DE102015210293B4 - Body structure for a two-lane vehicle - Google Patents

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DE102015210293B4 DE102015210293.9A DE102015210293A DE102015210293B4 DE 102015210293 B4 DE102015210293 B4 DE 102015210293B4 DE 102015210293 A DE102015210293 A DE 102015210293A DE 102015210293 B4 DE102015210293 B4 DE 102015210293B4
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Abstract

Karosseriestruktur für ein zweispuriges Fahrzeug, in dessen Vorderwagenbereich ein als Fahrschemel ausgebildeter Hilfsrahmen (3) an seitliche Karosserie-Längsträger (1) montiert ist, welcher Hilfsrahmen (3) in einer Fahrzeuglängsrichtung (x) zur Fahrzeugfrontseite mit zumindest einen Längsholm (11) verlängert ist, der bei einer Fahrzeugkollision in einem Lastpfad (III) eingebunden ist, über den Aufprallkräfte (FA) in den Hilfsrahmen (3) übertragbar sind, wobei der Längsholm (11) an zumindest einer Anbindungsstelle (A) aufprallkraftübertragend mit dem Hilfsrahmen (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsrahmen (3) eine Längsführung (17) für den Längsholm (11) aufweist, und dass im Kollisionsfall die Anbindungsstelle (A) bei Erreichen eines Bruchlastniveaus (FB) bricht, und dass der Längsholm (11) als ein Bruchsegment entlang der Längsführung (17) aufprallkraftübertragungsfrei in Richtung Fahrzeugheck verlagerbar ist.Body structure for a two-lane vehicle, in the front of which an auxiliary frame (3) designed as a subframe is mounted on side longitudinal body members (1), which auxiliary frame (3) is extended in a vehicle longitudinal direction (x) to the vehicle front with at least one longitudinal spar (11) , which is integrated in a load path (III) in the event of a vehicle collision, via which impact forces (FA) can be transferred to the subframe (3), the longitudinal spar (11) being connected to the subframe (3) at at least one connection point (A) in a way that transmits impact forces is, characterized in that the subframe (3) has a longitudinal guide (17) for the longitudinal spar (11), and that in the event of a collision, the connection point (A) breaks when a breaking load level (FB) is reached, and that the longitudinal spar (11) as a fracture segment along the longitudinal guide (17) can be displaced in the direction of the rear of the vehicle without impact force transmission.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein zweispuriges Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a body structure for a two-lane vehicle according to the preamble of claim 1.

Im Vorderwagenbereich eines Kraftfahrzeuges kann bei einer Frontalkollision die Einleitung der Aufprallkräfte über drei Lastebenen erfolgen. Die erste obere Lastebene kann durch die jeweils beidseitig seitlich außen angeordnete Kotflügelbank realisiert sein, die im Bereich oberhalb des Vorderradhauses an die A-Säule angebunden ist. Die zweite mittlere Lastebene wird durch die beiden vorderen Karosserie-Längsträger bereitgestellt. In der dritten unteren Lastebene sind ein als Fahrschemel ausgebildeter Hilfsrahmen sowie daran anschließende, nach vorne abragende Längsholme eingebunden.In the front end of a motor vehicle, in the event of a frontal collision, the impact forces can be introduced via three load levels. The first upper load level can be implemented by the fender bench which is arranged on both sides on the outside and is connected to the A-pillar in the area above the front wheel arch. The second middle load level is provided by the two front longitudinal members of the body. In the third lower load level, a subframe designed as a subframe and adjoining, forward-protruding longitudinal spars are integrated.

Eine solche gattungsgemäße Karosseriestruktur ist aus der DE 10 2006 013 548 B4 bekannt. In deren Vorderwagenbereich sind die Längsholme der dritten, unteren Lastebene jeweils an die vorderen Gussknoten des Hilfsrahmens aufprallkraftübertragend angebunden. Die in der dritten unteren Lastebene integrierten Längsholme können frontseitig an einem Querträger abschließen. Dieser überragt in der Fahrzeuglängsrichtung nach vorne sowohl den Längsträger als auch die Kotflügelbank und koppelt daher im Kollisionsfall zuerst am Kollisionsgegner an.Such a generic body structure is from DE 10 2006 013 548 B4 known. In the front part of the vehicle, the longitudinal spars of the third, lower load level are each connected to the front cast nodes of the subframe so as to transmit the impact force. The longitudinal struts integrated in the third lower load level can be connected to a cross member at the front. This protrudes forward in the vehicle's longitudinal direction both the side member and the fender bench and is therefore first coupled to the other party in the event of a collision.

Die dritte untere Lastebene kann so ausgelegt sein, dass unmittelbar nach dem Crashereignis zunächst ein hoher Kraftimpuls in das Fahrzeug eingetragen wird und anschließend die Längsholme stark nachgeben, das heißt von der dritten unteren Lastebene ausgekoppelt werden. Dadurch wird zu einem sehr frühen Zeitpunkt während der Crash-Phase ein hoher Kraftimpuls bewirkt. Dies führt zu einer beschleunigten Insassen-Ankopplung an die Fahrzeugverzögerung, und zwar mit einer entsprechenden Vergrößerung des Zeitintervalls, während dessen der Fahrzeuginsasse im weiteren Crashverlauf verzögert werden kann. Dadurch verringert sich vorteilhaft die mittlere Insassenbeschleunigung und damit der OLC-Wert.The third lower load level can be designed in such a way that immediately after the crash event, a high force impulse is first applied to the vehicle and then the longitudinal spars give way strongly, that is to say are decoupled from the third lower load level. This results in a high force pulse at a very early point in time during the crash phase. This leads to an accelerated coupling of the occupant to the vehicle deceleration, with a corresponding increase in the time interval during which the vehicle occupant can be decelerated in the further course of the crash. This advantageously reduces the mean occupant acceleration and thus the OLC value.

Im Stand der Technik erfolgt die oben dargelegte Auskopplung der Längsholme aus der dritten unteren Lastebene durch ein Ausknicken zur Querrichtung, und zwar bei Erreichen einer entsprechenden Knicklast. Für ein einwandfreies Ausknicken ist im Vorderwagenbereich ein seitlicher Freiraum bereitzustellen, in den die Längsholme hinein deformieren können. Zudem kann je nach Crashverlauf das Ausknicken der Längsholme durch etwaige, im Vorderwagenbereich befindliche Störkonturen beeinträchtigt werden.In the prior art, the above-described decoupling of the longitudinal spars from the third lower load level takes place by buckling towards the transverse direction, to be precise when a corresponding buckling load is reached. For proper buckling, a lateral free space must be provided in the front of the vehicle, into which the longitudinal spars can deform. In addition, depending on the course of the crash, the buckling of the longitudinal spars can be impaired by any interfering contours in the front of the vehicle.

Aus der DE 10 2006 002 750 A1 ist eine Karosseriestruktur für ein zweispuriges Fahrzeug bekannt, in dessen Vorderwagenbereich ein als Fahrschemel ausgebildeter Hilfsrahmen an seitliche Karosserie-Längsträger montiert ist. Dabei ist der Hilfsrahmen derart in den Lastpfad eingebunden, dass bei einer Kollision auftretende Aufprallkräfte in den Hilfsrahmen übertragbar sind. Aus der WO 99/15 364 A2 ist ein Rahmenaufbau mit einer Längsführung in einer Fahrzeuglängsrichtung eines Fahrzeugs bekannt. Im Kollisionsfall bricht die Anbindungsstelle zwischen den Trägern, wodurch einer der Träger als ein Bruchsegment entlang einer Längsführung in Richtung Fahrzeugheck verlagerbar ist.From the DE 10 2006 002 750 A1 a body structure for a two-lane vehicle is known, in the front part of which a subframe designed as a subframe is mounted on side longitudinal body members. The subframe is integrated into the load path in such a way that impact forces that occur in the event of a collision can be transferred to the subframe. From the WO 99/15 364 A2 a frame structure with a longitudinal guide in a vehicle longitudinal direction of a vehicle is known. In the event of a collision, the connection point between the carriers breaks, as a result of which one of the carriers can be displaced as a break segment along a longitudinal guide in the direction of the rear of the vehicle.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosseriestruktur für ein zweispuriges Fahrzeug bereitzustellen, bei dem in einfacher Weise der Insassenschutz im Kollisionsfall optimierbar ist.The object of the invention is to provide a body structure for a two-lane vehicle in which occupant protection can be optimized in a simple manner in the event of a collision.

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

Die Erfindung beruht auf der Problematik, dass im Stand der Technik das kollisionsbedingte Ausknicken der Längsholme bei Erreichen einer kritischen Knicklast nur mit konstruktiv hohem Aufwand sichergestellt werden kann. Vor diesem Hintergrund wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 auf ein solches Ausknicken verzichtet und weist anstelle dessen der Hilfsrahmen eine Längsführung auf, entlang der die Längsholme teleskopartig verschiebbar sind. Erfindungsgemäß ist die zumindest eine Anbindungsstelle der Längsholme am Hilfsrahmen so ausgelegt, dass diese im Kollisionsfall bei Erreichen eines kritischen Bruchlastniveaus reisst/bricht. In diesem Fall ist der jeweilige Längsholm als ein von der dritten Lastebene entkoppeltes, das heißt kraftfreies Bruchsegment entlang der Hilfsrahmen-Längsführung im Wesentlichen aufprallkraftübertragungsfrei in Richtung Fahrzeugheck verlagerbar.The invention is based on the problem that, in the prior art, the collision-related buckling of the longitudinal spars when a critical buckling load is reached can only be ensured with great structural effort. Against this background, according to the characterizing part of claim 1, such buckling is dispensed with and instead the subframe has a longitudinal guide along which the longitudinal spars can be telescoped. According to the invention, the at least one connection point of the longitudinal spars on the subframe is designed such that it tears / breaks in the event of a collision when a critical breaking load level is reached. In this case, the respective longitudinal spar can be displaced in the direction of the rear of the vehicle essentially without impact force transmission as a fracture segment that is decoupled from the third load plane, that is to say force-free fracture segment along the auxiliary frame longitudinal guide.

Mit der so ausgelegten dritten unteren Lastebene kann bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt während der Crashphase ein zusätzlicher Lastpfad zugeschaltet sein, der Kraft aufnimmt und Crashenergie umsetzt. Dadurch baut sich in der dritten unteren Lastebene ein Kraftniveau auf, das bei Erreichen des kritischen Bruchlastniveaus zu einem Aufbrechen der Anbindungsstelle führt. In diesem Fall ist die dritte untere Lastebene kraftfrei geschaltet und kann sich der jeweilige Längsholm um einen definierten Verlagerungsweg nach hinten verlagern. Somit ergibt sich ein Lastpfad, der nach einem definierten Weg kräftemäßig ausgekoppelt wird, wodurch einer unfallbedingten Fahrzeugverzögerung zusätzlich ein degressiver Anteil aufprägbar ist.With the third lower load level designed in this way, an additional load path can be connected at a very early point in time during the crash phase, which absorbs force and converts crash energy. As a result, a force level builds up in the third lower load level, which leads to the connection point breaking when the critical breaking load level is reached. In this case, the third lower load level is switched to be force-free and the respective longitudinal spar can be shifted backwards by a defined displacement path. This results in a load path which is decoupled in terms of force according to a defined path, whereby a degressive component can additionally be impressed on an accident-related vehicle deceleration.

Wie aus der Vorbeschreibung hervorgeht, ist der jeweilige Längsholm nach dem crashbedingten Brechen/Reißen der Anbindungsstelle als Bruchsegment gegenüber dem Hilfsrahmen längsverschiebbar. Für eine leichtgängige bzw. verblockungsfreie Verlagerung kann zumindest ein, mit der Hilfsrahmen-Längsführung zusammenwirkender Längsholm-Abschnitt geradlinig in Flucht zur Fahrzeuglängslängsachse verlaufen und mit einem in der Fahrzeuglängsrichtung durchgängig konstanten Außenprofil versehen sein. Im Hinblick auf eine einfache Herstellung kann der Längsholm zum Beispiel ein Stranggußteil sein, das über seine gesamte Längserstreckungsrichtung ein durchgängig konstantes Profil aufweist.As can be seen from the previous description, the respective longitudinal spar is longitudinally displaceable as a fracture segment with respect to the subframe after the breakage / tearing of the connection point due to the crash. For smooth or non-blocking displacement, at least one longitudinal spar section cooperating with the auxiliary frame longitudinal guide can run in a straight line in alignment with the longitudinal vehicle axis and be provided with an outer profile that is constant throughout the longitudinal direction of the vehicle. With a view to simple manufacture, the longitudinal spar can, for example, be a continuously cast part which has a continuously constant profile over its entire longitudinal direction.

Für eine störungsfreie Längsverlagerung kann die Längsführung als ein Längskanal realisiert sein. Der Längskanal kann sich bevorzugt in Flucht zur Fahrzeuglängsrichtung durchgängig durch den Hilfsrahmen erstrecken. Zudem kann die Längsführung im Hilfsrahmen eine frontseitige, das heißt crashzugewandte Führungsöffnung und eine heckseitige, das heißt crashabgewandte Führungsöffnung aufweisen, durch die der Längsholm führbar ist.For a trouble-free longitudinal displacement, the longitudinal guide can be implemented as a longitudinal channel. The longitudinal channel can preferably extend continuously through the subframe in alignment with the longitudinal direction of the vehicle. In addition, the longitudinal guide in the subframe can have a guide opening on the front, that is to say facing the crash, and a guide opening on the rear, that is to say facing away from the crash, through which the longitudinal spar can be guided.

Im Hinblick auf eine fertigungstechnisch einfache Ausführung kann der Hilfsrahmen zweischalig aufgebaut sein, und zwar mit einer Oberschale und einer Unterschale, die gemeinsam einen Hohlraum definieren. Durch den Hilfsrahmen-Hohlraum ist der jeweilige Längsholm zumindest teilweise geführt.With regard to a simple design in terms of production technology, the subframe can be constructed with two shells, namely with an upper shell and a lower shell, which together define a cavity. The respective longitudinal spar is at least partially guided through the subframe cavity.

Wie oben erwähnt, ist der Längsholm im Normalbetrieb an zumindest einer Anbindungsstelle kraftübertragend mit dem Hilfsrahmen verbunden. Die Anbindungsstelle kann beispielhaft ein Schraub- und/oder Schweißpunkt sein oder unter Anwendung einer vergleichbaren Verbindungstechnik realisiert sein. Exemplarisch kann jeder der beiden Längsholme über zwei in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandete Schraubpunkte am Hilfsrahmen befestigt sein. In einer ersten Ausführungsform kann die zumindest eine Anbindungsstelle jeweils um einen Längsversatz vom Vorder- und vom Hinterrand des Hilfsrahmens beabstandet sein. Alternativ dazu kann die Anbindungsstelle auch unmittelbar am Vorder- oder Hinterrad des Hilfsrahmens positioniert sein.As mentioned above, in normal operation the longitudinal spar is connected to the subframe in a force-transmitting manner at at least one connection point. The connection point can be a screw and / or weld point, for example, or it can be implemented using a comparable connection technology. As an example, each of the two longitudinal spars can be attached to the subframe via two screw points spaced from one another in the longitudinal direction of the vehicle. In a first embodiment, the at least one connection point can each be spaced apart from the front and rear edges of the subframe by a longitudinal offset. Alternatively, the connection point can also be positioned directly on the front or rear wheel of the subframe.

Im Normalbetrieb kann die oben erwähnte heckseitige Führungsöffnung des Hilfsrahmens bevorzugt mit einem separaten Blechteil verschlossen sein. Im Kollisionsfall kann bei Erreichen des Bruchlastniveaus der jeweilige Längsholm als kraftfreies Bruchsegment die heckseitige Führungsöffnung unter Abreißen des Blechteils durchstoßen und nach außen treten. Um eine einwandfreie Längsverlagerung des Längsholms zu gewährleisten, kann hinter dem Hilfsrahmen ein Freiraum bereitgestellt sein, in dem der Längsholm hinein verlagerbar ist.In normal operation, the above-mentioned rear guide opening of the subframe can preferably be closed with a separate sheet metal part. In the event of a collision, when the breaking load level is reached, the respective longitudinal spar can penetrate the rear guide opening as a force-free break segment, tearing off the sheet metal part and step outwards. In order to ensure a perfect longitudinal displacement of the longitudinal spar, a free space can be provided behind the auxiliary frame in which the longitudinal spar can be displaced.

Um zu einem frühen Zeitpunkt der Crash-Phase eine einwandfreie Krafteinleitung in die dritte, untere Crashebene zu gewährleisten, können die beiden Längsholme frontseitig an einem Querträger abschließen. Dieser kann bevorzugt in der Fahrzeuglängsrichtung nach vorne die Karosserie-Längsträger und die Kotflügelbank überragen. Dadurch ist im Kollisionsfall sichergestellt, dass die Längsholme zuerst am Kollisionsgegner ankoppeln.In order to ensure that forces are properly introduced into the third, lower crash plane at an early point in the crash phase, the two longitudinal spars can terminate on a cross member at the front. This can preferably protrude beyond the longitudinal body members and the fender sill in the longitudinal direction of the vehicle. In the event of a collision, this ensures that the longitudinal spars are first coupled to the other side of the collision.

Die Längsholme können dabei bevorzugt unter Zwischenlage eines zusätzlichen Deformationselementes am frontseitigen Querträger anschließen. Das jeweilige Deformationselement kann als ein AZT-Element ausgelegt sein, das bei einer leichten Frontalkollision deformiert, während der daran nach hinten anschließende Längsholme unbeschädigt bleibt, wodurch sich Reparaturkosten reduzieren. Vor diesem Hintergrund kann sich das Deformationselement bei einem kritischen Deformationslastniveau unter Abbau von Aufprallenergie plastisch verformen, das kleiner bemessen ist als das kritische Bruchlastniveau der Längsholm-Anbindungsstelle.The longitudinal spars can connect to the front cross member with an additional deformation element in between. The respective deformation element can be designed as an AZT element that deforms in the event of a slight frontal collision, while the longitudinal spar adjoining it to the rear remains undamaged, which reduces repair costs. Against this background, the deformation element can be plastically deformed at a critical deformation load level with reduction of impact energy, which is dimensioned smaller than the critical breaking load level of the longitudinal spar connection point.

In der Einbaulage können die beiden Längsholme in der unteren Lastebene in etwa horizontal ausgerichtet nach vorne verlaufen. Alternativ dazu kann im Hinblick auf einen ODB-Frontalcrashfall (Offset Deformable Barrier) sich der jeweilige Längsholme ausgehend vom Hilfsrahmen mit einem Winkel zwischen 0 und 10° schräg nach oben erstrecken, um bei einer Crashsimulation die Deformationselemente der Barriere zu treffen.In the installation position, the two longitudinal bars in the lower load level can run approximately horizontally towards the front. Alternatively, with regard to an ODB frontal crash (Offset Deformable Barrier), the respective longitudinal spar can extend obliquely upwards starting from the subframe at an angle between 0 and 10 ° in order to meet the deformation elements of the barrier in a crash simulation.

In einer weiteren Ausführungsvariante können die beiden Längsholme ohne Verschraubung im Hilfsrahmen liegen. Die heckseitige Führungsöffnung (das heißt die Austrittsöffnung der Längsholme im Crashfall aus dem Hilfsrahmen) wird dann alternativ durch ein Blechteil verschlossen. Das Blechteil kann mittels Schrauben oder anderer geeigneter Verbindungstechniken befestigt sein.In a further variant, the two longitudinal spars can lie in the subframe without screwing. The rear guide opening (that is to say the exit opening of the longitudinal spars from the subframe in the event of a crash) is then alternatively closed by a sheet metal part. The sheet metal part can be fastened by means of screws or other suitable connection techniques.

Beispielhaft kann das kritische Gesamt-Deformationslastniveau der Deformationselemente bei 20 bis 60 kN liegen. Das Gesamt-Bruchlastniveau aller Anbindungsstellen der Längsholme am Hilfsrahmen kann exemplarisch in einem Bereich von 100 bis 200 kN liegen. Entsprechend ist das Kraftniveau der Längsholme größer ausgelegt als die Abreißkraft der Befestigungsschrauben der Längsholme.For example, the critical total deformation load level of the deformation elements can be between 20 and 60 kN. The total breaking load level of all connection points of the longitudinal spars on the subframe can be, for example, in a range from 100 to 200 kN. Accordingly, the force level of the longitudinal spars is designed to be greater than the tear-off force of the fastening screws of the longitudinal spars.

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 developments and / or developments of the invention explained above and / or reproduced in the subclaims can be used individually or in any combination with one another, except, for example, in the cases 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 designs and developments as well as their advantages are explained in more detail below with reference to drawings.

Es zeigen:

  • 1 in einer Seitenansicht mit teilweisem Aufriss ein zweispuriges Fahrzeug;
  • 2 in einer perspektivischen Teilansicht die dritte, untere Lastebene der Karosseriestruktur des Fahrzeugs;
  • 3 eine Ansicht entsprechend der 2 mit teilweiser Explosionsdarstellung;
  • 4 und 5 jeweils Ansichten auf die dritte, untere Lastebene im Normalbetrieb (4) und nach einer Frontalkollision (5).
Show it:
  • 1 in a side view, partly in elevation, of a two-lane vehicle;
  • 2 in a perspective partial view the third, lower load plane of the body structure of the vehicle;
  • 3 a view corresponding to the 2 with partial exploded view;
  • 4th and 5 each view of the third, lower load level in normal operation ( 4th ) and after a frontal collision ( 5 ).

In dem teilweisen Aufriss der Seitenansicht aus der 1 ist die Karosseriestruktur im Vorderwagenbereich eines zweispuriges Fahrzeuges insoweit dargestellt, als es für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Die 1 ist im Hinblick auf ein einfaches Verständnis der Erfindung angefertigt. Von daher ist die 1 lediglich eine grob vereinfachte Darstellung, die keinen realitätsgetreuen Aufbau der Vorderwagen-Tragstruktur wiedergibt. So weist die Karosseriestruktur zwei seitliche Karosserie-Längsträger 1 auf, von denen in der 1 lediglich einer gezeigt ist. Zwischen den beiden Karosserie-Längsträgern ist ein in der 1 nicht gezeigtes Antriebsaggregat gelagert, das auf einem, als Fahrschemel ausgebildeten Hilfsrahmen 3 abgestützt ist.In the partial elevation of the side view from FIG 1 the body structure in the front end of a two-lane vehicle is shown to the extent that it is necessary for an understanding of the invention. The 1 is made for easy understanding of the invention. Hence the 1 only a roughly simplified representation that does not reflect a realistic construction of the front end support structure. The body structure has two side body longitudinal members 1 on, of those in the 1 only one is shown. Between the two side members of the body there is one in the 1 Not shown drive unit mounted on a subframe designed as a subframe 3 is supported.

Die Karosseriestruktur weist zudem jeder der gegenüberliegenden Fahrzeugseiten eine Kotflügelbank 5 auf, die sich zusammen mit den Karosserie-Längsträgern 1 nach vorne erstreckt. Die Kotflügelbank 5 ist im Bereich oberhalb der nicht gezeigten Vorderradkästen an der A-Säule 7 angebunden. Die Karosserie-Längsträger 1 sind mit einem S-Schlag zu einer nicht näher gezeigten Karosserie-Bodengruppe geführt, die bodenseitig eine Fahrgastzelle 9 begrenzt. Der Hilfsrahmen 3 ist über Anbindungskonsolen 4 an den beiden Karosserie-Längsträgern 1 angebunden. Zudem weist der Hilfsrahmen 3 seitliche Lenkerkonsolen 10 auf, an denen beispielhaft Dreieckslenker 12 angelenkt sind. In der Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten ragen vom Hilfsrahmen 3 zwei Pendelstützen 14 ab, über die der Hilfsrahmen 3 an der Fahrzeugkarosserie angebunden ist.The body structure also has a fender bench on each of the opposite sides of the vehicle 5 on, together with the body side members 1 extends forward. The fender bench 5 is in the area above the front wheel arches (not shown) on the A-pillar 7th tied up. The body side members 1 are led with an S-impact to a body floor assembly, not shown in detail, the floor side a passenger cell 9 limited. The subframe 3 is via connection consoles 4th on the two body side members 1 tied up. In addition, the subframe 3 side handlebar consoles 10 on which, for example, wishbones 12th are hinged. In the vehicle longitudinal direction x protrude to the rear from the subframe 3 two pendulum supports 14th from over which the subframe 3 is connected to the vehicle body.

Zudem ist der Hilfsrahmen 3 in der Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne mit Längsholme 11 verlängert. Die beiden Längsholme 11 verlaufen in etwa horizontal ausgerichtet nach vorne, und zwar mit einem kleinen Winkel α schräg nach vorne oben, so dass sich die Längsholme 11 in einem OBD-Frontalcrashfall (Offset Deformable Barrier) an der Crashbarriere abstützen können.In addition, the subframe is 3 in the vehicle longitudinal direction x to the front with longitudinal spars 11 extended. The two longitudinal spars 11 run approximately horizontally to the front, with a small angle α obliquely to the front and top, so that the longitudinal spars 11 be able to support on the crash barrier in an OBD frontal crash (Offset Deformable Barrier).

Wie aus der 2 weiter hervorgeht, schließen die beiden Längsholme 11 frontseitig an einen Querträger 13 ab. Dieser überragt in der 1 in Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne sowohl den Karosserie-Längsträger 1 als auch die Kotflügelbank 5.As from the 2 further shows, the two longitudinal bars close 11 on the front on a cross member 13th from. This towers over in the 1 in the vehicle longitudinal direction x to the front both the body side member 1 as well as the fender bench 5 .

Bei einer Frontalkollision bildet die Kotflügelbank 5 eine erste obere Lastebene I, der Karosserie-Längsträger 1 eine mittlere zweite Lastebene II. Die Längsholme 11 sind zusammen mit dem Hilfsrahmen 3 in eine dritte untere Lastebene III eingebunden. Gemäß der 1 überragen die Längsholme 11 zusammen mit dem Querträger 13 sowohl die Karosserie-Längsträger 1 der mittleren Lastebene II als auch die Kotflügelbank 5 der oberen Lastebene I in Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne. Im Kollisionsfall koppeln daher zunächst die Längsholme 11 am Kollisionsgegner an. Die dritte untere Lastebene III ist dabei so ausgelegt, dass unmittelbar nach dem Crashereignis zunächst ein hoher Kraftimpuls in das Fahrzeug eingetragen wird und anschließend die Längsholme 11 kräftemäßig aus der unteren dritten Lastebene III ausgekoppelt werden.In the event of a head-on collision, the fender bank forms 5 a first upper load level I, the body side member 1 a middle second load level II. The longitudinal spars 11 are together with the subframe 3 integrated into a third lower load level III. According to the 1 tower above the longitudinal spars 11 together with the cross member 13th both the body side members 1 the middle load level II as well as the fender bench 5 the upper load level I in the vehicle longitudinal direction x to the front. In the event of a collision, therefore, the longitudinal spars couple first 11 on the other party in the collision. The third lower load level III is designed in such a way that immediately after the crash event, a high force impulse is first entered into the vehicle and then the longitudinal spars 11 be decoupled in terms of force from the lower third load level III.

Wie aus den Figuren weiter hervorgeht, sind die beiden Längsholme 11 unter Zwischenschaltung von Deformationselementen 15 am Querträger 13 angebunden. Das in der Fahrzeuglängsrichtung x gegenüberliegende Ende 31 (4 oder 5) des jeweiligen Längsholms 11 ist dagegen in einer Hilfsrahmen-Längsführung 17 längsverschiebbar gelagert. Zur Bildung der Längsführung 17 ist der Hilfsrahmen 3 zweischalig aufgebaut, und zwar mit einer Oberschale 19 und einer Unterschale 21 (3). Diese begrenzen in Zusammenbaulage einen Hohlraum 23, der über eine frontseitige Führungsöffnung 25 und eine heckseitige Führungsöffnung 27 nach außen offen ist. Die front- und heckseitigen Führungsöffnungen 25, 27 sind Bestandteil der Längsführung 17 und in der Fahrzeuglängsrichtung x in Flucht zueinander positioniert. In gleicher Weise ist auch jeder der beiden Längsholme 11 in der Fahrzeuglängsrichtung x geradlinig sowie in Flucht und mit einem durchgängig konstant sowie glattflächigen Außenprofil ausgebildet.As can also be seen from the figures, the two longitudinal spars are 11 with the interposition of deformation elements 15th on the cross member 13th tied up. The opposite end in the vehicle longitudinal direction x 31 ( 4th or 5 ) of the respective longitudinal spar 11 is, however, in a subframe longitudinal guide 17th mounted longitudinally displaceable. To form the longitudinal guide 17th is the subframe 3 double-shelled, with an upper shell 19th and a lower shell 21 ( 3 ). In the assembled position, these limit a cavity 23 , which has a guide opening on the front 25th and a rear guide opening 27 is open to the outside. The front and rear guide openings 25th , 27 are part of the longitudinal guide 17th and positioned in alignment with one another in the vehicle longitudinal direction x. Each of the two longitudinal spars is also in the same way 11 in the vehicle longitudinal direction x straight and in alignment and formed with a consistently constant and smooth outer profile.

Zudem ragen die Längsholme 11 durch die frontseitigen Hilfsrahmen-Führungsöffnungen 25 in den Hilfsrahmen-Hohlraum 23 hinein. Die innerhalb des Hilfsrahmens positionierten Längsholm-Enden 31 sind an Anbindungsstellen A über Schraubpunkte kraftübertragend mit dem Hilfsrahmen 3 verbunden. Die heckseitigen Führungsöffnungen 27 sind im Normalbetrieb ( 4) mittels separater Blechteile 32 verschlossen.In addition, the longitudinal spars protrude 11 through the front subframe guide openings 25th into the subframe cavity 23 into it. The ends of the longitudinal struts positioned within the subframe 31 are force-transmitting to the subframe at connection points A via screw points 3 connected. The rear guide openings 27 are in normal operation ( 4th ) by means of separate sheet metal parts 32 locked.

Bei einem Frontalcrash (5) werden die Aufprallkräfte FA zunächst in die dritte, untere Lastebene III eingeleitet. Bei Erreichen eines kritischen Deformationslastniveaus FD erfolgt unter Abbau von Aufprallenergie eine plastische Verformung der Deformationselemente 15. Deren Deformationslastniveau FD ist kleiner ausgeführt als das kritische Gesamt-Bruchlastniveau FB der Längsholm-Anbindungsstellen A am Hilfsrahmen 3. Entsprechend werden bei einem Frontalcrash zunächst die Deformationselemente 15 bis auf ein Blockmaß a (5) deformiert. Bei Erreichen des kritischen Gesamt-Bruchlastniveaus FB reißen/brechen die Schraubbolzen an den Anbindungsstellen A. Die aus den beiden Längsholmen 11 und dem Querträger 13 bestehende Baueinheit bildet somit ein Bruchsegment, das teleskopartig entlang der Längsführung 17 im Wesentlichen kraftübertragungsfrei in Richtung Fahrzeugheck verschiebbar ist.In a frontal crash ( 5 ) the impact forces F A are first introduced into the third, lower load level III. When a critical deformation load level F D is reached, the deformation elements are plastically deformed while the impact energy is reduced 15th . Their deformation load level F D is designed to be smaller than the critical total breaking load level F B of the longitudinal strut connection points A on the subframe 3 . In a frontal crash, the deformation elements are correspondingly first 15th except for a block dimension a ( 5 ) deformed. When the critical total breaking load level F B is reached , the screw bolts at the connection points A. The ones from the two longitudinal spars 11 and the cross member 13th Existing structural unit thus forms a fracture segment that telescopes along the longitudinal guide 17th is displaceable essentially without power transmission in the direction of the rear of the vehicle.

Wie aus der 5 weiter hervorgeht, durchstoßen beispielhaft die beiden Längsholm-Enden 31 die heckseitigen Führungsöffnungen 27 des Hilfsrahmens 3 und reißen die Blechteile 32 ab. Im weiteren Crashverlauf werden die beiden Längsholm-Enden 31 in einen Freiraum 35 unterhalb des Fahrzeug-Unterbodens 37 (1) hineinverlagert.As from the 5 It can also be seen, for example, pierce the two ends of the longitudinal spar 31 the rear guide openings 27 of the subframe 3 and tear the sheet metal parts 32 from. In the further course of the crash, the two ends of the longitudinal spar become 31 in a free space 35 underneath the vehicle underbody 37 ( 1 ) shifted into it.

Claims (10)

Karosseriestruktur für ein zweispuriges Fahrzeug, in dessen Vorderwagenbereich ein als Fahrschemel ausgebildeter Hilfsrahmen (3) an seitliche Karosserie-Längsträger (1) montiert ist, welcher Hilfsrahmen (3) in einer Fahrzeuglängsrichtung (x) zur Fahrzeugfrontseite mit zumindest einen Längsholm (11) verlängert ist, der bei einer Fahrzeugkollision in einem Lastpfad (III) eingebunden ist, über den Aufprallkräfte (FA) in den Hilfsrahmen (3) übertragbar sind, wobei der Längsholm (11) an zumindest einer Anbindungsstelle (A) aufprallkraftübertragend mit dem Hilfsrahmen (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsrahmen (3) eine Längsführung (17) für den Längsholm (11) aufweist, und dass im Kollisionsfall die Anbindungsstelle (A) bei Erreichen eines Bruchlastniveaus (FB) bricht, und dass der Längsholm (11) als ein Bruchsegment entlang der Längsführung (17) aufprallkraftübertragungsfrei in Richtung Fahrzeugheck verlagerbar ist.Body structure for a two-lane vehicle, in the front of which an auxiliary frame (3) designed as a subframe is mounted on side longitudinal body members (1), which auxiliary frame (3) is extended in a vehicle longitudinal direction (x) to the vehicle front with at least one longitudinal spar (11) which is integrated in a load path (III) in the event of a vehicle collision, via which impact forces (F A ) can be transmitted to the subframe (3), the longitudinal spar (11) at at least one connection point (A) transmitting impact force with the subframe (3) is connected, characterized in that the subframe (3) has a longitudinal guide (17) for the longitudinal spar (11), and that in the event of a collision, the connection point (A ) breaks when a breaking load level (F B ) is reached, and that the longitudinal spar (11 ) can be displaced as a fracture segment along the longitudinal guide (17) without impact force transmission in the direction of the rear of the vehicle. Karosseriestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein mit der Hilfsrahmen-Längsführung (17) zusammenwirkender Längsholm-Abschnitt (31) für eine verblockungsfreie Verlagerung geradlinig in Flucht zur Fahrlängsrichtung (x) sowie mit einem durchgängig konstanten Außenprofil ausgebildet ist.Body structure according to Claim 1 , characterized in that at least one longitudinal spar section (31) cooperating with the auxiliary frame longitudinal guide (17) is designed for a block-free displacement in a straight line in alignment with the longitudinal direction of travel (x) and with a consistently constant outer profile. Karosseriestruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsführung (17) ein Kanal ist, der sich in Flucht zur Fahrzeuglängsrichtung (x) durchgängig durch den Hilfsrahmen (3) erstreckt, und dass die Längsführung eine frontseitige Führungsöffnung (25) und eine heckseitige Führungsöffnung (27) aufweist, die vom Längsholm (11) durchsetzbar sind.Body structure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the longitudinal guide (17) is a channel which extends continuously through the subframe (3) in alignment with the vehicle longitudinal direction (x), and that the longitudinal guide has a front guide opening (25) and a rear guide opening (27) which can be enforced by the longitudinal spar (11). Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Längsführung (17) der Hilfsrahmen (3) zweischalig aufgebaut ist, und zwar mit einer Ober- und Unterschale (19, 21), die einen Hohlraum (23) begrenzen, durch den der Längsholm (11) geführt ist.Body structure according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that, to form the longitudinal guide (17), the subframe (3) is constructed with two shells, namely with an upper and lower shell (19, 21) which delimit a cavity (23) through which the longitudinal spar (11) is led. Karosseriestruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsstelle (A) ein Schraub- und/oder Schweißpunkt (29) ist, und/oder dass die Anbindungsstelle (A) um einen Längsversatz (Δx) vom Vorder- und Hinterrand des Hilfsrahmens (3) beabstandet ist.Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the connection point (A) is a screw and / or weld point (29), and / or that the connection point (A) by a longitudinal offset (Δx) from the front and rear edge of the subframe (3) is spaced. Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsstelle (A) unmittelbar am Vorder- und Hinterrand des Hilfsrahmens (3) angeordnet ist.Body structure according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the connection point (A) is arranged directly on the front and rear edge of the subframe (3). Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die heckseitige Führungsöffnung (27) des Hilfsrahmens (3) mit einem separaten Blechteil (32) geschlossen ist, und dass im Kollisionsfall der sich nach hinten verlagernde Längsholm (11) unter Abreißen des Blechteils (32) durch die heckseitige Hilfsrahmen-Führungsöffnung (27) nach außen tritt.Body structure according to one of the Claims 3 to 6th , characterized in that the rear guide opening (27) of the subframe (3) is closed with a separate sheet metal part (32), and that in the event of a collision, the rearward shifting longitudinal spar (11) tearing off the sheet metal part (32) by the rear subframe -Guide opening (27) emerges to the outside. Karosseriestruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Fahrzeuglängsrichtung (x) nach hinten an den Hilfsrahmen (3) ein Freiraum (35) anschließt, in den der Längsholm (11) hinein verlagerbar ist.Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that a free space (35), into which the longitudinal spar (11) can be displaced, adjoins the auxiliary frame (3) to the rear in the vehicle longitudinal direction (x). Karosseriestruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsholm (11) in der Fahrzeuglängsrichtung (x) nach vorne mit einem Deformationselement (15) verlängert ist, und dass im Kollisionsfall das Deformationselement (15) bei Erreichen eines Deformationslastniveaus (FD) unter Abbau von Aufprallenergie plastisch verformt, das kleiner ist als das Bruchlastniveau (FB) der Längsholm-Anbindungsstelle (A).Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal spar (11) is extended to the front in the vehicle longitudinal direction (x) with a deformation element (15), and that in the event of a collision the deformation element (15) when a deformation load level (F D ) is reached plastically deformed with reduction of impact energy, which is smaller than the breaking load level (F B ) of the longitudinal spar connection point (A). Karosseriestruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsholm (11) ausgehend vom Hilfsrahmen (3) in der Fahrzeughochrichtung (z) um einen Winkel (a) nach oben schräggestellt ist.Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal spar (11) is inclined upwards at an angle (a), starting from the subframe (3) in the vertical direction (z) of the vehicle.
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