverbindung 25 ist dabei mit in der Fahrzeuglängsrichtung x ausgerichteten Zugkräften beaufschlagt, während der äußere Lastpfad Laußen entlang der äußeren Flanschverbindung 27 mit Druckkräften beaufschlagt ist. Die Dachreling-Schraublöcher 28 in der inneren Flanschverbindung 25 führen im Seitencrashfall zu einer Störung des Kraftflusses (aufgrund einer Reduzierung des tragenden Kraftfluss-Querschnitts im Bereich der Schraublöcher) und damit gegebenenfalls zu einem Reißen des Dachrahmen-Längsträgers 9. Mittels des Blech-Verstärkungsteils 41 wird der verfügbare tragende Kraftfluss-Querschnitt im Bereich der Schraublöcher 35 erhöht, wodurch die Spannungsverteilung im Bereich der Schraublöcher 35 vergleichmäßigt wird und die Rissgefahr reduziert wird.In a pile side crash F A , the inner and outer flange connections form 25 . 27 respectively in the vehicle longitudinal direction x extending load paths L inside , L outside . The inner load path L inside along the inner flange connection 25 is applied with aligned in the vehicle longitudinal direction x tensile forces, while the outer load path L outside along the outer flange 27 subjected to compressive forces. The roof rail screw holes 28 in the inner flange connection 25 lead in the side crash case to a disruption of the power flow (due to a reduction in the load-bearing power flow cross-section in the screw holes) and thus possibly to a rupture of the roof frame side member 9 , By means of the sheet metal reinforcement part 41 becomes the available load-bearing flow cross-section in the area of the screw holes 35 increases, thereby increasing the stress distribution in the screw holes 35 is evened and the risk of cracking is reduced.

In der 3 sind die beiden ringförmigen Verstärkungsabschnitte 39 über einen Verbindungssteg 43 miteinander verbunden. Der Verbindungssteg 43 ist im Vergleich zu den beiden Verstärkungsabschnitten 39 in der Fahrzeugquerrichtung y schmal (d.h. als eine Einschnürung) ausgeführt, um den im Seitencrashfall tragenden Kraftfluss-Querschnitt zwischen den beiden Schraublöchern 35 nicht übermäßig zu erhöhen.In the 3 are the two annular reinforcing sections 39 via a connecting bridge 43 connected with each other. The connecting bridge 43 is compared to the two reinforcing sections 39 in the vehicle transverse direction y narrow (ie, as a constriction) executed to the load-bearing in the side crash case power flow cross-section between the two screw holes 35 not overly increase.

Nachfolgend wird anhand der 4 das Verfahren zur Herstellung des inneren Blech-Seitenteils 15 beschrieben. Demzufolge wird das Blech-Verstärkungsteil 41 zunächst mit dem noch unverformten Blech-Seitenteil 15 zu einem Bauteilverbund 50 verschweißt. Anschließend erfolgt ein Warmumformprozess, bei dem der Bauteilverbund 50 zunächst erhitzt wird und anschließend in einer Tiefziehpresse 45 warmumgeformt und gleichzeitig abgeschreckt wird (Presshärtung). The following is based on the 4 the method for producing the inner sheet metal side part 15 described. As a result, the sheet reinforcing member becomes 41 initially with the still undeformed sheet metal side panel 15 to a component composite 50 welded. Subsequently, a hot forming process takes place in which the composite component 50 is first heated and then in a deep drawing press 45 hot-formed and simultaneously quenched (press hardening).

In der 4 ist ein Zustand nach erfolgtem Warmumformprozess angedeutet, bei dem das innere Blech-Seitenteil 15 bereits pressgehärtet ist und noch in Anlage mit einer ortsfesten Matrize 46 der Tiefziehpresse 45 ist. Der hubverstellbare Stempel 47 der Tiefziehpresse 45 ist dabei in einer Entformungsrichtung E von der Matrize 46 wegbewegt. Wie aus der 4 hervorgeht, ergibt sich an der Blechkante 49 des Blech-Verstärkungsteils 41 ein Hinterschneidungsbereich 51, der keine definierte Formgebung erlaubt und an dem wärmeleitender Kontakt zwischen dem Stempel 47 und dem Bauteilverbund nicht möglich ist, so dass hier keine einwandfreie Härtung erfolgt.In the 4 is a state indicated after the hot forming process, in which the inner sheet metal side part 15 already press-hardened and still in contact with a stationary die 46 the deep drawing press 45 is. The stroke-adjustable stamp 47 the deep drawing press 45 is in a Entformungsrichtung E of the die 46 moved away. Like from the 4 shows, results at the sheet edge 49 the sheet metal reinforcement part 41 an undercut area 51 which allows no defined shaping and the heat-conductive contact between the stamp 47 and the composite component is not possible, so that there is no perfect curing.

Um diese Problematik zu vermeiden, weist das in den 5 bis 7 gezeigte Blech-Verstärkungsteil 41 zusätzlich einen Basisabschnitt 53 auf. Mit dem Basisabschnitt 53 ist das Blech-Verstärkungsteil 41 von der oberen Seitenwand 31 des inneren Blech-Seitenteils 15 bis zum Schalenboden 29 verlängert. Auf diese Weise ist die Blechkante 49 unmittelbar am Schalenboden 29 positioniert, so dass sich keine Hinterschneidung mehr bildet. Entsprechend ist gemäß der 7 die Negativform der Blechkante 49 in der Formfläche des Stempels 47 nachgebildet, wodurch eine betriebssichere Härtung sowie Formgebung des Bauteilverbunds erfolgen kann.In order to avoid this problem, this points in the 5 to 7 shown sheet reinforcement part 41 in addition a base section 53 on. With the base section 53 is the sheet metal reinforcement part 41 from the upper side wall 31 the inner sheet metal side panel 15 to the bottom of the bowl 29 extended. In this way, the sheet edge 49 directly on the bottom of the tray 29 positioned so that no undercut forms. Accordingly, according to the 7 the negative form of the sheet edge 49 in the molding surface of the stamp 47 modeled, whereby a reliable hardening and shaping of the composite component can be done.

Zudem weist in den 5 bis 7 das Blech-Verstärkungsteil 41 zwischen den beiden ringförmigen Verstärkungsabschnitten 39 eine Material-Ausnehmung 55 auf. Die Material-Ausnehmung 55 ist in der Fahrzeuglängsrichtung x betrachtet in Flucht zwischen den beiden Schraublöchern 35 angeordnet. Auf diese Weise ist – im Unterschied zu den 2 bis 4 – der tragende Kraftfluss-Querschnitt zwischen den beiden Schraublöchern 35 nicht erhöht, wodurch im Vergleich zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel der für den Lastpfad Linnen verfügbare Kraftfluss-Querschnitt über die Fahrzeuglängsrichtung x weiter vergleichmäßigt wird.In addition, in the 5 to 7 the sheet metal reinforcement part 41 between the two annular reinforcing sections 39 a material recess 55 on. The material recess 55 is considered in the vehicle longitudinal direction x in alignment between the two screw holes 35 arranged. In this way - unlike the 2 to 4 - The bearing power flow cross-section between the two screw holes 35 not increased, which is compared to the previous embodiment of the load path L inside available power flow cross section over the vehicle longitudinal direction x is further equalized.

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Claims (10)

Karosseriestruktur für ein Fahrzeug, mit zumindest einem, ein Fahrzeugdach (1) in der Fahrzeugquerrichtung (y) seitlich begrenzenden Dachrahmen-Längsträger (9), der unter Bildung eines Hohlprofils (19) aus schalenförmigen Blech-Seitenteilen (15, 17) aufgebaut ist, deren Randflansche (21, 23) zu zumindest einer Flanschverbindung (25, 27) zusammengefügt sind, wobei die Randflansche (21, 23) der Flanschverbindung (25, 27) mit zumindest einem Schraubloch (35) zur Befestigung einer Dachreling (3) ausgebildet sind, und die Flanschverbindung (25, 27) bei einem Seitencrash (FA) einen Lastpfad (Linnen) in der Fahrzeuglängsrichtung (x) bildet, der mit in der Fahrzeuglängsrichtung (x) ausgerichteten Zugkräften beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduzierung einer im Seitencrash (FA) auftretenden Rissgefahr am Schraubloch (35) eine Materialverdickung an einen Öffnungsrandbereich des Schraublochs (35) bereitgestellt ist. Body structure for a vehicle, with at least one, a vehicle roof ( 1 ) in the vehicle transverse direction (y) laterally limiting roof frame side members ( 9 ), forming a hollow profile ( 19 ) of cup-shaped sheet-metal side panels ( 15 . 17 ) whose edge flanges ( 21 . 23 ) to at least one flange connection ( 25 . 27 ) are joined together, wherein the edge flanges ( 21 . 23 ) of the flange connection ( 25 . 27 ) with at least one screw hole ( 35 ) for fixing a roof rail ( 3 ), and the flange connection ( 25 . 27 ) in a side crash (F A ) a load path (L inside ) in the vehicle longitudinal direction (x) is applied, which is acted upon in the vehicle longitudinal direction (x) tensile forces, characterized in that to reduce a crack in the side crash (F A ) occurring risk of cracking at the screw hole ( 35 ) a material thickening to an opening edge region of the screw hole ( 35 ). Karosseriestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialverdickung durch einen Dreilagenaufbau realisiert ist, bei dem die beiden Randflansche (21, 23) und ein Blech-Verstärkungsteil (41) zusammengefügt sind. Body structure according to claim 1, characterized in that the material thickening is realized by a three-layer construction, in which the two edge flanges ( 21 . 23 ) and a sheet metal reinforcement part ( 41 ) are joined together. Karosseriestruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech-Verstärkungsteil (41) in Stoffschlussverbindung mit einem Randflansch (23) eines Blech-Seitenteils (15, 17) ist, und zwar insbesondere an seiner, vom anderen Randflansch (21) abgewandten Seite. A body structure according to claim 2, characterized in that the sheet metal reinforcement part ( 41 ) in material connection with an edge flange ( 23 ) of a sheet metal side part ( 15 . 17 ), in particular at its, from the other edge flange ( 21 ) facing away. Karosseriestruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Blech-Seitenteil (15, 17) in einem Warmumformprozess herstellbar ist, bei dem das noch unverformte Blech-Seitenteil (15, 17) zunächst erhitzt wird und anschließend in einer Tiefziehpresse warmumgeformt und gleichzeitig abgeschreckt wird, und dass insbesondere das Blech-Verstärkungsteil (41) vor der Durchführung des Warmumformprozesses mit dem noch unverformten ersten Blech-Seitenteil (15) verbunden wird. A body structure according to claim 3, characterized in that at least one sheet metal side part ( 15 . 17 ) can be produced in a hot forming process, in which the still undeformed sheet metal side part ( 15 . 17 ) is first heated and then thermoformed in a deep drawing press and quenched at the same time, and in particular that the sheet metal reinforcing member ( 41 ) before carrying out the hot forming process with the still undeformed first sheet side part ( 15 ) is connected. Karosseriestruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech-Verstärkungsteil (41) mittels eines Klebers mit dem Blech-Seitenteil (15, 17) verbunden wird, und zwar insbesondere nach dem Warmumformprozess. A body structure according to claim 3, characterized in that the sheet metal reinforcement part ( 41 ) by means of an adhesive with the sheet metal side part ( 15 . 17 ), in particular after the hot forming process. Karosseriestruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachreling (3) zumindest eine Längsstrebe (5) aufweist, die mit front- oder heckseitigen Stützfüßen (7) am Dachrahmen-Längsträger (9) befestigt ist, und dass insbesondere ein Stützfuß (7) an zwei voneinander beabstandeten Schraublöchern (35) befestigt ist, die im Lastpfad (Linnen) liegen, und dass jedes der beiden Schraublöcher (35) von einem ringförmigen Verstärkungsabschnitt (39) eines gemeinsamen Blech-Verstärkungsteil (41) umzogen ist. Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the roof rails ( 3 ) at least one longitudinal strut ( 5 ), which with front or rear support legs ( 7 ) on the roof frame side member ( 9 ), and in particular a support foot ( 7 ) at two spaced screw holes ( 35 ), which lie in the load path (L inside ), and that each of the two screw holes ( 35 ) of an annular reinforcing section ( 39 ) of a common sheet metal reinforcement part ( 41 ) is moved. Karosseriestruktur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ringförmigen Verstärkungsabschnitte (39) des Blech-Verstärkungselements (41) mit einem in der Fahrzeugquerrichtung (y) insbesondere schmalen Verbindungssteg (43) ineinander übergehen. A body structure according to claim 6, characterized in that the two annular reinforcing sections ( 39 ) of the sheet metal reinforcing element ( 41 ) with a in the vehicle transverse direction (y) in particular narrow connecting web ( 43 ) merge. Karosseriestruktur nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech-Verstärkungselement (41) zwischen den beiden ringförmigen Verstärkungsabschnitten (39) eine Material-Ausnehmung (55) aufweist, und dass die Material-Ausnehmung (55) im Lastpfad (Linnen) in der Fahrzeuglängsrichtung (x) in Flucht zwischen den beiden Schraublöchern (35) angeordnet ist. A body structure according to claim 5 or 6, characterized in that the sheet metal reinforcing element ( 41 ) between the two annular reinforcing sections ( 39 ) a material recess ( 55 ), and that the material recess ( 55 ) in the load path (L inside ) in the vehicle longitudinal direction (x) in alignment between the two screw holes ( 35 ) is arranged. Karosseriestruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Blech-Seitenteile (15, 17) des Dachrahmen-Längsträgers (9) an einer in der Fahrzeugquerrichtung (y) äußeren Flanschverbindung (27) und an einer inneren Flanschverbindung (25) zusammengefügt sind, und dass das Schraubloch (35) zur Befestigung der Dachreling (3) in den Randflanschen (21, 23) der fahrzeuginneren Flanschverbindung (25) ausgebildet ist. Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second sheet metal side parts ( 15 . 17 ) of the roof frame longitudinal member ( 9 ) at an in the vehicle transverse direction (y) outer flange ( 27 ) and at an inner flange connection ( 25 ) and that the screw hole ( 35 ) for fixing the roof rails ( 3 ) in the edge flanges ( 21 . 23 ) of the vehicle-internal flange connection ( 25 ) is trained. Vorrichtung zur Herstellung einer Karosseriestruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche.  Device for producing a body structure according to one of the preceding claims.
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