DE102016005206B4

DE102016005206B4 - Body support for a motor vehicle and motor vehicle with a body support

Info

Publication number: DE102016005206B4
Application number: DE102016005206.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Dornberg
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-04-29
Filing date: 2016-04-29
Publication date: 2020-10-15
Anticipated expiration: 2036-04-30
Also published as: DE102016005206A1

Abstract

Karosserieträger (10) für ein Kraftfahrzeug (70), mit wenigstens einem Seitenelement (14, 16) und mit wenigstens einer mit dem Seitenelement (14, 16) verbundenen Trägerwand (20), wobei das Seitenelement (14, 16) und die Trägerwand (20) zumindest einen Innenraum (12) des Karosserieträgers (10) wenigstens bereichsweise gegenüber einer Umgebung (U) abgrenzen, und wobei zumindest die Trägerwand (20) dazu ausgebildet ist, infolge einer, in einer Haupterstreckungsrichtung (H) des Karosserieträgers (10) orientierten, unfallbedingten Krafteinwirkung (F) von einem Ausgangszustand (A) in einen Deformationszustand (D) verformt zu werden, wobei die Trägerwand (20) zumindest einen ersten Wandbereich (22) mit wenigstens zwei Wandungselementen (24, 26, 28) aufweist, welche einen Wandungsinnenraum (30) der Trägerwand (20) zumindest bereichsweise begrenzen und welche sich zumindest in dem Ausgangszustand (A) in einem vorbestimmten Abstand (a) zueinander erstrecken und wobei die Trägerwand (20) zumindest in einem in der Haupterstreckungsrichtung (H) orientierten zweiten Wandbereich (42) eine von dem ersten Wandbereich (22) verschiedene Anzahl an Wandungselementen (44, 46) aufweist, von welchen zumindest zwei einen zweiten Wandungsinnenraum (50) zumindest bereichsweise begrenzen und welche sich in der Haupterstreckungsrichtung (H) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungselemente (44, 46) des zweiten Wandbereichs (42) eine von den Wandungselementen (24, 26, 28) des ersten Wandbereichs (22) verschiedene Wandstärke (Y) aufweisen.Body support (10) for a motor vehicle (70), with at least one side element (14, 16) and with at least one support wall (20) connected to the side element (14, 16), the side element (14, 16) and the support wall ( 20) delimit at least one interior space (12) of the body support (10) at least in some areas from the surroundings (U), and at least the support wall (20) is designed to be oriented in a main direction (H) of the body support (10) , to be deformed from an initial state (A) into a deformation state (D) due to the force of the accident (F), the support wall (20) having at least one first wall area (22) with at least two wall elements (24, 26, 28) which have a Wall interior (30) of the carrier wall (20) at least regionally and which at least in the initial state (A) extend at a predetermined distance (a) from one another and wherein the carrier wall (20) at least t in a second wall area (42) oriented in the main direction of extent (H) has a different number of wall elements (44, 46) from the first wall area (22), of which at least two delimit a second wall interior (50) at least in some areas and which are mutually exclusive extend in the main direction of extent (H), characterized in that the wall elements (44, 46) of the second wall region (42) have a wall thickness (Y) different from the wall elements (24, 26, 28) of the first wall region (22).

Description

Die Erfindung betrifft einen Karosserieträger für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Seitenelement und mit wenigstens einer mit dem Seitenelement verbundenen Trägerwand, wobei das Seitenelement und die Trägerwand zumindest einen Innenraum des Karosserieträgers wenigstens bereichsweise gegenüber einer Umgebung abgrenzen, und wobei zumindest die Trägerwand dazu ausgebildet ist, in Folge einer, in einer Haupterstreckungsrichtung des Karosserieträgers orientierten, unfallbedingten Krafteinwirkdung von einem Ausgangszustand in einen Deformationszustand verformt zu werden, wobei die Trägerwand zumindest einen ersten Wandbereich mit wenigstens zwei Wandungselementen aufweist, welche einen Wandungsinnenraum der Trägerwand zumindest bereichsweise begrenzen und welche sich zumindest in dem Ausgangszustand in einem vorbestimmten Abstand zueinander erstrecken. Die Trägerwand weist zumindest in einem in der Haupterstreckungsrichtung orientierten zweiten Wandbereich eine von dem ersten Wandbereich verschiedene Anzahl an Wandungselementen auf, von welchen zumindest zwei einen zweiten Wandungsinnenraum zumindest bereichsweise begrenzen und welche sich in der Haupterstreckungsrichtung erstrecken. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Karosserieträger.The invention relates to a body support for a motor vehicle, with at least one side element and with at least one support wall connected to the side element, the side element and the support wall delimiting at least one interior space of the body support at least in some areas from the surroundings, and at least the support wall being designed to to be deformed as a result of an accident-related force acting in a main direction of extent of the body beam from an initial state into a deformation state, the carrier wall having at least a first wall area with at least two wall elements which at least partially delimit a wall interior of the carrier wall and which are at least in the Starting state extend at a predetermined distance from one another. At least in a second wall area oriented in the main direction of extent, the carrier wall has a different number of wall elements than the first wall area, of which at least two delimit a second wall interior at least in some areas and which extend in the main direction of extent. Another aspect of the invention relates to a motor vehicle with such a body carrier.

Derartige Karosserieträger sind im Automobilbereich weit verbreitet und dienen häufig nicht nur zur Abstützung der Karosserie, sondern auch beispielsweise von Triebstrangkomponenten. Insbesondere bei Unfällen kann mittels derartiger Karosserieträger wenigstens ein Teil an unfallbedingter Energie in Deformationsenergie der Karosserieträger umgewandelt werden, indem diese plastisch deformiert und dabei beispielsweise zusammengestaucht werden.Such body supports are widespread in the automotive sector and often serve not only to support the body, but also, for example, for drive train components. In particular in the event of accidents, at least some of the energy caused by the accident can be converted into deformation energy of the body supports by means of such body supports, in that they are plastically deformed and for example compressed in the process.

Aus der DE 103 39 637 A1 ist ein Längsträger eines Kraftfahrzeugs bekannt. Der Längsträger weist in Fahrzeugquerrichtung einen zur Fahrzeugaußenseite und/oder Innenseite hin offenen Freiraum auf, wobei an diesen Freiraum in Fahrzeugquerrichtung mehrere Einzelprofile anschließen, welche in Fahrzeugquerrichtung drei Schichten bilden. Die Einzelprofile sind über die Länge des Längsträgers aneinandergereiht, wobei sich zumindest einige der Einzelprofile hinsichtlich ihres Verrippungsgrades in deren Innerem unterscheiden.From the DE 103 39 637 A1 a side member of a motor vehicle is known. In the transverse direction of the vehicle, the side member has a free space that is open to the outside and / or inside of the vehicle, this free space being adjoined by a plurality of individual profiles in the transverse direction of the vehicle, which form three layers in the transverse direction of the vehicle. The individual profiles are strung together over the length of the longitudinal member, at least some of the individual profiles differing in terms of their degree of ribbing in their interior.

Aus der US 9 005 768 B2 ist ein Verbundwerkstoff mit einer Sandwich-Struktur und einem polymeren Kern bekannt. Die Sandwich-Struktur weist zwei Metallschichten auf, zwischen welchen ein als thermoplastisches Polymer ausgebildeter, polymerer Kern vorgesehen ist. Der Verbundwerkstoff weist ein geringes Gewicht auf und kann beispielsweise als Motorhaube, Verkleidung oder als eine andere Abdeckung an einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.From the US 9 005 768 B2 a composite material with a sandwich structure and a polymer core is known. The sandwich structure has two metal layers between which a polymer core designed as a thermoplastic polymer is provided. The composite material has a low weight and can be used, for example, as a bonnet, paneling or other covering on a motor vehicle.

Aus der EP 1 312 467 A1 ist ein faserverstärkter Verbundwerkstoff bekannt, bei welchem Metallschichten und Verstärkungsschichten alternierend zu einer Schichtstruktur angeordnet sind. Die Verstärkungsschichten weisen Fasern auf, welche in Form eines losen Gewirks zwischen den Metallschichten angeordnet sind.From the EP 1 312 467 A1 a fiber-reinforced composite material is known in which metal layers and reinforcement layers are arranged alternately to form a layer structure. The reinforcement layers have fibers which are arranged in the form of a loose knit between the metal layers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Karosserieträger sowie ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen ein besonders großer Anteil an unfallbedingter Energie in Verformungsarbeit umgewandelt werden kann.The object of the present invention is to create a body support and a motor vehicle of the type mentioned at the outset, by means of which a particularly large proportion of the energy caused by the accident can be converted into deformation work.

Diese Aufgabe wird durch einen Karosserieträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.This object is achieved by a body support with the features of claim 1 and by a motor vehicle with the features of claim 8. Advantageous further developments of the invention are given by the subclaims.

Die Erfindung geht von einem Karosserieträger für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Seitenelement und mit wenigstens einer mit dem Seitenelement verbundenen Trägerwand aus, wobei das Seitenelement und die Trägerwand zumindest einen Innenraum des Karosserieträgers wenigstens bereichsweise gegenüber einer Umgebung abgrenzen, und wobei zumindest die Trägerwand dazu ausgebildet ist, in Folge einer, in einer Haupterstreckungsrichtung des Karosserieträgers orientierten, unfallbedingten Krafteinwirkdung von einem Ausgangszustand in einen Deformationszustand verformt zu werden.The invention is based on a body carrier for a motor vehicle, with at least one side element and with at least one carrier wall connected to the side element, the side element and the carrier wall delimiting at least one interior of the body carrier at least in some areas from an environment, and at least the carrier wall being designed for this purpose is to be deformed from an initial state into a deformation state as a result of an accident-related force effect oriented in a main direction of extent of the body beam.

Dabei ist vorgesehen, dass die Trägerwand zumindest einen ersten Wandbereich mit wenigstens zwei Wandungselementen aufweist, welche einen Wandungsinnenraum der Trägerwand zumindest bereichsweise begrenzen und welche sich zumindest in dem Ausgangszustand in einem vorbestimmten Abstand zueinander erstrecken. Die Trägerwand kann somit aus mehreren Wandungselementen, welche beispielsweise als Lamellen ausgestaltet sein können, gebildet sein, wobei die Wandungselemente in dem Abstand zueinander angeordnet sein können. Durch diesen schichtweisen Aufbau kann ein besonders großer Anteil an unfallbedingter Energie in Verformungsarbeit umgewandelt werden, da aufgrund des Abstands zwischen den Wandungselementen eine Deformation der Wandungselemente in Folge der unfallbedingten Krafteinwirkung weitgehend ungehindert erfolgen kann. Dies ist damit zu begründen, dass durch den Abstand ein unmittelbares Abstützen der Wandungselemente aneinander zumindest weitgehend unterbunden und somit eine Umwandlung der unfallbedingten Energie in Verformungsenergie zumindest lediglich geringfügig gestört wird. Die Wandungselemente können also bei der unfallbedingten Krafteinwirkung beispielsweise verbogen werden und zusätzlich oder alternativ knicken oder zusammengestaucht werden, um nur einige Beispiele zu nennen, welche Formen die Wandungselemente im Deformationszustand annehmen können. Gleichzeitig kann eine besonders hohe Biegesteifigkeit des Karosserieträgers in einer von der Haupterstreckungsrichtung des Karosserieträgers verschiedenen Belastungsrichtung erzielt werden. Entspricht die Summe der Wandstärken der Wandungselemente des erfindungsgemäßen Karosserieträgers beispielsweise einer Längsträgerwandstärke eines aus dem Stand der Technik bekannten Längsträgers, so weist der erfindungsgemäße Karosserieträger eine mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Längsträger zumindest weitgehend vergleichbare Biegesteifigkeit auf. Aufgrund des Abstands zwischen den Wandungselementen ist jedoch im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Systemen eine besonders gezielte Deformation und damit ein besonders kontrolliertes Überführen des Karosserieträgers von dem Ausgangszustand (unbeschädigter Zustand) in den Deformationszustand in Folge der unfallbedingten Krafteinwirkung ermöglicht. Des Weiteren kann mittels des erfindungsgemäßen Karosserieträgers ein größerer Anteil der unfallbedingten Energie in Verformungsarbeit des Karosserieträgers umgewandelt werden, wodurch der erfindungsgemäße Karosserieträger im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Systemen einen höheren Beitrag zu einer passiven Sicherheit eines Kraftfahrzeugs leisten kann. Das Seitenelement kann beispielsweise als Anschlusselement bzw. als Flansch ausgebildet sein, an welchem der Karosserieträger mit anderen Fahrzeugkomponenten verbunden sein kann. Eine Krafteinleitung in die wenigstens eine Trägerwand kann also bei der unfallbedingten Krafteinwirkung unter Vermittlung des Seitenelements erfolgen, wodurch eine besonders gezielte Belastung der Trägerwand in der Haupterstreckungsrichtung ermöglicht ist. Um eine besonders gezielte und insbesondere ungehinderte Verformung von dem Ausgangszustand in den Deformationszustand zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn der Innenraum, sowie der zumindest bereichsweise von den wenigstens zwei Wandungselementen begrenzte Wandungsinnenraum mit einem gasförmigen und damit kompressiblen, leicht verdrängbaren Medium, wie beispielsweise Luft gefüllt sind.It is provided that the carrier wall has at least one first wall area with at least two wall elements, which at least regionally delimit a wall interior of the carrier wall and which extend at least in the initial state at a predetermined distance from one another. The carrier wall can thus be formed from a plurality of wall elements, which can be designed as lamellae, for example, wherein the wall elements can be arranged at a distance from one another. Due to this layered structure, a particularly large proportion of accident-related energy can be converted into deformation work, since, due to the spacing between the wall elements, deformation of the wall elements can occur largely unhindered as a result of the force of the accident. The reason for this is that the spacing at least largely prevents the wall elements from being directly supported on one another and thus at least merely merely prevents the energy from being converted into deformation energy is slightly disturbed. The wall elements can thus be bent, for example, when the force is exerted as a result of the accident, and additionally or alternatively kink or compress, to name just a few examples of the shapes the wall elements can assume in the deformation state. At the same time, a particularly high flexural rigidity of the body beam can be achieved in a loading direction different from the main direction of extent of the body beam. If the sum of the wall thicknesses of the wall elements of the body beam according to the invention corresponds, for example, to a side member wall thickness of a side member known from the prior art, the body beam according to the invention has a bending stiffness that is at least largely comparable to the side member known from the prior art. Due to the distance between the wall elements, however, in contrast to systems known from the prior art, a particularly targeted deformation and thus a particularly controlled transfer of the body beam from the initial state (undamaged state) to the deformation state as a result of the force caused by the accident is enabled. In addition, the body support according to the invention can be used to convert a larger proportion of the accident-related energy into deformation work of the body support, whereby the body support according to the invention can make a greater contribution to the passive safety of a motor vehicle compared to systems known from the prior art. The side element can for example be designed as a connection element or as a flange, on which the body support can be connected to other vehicle components. An introduction of force into the at least one support wall can thus take place in the event of the force acting as a result of the accident, mediated by the side element, which enables a particularly targeted loading of the support wall in the main direction of extent. In order to achieve a particularly targeted and, in particular, unhindered deformation from the initial state into the deformation state, it is advantageous if the interior and the wall interior, which is at least partially bounded by the at least two wall elements, with a gaseous and thus compressible, easily displaceable medium, such as air are filled.

Zudem weist die Trägerwand zumindest in einem in der Haupterstreckungsrichtung orientierten zweiten Wandbereich eine von dem ersten Wandbereich verschiedene Anzahl an Wandungselementen auf, von welchen zumindest zwei einen zweiten Wandungsinnenraum zumindest bereichsweise begrenzen und welche sich in der Haupterstreckungsrichtung erstrecken. Dies ist von Vorteil, da der zweite Wandbereich aufgrund dessen verschiedener Anzahl an Wandungselementen, ein zu dem ersten Wandbereich verschiedenes Verformungsverhalten bei der unfallbedingten Krafteinwirkung aufweisen kann. Somit kann das Verformen von dem Ausgangszustand in den Deformationszustand besonders kontrolliert erfolgen, wobei die jeweiligen Wandbereiche kontrolliert nacheinander verformt werden können. Der erste Wandbereich kann beispielsweise über eine erste Stützwand etwaige unfallbedingte Kräfte an den zweiten Wandbereich weiterleiten, wobei die erste Stützwand beispielsweise parallel zu dem Seitenelement orientiert sein kann. Je nach Querschnittsform des Karosserieträgers kann die Stützwand beispielsweise einen vieleckigen Querschnitt mit einer mittigen Durchgangsöffnung oder beispielsweise einen kreisringförmigen Hohlzylinderquerschnitt aufweisen, um nur einige Beispiele zu nennen. Eine derart gestaltete Stützwand ermöglicht eine besonders gleichmäßige Führung unfallbedingter Kräfte und damit eine besonders gezielte Verformung von dem Ausgangszustand in den Deformationszustand in Folge der unfallbedingten Krafteinwirkung. In addition, at least in a second wall area oriented in the main direction of extent, the carrier wall has a different number of wall elements than the first wall area, of which at least two delimit a second wall interior at least in some areas and which extend in the main direction of extent. This is advantageous because the second wall area, due to its different number of wall elements, can have a different deformation behavior than the first wall area when the force is exerted as a result of the accident. The deformation from the initial state into the deformation state can thus take place in a particularly controlled manner, with the respective wall areas being able to be deformed one after the other in a controlled manner. The first wall area can, for example, pass on any accident-related forces to the second wall area via a first support wall, wherein the first support wall can be oriented, for example, parallel to the side element. Depending on the cross-sectional shape of the body support, the supporting wall can, for example, have a polygonal cross-section with a central through opening or, for example, a circular hollow cylinder cross-section, to name just a few examples. A support wall designed in this way enables a particularly uniform guidance of accident-related forces and thus a particularly targeted deformation from the initial state into the deformation state as a result of the force effect caused by the accident.

Erfindungsgemäß weisen die Wandungselemente des zweiten Wandbereichs eine von den Wandungselementen des ersten Wandbereichs verschiedene Wandstärke auf. Dies ist von Vorteil, da durch die unterschiedliche Wandstärke das Deformationsverhalten sowie die Biegesteifigkeit der jeweiligen Wandbereiche auf besonders einfache Weise beeinflusst werden kann.According to the invention, the wall elements of the second wall area have a different wall thickness from the wall elements of the first wall area. This is advantageous because the deformation behavior and the flexural rigidity of the respective wall areas can be influenced in a particularly simple manner due to the different wall thicknesses.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die wenigstens zwei Wandungselemente des ersten Wandbereichs in der Haupterstreckungsrichtung von dem Seitenelement weg. Dies ist von Vorteil, da dadurch ein besonders großer Anteil an unfallbedingter Energie in Verformungsarbeit an den Wandungselementen umgesetzt werden kann, indem die Wandungselemente beispielsweise gestaucht und zusätzlich oder alternativ verbogen werden.In an advantageous embodiment of the invention, the at least two wall elements of the first wall area extend away from the side element in the main direction of extent. This is advantageous because a particularly large proportion of accident-related energy can be converted into deformation work on the wall elements, for example by compressing the wall elements and additionally or alternatively bending them.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Stützelement vorgesehen, welches den Wandungsinnenraum zumindest bereichsweise begrenzt und welches die wenigstens zwei Wandungselemente zumindest im Ausgangszustand in dem vorbestimmten Abstand zueinander hält. Dies ist von Vorteil, da mittels des Stützelements besonders einfach eine etwaige Deformationsrichtung der wenigstens zwei Wandungselemente bei deren Verformung von dem Ausgangszustand in den Deformationszustand vorgegeben werden kann, indem mittels des Stützelements beispielsweise verhindert werden kann, dass sich die Wandungselemente beim Übergang von dem Ausgangszustand in den Deformationszustand berühren. Das Stützelement kann beispielsweise als Schwingungsdämpfer ausgestaltet sein, um zu vermeiden, dass die Wandungselemente, beispielsweise bei einem normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, beispielsweise in Folge von Fahrbahnunebenheiten aneinander schlagen, was zu als störend empfundenen Geräuschen führen kann.In a further advantageous embodiment of the invention, at least one support element is provided, which at least regionally delimits the wall interior and which keeps the at least two wall elements at the predetermined distance from one another, at least in the initial state. This is advantageous because by means of the support element, any deformation direction of the at least two wall elements when they are deformed from the initial state to the deformation state can be specified in a particularly simple manner by using the support element, for example, to prevent the wall elements from moving during the transition from the initial state to touch the deformation state. The support element can be designed, for example, as a vibration damper to avoid that the Wall elements hit one another, for example during normal driving of the motor vehicle, for example as a result of uneven road surfaces, which can lead to noises that are perceived as annoying.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Summe der Wandstärken der Wandungselemente des ersten Wandbereichs gleich einer Summe der Wandstärken der Wandungselemente des zweiten Wandbereichs. Dies ist von Vorteil, da somit der erste Wandbereich und der zweite Wandbereich vergleichbare Biegesteifigkeiten aufweisen können und damit insgesamt zu einer beispielsweise entlang der Haupterstreckungsrichtung gleichmäßigen Biegesteifigkeit des Karosserieträgers beitragen.In a further advantageous embodiment of the invention, a sum of the wall thicknesses of the wall elements of the first wall area is equal to a sum of the wall thicknesses of the wall elements of the second wall area. This is advantageous because the first wall area and the second wall area can thus have comparable bending stiffnesses and thus contribute overall to a uniform bending stiffness of the body beam, for example along the main direction of extent.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Trägerwand ein Hohlzylinder. Dies ist von Vorteil, da ein derartiger Hohlzylinder einerseits besonders einfach herzustellen ist und andererseits in verschiedenen Belastungsrichtungen eine homogene Festigkeit und Steifigkeit aufweisen kann.In a further advantageous embodiment of the invention, the support wall is a hollow cylinder. This is advantageous because such a hollow cylinder is on the one hand particularly easy to produce and on the other hand can have a homogeneous strength and rigidity in different loading directions.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Karosserieträger ein Polyeder, insbesondere ein Hexaeder. Dies ist von Vorteil, da durch eine etwaige Variation verschiedener Seitenlängen des Polyeders auf besonders einfache Art und Weise eine unterschiedliche, bedarfsgerechte Biegesteifigkeit des Karosserieträgers in verschiedenen Belastungsrichtungen eingestellt werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, the body support is a polyhedron, in particular a hexahedron. This is advantageous because a possible variation of different side lengths of the polyhedron can be used to set a different, needs-based flexural rigidity of the body beam in different loading directions in a particularly simple manner.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Karosserieträger ein Längsträger oder ein Querträger oder ein Schweller. Dies ist von Vorteil, da Längsträger, Querträger oder Schweller bei einem Unfall besonders hohen Belastungen ausgesetzt sind und sich der erfindungsgemäße Karosserieträger besonders gut dazu eignet diese Belastungen aufzunehmen.In a further advantageous embodiment of the invention, the body support is a longitudinal support or a cross support or a rocker. This is advantageous since the side members, cross members or rocker panels are exposed to particularly high loads in the event of an accident and the body carrier according to the invention is particularly well suited to absorbing these loads.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Karosserieträger. Mittels eines derartigen Kraftfahrzeugs kann ein besonders großer Anteil an unfallbedingter Energie in Verformungsarbeit umgewandelt werden. Dementsprechend weist ein derartiges Kraftfahrzeug eine besonders hohe passive Sicherheit auf.Another aspect of the invention relates to a motor vehicle with a body carrier. By means of such a motor vehicle, a particularly large proportion of the accident-related energy can be converted into deformation work. Such a motor vehicle accordingly has a particularly high level of passive safety.

Die in Bezug auf den erfindungsgemäßen Karosserieträger vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und umgekehrt.The preferred embodiments presented in relation to the body support according to the invention and their advantages apply correspondingly to the motor vehicle according to the invention and vice versa.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The combinations of features mentioned above in the description as well as the combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages and details of the invention emerge from the claims, the following description of preferred embodiments and on the basis of the drawings.

Im Folgenden ist die Erfindung noch einmal anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierzu zeigen:

1 eine Schnittansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Längsträgers;
2 eine Schnittansicht eines Karosserieträgers; und
3 eine Schnittansicht einer für die Erfindung bespielhaften Ausführungsform des Karosserieträgers, wobei der Karosserieträger eine Mehrzahl an Wandbereichen mit jeweils unterschiedlicher Anzahl an Wandungselementen aufweist.

In the following, the invention is explained once again using a specific exemplary embodiment. To do this, show:

1 a sectional view of a longitudinal beam known from the prior art;
2 a sectional view of a body beam; and
3 a sectional view of an exemplary embodiment of the body carrier for the invention, the body carrier having a plurality of wall areas, each with a different number of wall elements.

1 zeigt ein Schnittdarstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Längsträgers 80, welcher zwei Flansche 81, 82 sowie eine Mehrzahl an Wänden 83, 84 aufweist, wobei sich die Wände 83, 84 in Längsrichtung zwischen den Flanschen 81, 82 erstrecken. Die Flansche 81, 82 sowie die Wände 83, 84 begrenzen dabei einen Innenraum 85 des Längsträgers 80. 1 shows a sectional view of a longitudinal member known from the prior art 80 which has two flanges 81 , 82 as well as a plurality of walls 83 , 84 having, with the walls 83 , 84 lengthways between the flanges 81 , 82 extend. The flanges 81 , 82 as well as the walls 83 , 84 delimit an interior space 85 of the side member 80 .

2 und 3 zeigen in jeweiligen Schnittansichten jeweils einen Karosserieträger 10 für ein, vorliegend lediglich in 2 durch eine gestrichelte Linie dargestelltes Kraftfahrzeug 70. Der Karosserieträger 10 ist dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Schweller des Kraftfahrzeugs 70 ausgestaltet. Alternativ dazu könnte der Karosserieträger 10 auch als Längsträger oder als Querträger des Kraftfahrzeugs 70 ausgestaltet sein. 2 and 3 each show a body support in respective sectional views 10 for one, present only in 2 automobile represented by a dashed line 70 . The body carrier 10 is in the present embodiment as the sill of the motor vehicle 70 designed. Alternatively, the body beam could 10 also as a side member or as a cross member of the motor vehicle 70 be designed.

Der in 2 gezeigte Karosserieträger 10 weist vorliegend zwei Seitenelemente, ein erstes Seitenelement 14 und ein zweites Seitenelement 16 auf, wobei die Seitenelemente 14, 16 im vorliegenden Ausführungsbeispiel als jeweilige Flansche des Karosserieträgers 10 ausgestaltet sind. Der in 2 dargestellte Karosserieträger 10 ist vorliegend als Hexaeder ausgestaltet und weist zwei sich in einer Haupterstreckungsrichtung H zwischen den beiden Seitenelementen 14, 16 erstreckende Trägerwände 20, 21 auf, wobei die Seitenelemente 14, 16 und die Trägerwände 20, 21 einen Innenraum 12 des Karosserieträgers 10 zumindest bereichsweise gegenüber einer Umgebung U abgrenzen und wobei die Trägerwände 20, 21 dazu ausgebildet sind, in Folge einer, in der Haupterstreckungsrichtung H des Karosserieträgers 10 orientierten, unfallbedingten Krafteinwirkung F von einem Ausgangszustand A in einen Deformationszustand D verformt zu werden. Auf die Krafteinwirkung F sowie auf den Deformationszustand D wird exemplarisch in 3 näher eingegangen. Die in 2 gezeigte Trägerwand 20 umfasst einen ersten Wandbereich 22 mit vorliegend drei Wandungselementen 24, 26, 28, welche mehrere Wandungsinnenräume 30 der Trägerwand 20 zumindest bereichsweise begrenzen. Die Wandungselemente 24, 26, 28 sind in deren, in 2 gezeigten Ausgangszustand A, welcher einem unfallfreien Zustand und damit einem unverformten Zustand entspricht, in einem vorbestimmten Abstand a zueinander angeordnet. Vorliegend erstrecken sich die drei Wandungselemente 24, 26, 28 des ersten Wandbereichs 22 in der Haupterstreckungsrichtung H zwischen den beiden Seitenelementen 14, 16 parallel zueinander in dem vorbestimmten Abstand a.The in 2 Body carrier shown 10 in the present case has two side elements, a first side element 14th and a second side member 16 on, with the side elements 14th , 16 in the present embodiment as the respective flanges of the body support 10 are designed. The in 2 illustrated body carrier 10 is in the present case designed as a hexahedron and has two in a main direction of extent H between the two side elements 14th , 16 extending support walls 20th , 21st on, with the side elements 14th , 16 and the support walls 20th , 21st an interior 12 of the body beam 10 delimit at least regionally from an environment U and wherein the carrier walls 20th , 21st are designed for this purpose, as a result of one, in the main direction of extent H des Body beam 10 oriented, accident-related force F to be deformed from an initial state A to a deformation state D. The force F and the deformation state D are exemplified in 3 detailed. In the 2 shown support wall 20th comprises a first wall area 22nd with three wall elements here 24 , 26th , 28 , which several wall interiors 30th the support wall 20th at least in certain areas. The wall elements 24 , 26th , 28 are in their, in 2 initial state A shown, which corresponds to an accident-free state and thus an undeformed state, arranged at a predetermined distance a from one another. In the present case, the three wall elements extend 24 , 26th , 28 of the first wall area 22nd in the main direction of extent H between the two side elements 14th , 16 parallel to each other at the predetermined distance a.

Die Trägerwand 20 weist vorliegend zwei Stützelemente 33, 34 auf, welche die jeweiligen Wandungsinnenräume 30 ebenso wie die jeweiligen Wandungselemente 24, 26, 28 des ersten Wandbereichs 22 zumindest bereichsweise begrenzen und welche die Wandungselemente 24, 26, 28 zumindest im Ausgangszustand A in dem vorbestimmten Abstand a zueinander halten. Die Trägerwand 21 weist im Wesentlichen einen mit der Trägerwand 20 vergleichbaren Aufbau auf, jedoch umfasst die Trägerwand 21 zwei Stützelemente 35, 36, welche vorliegend in der Haupterstreckungsrichtung H zu den Stützelementen 33, 34 der Trägerwand 20 versetzt sind. Die Stützelemente 33, 34, 35, 36 sind vorliegend als Stege ausgebildet, welche sich senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung H entlang der jeweiligen Wandungselemente 24, 26, 28 erstrecken.The support wall 20th in the present case has two support elements 33 , 34 on which the respective wall interiors 30th as well as the respective wall elements 24 , 26th , 28 of the first wall area 22nd at least regionally and which limit the wall elements 24 , 26th , 28 hold at least in the initial state A at the predetermined distance a from each other. The support wall 21st essentially has one with the support wall 20th comparable structure, but includes the support wall 21st two support elements 35 , 36 , which in the present case in the main direction of extent H to the support elements 33 , 34 the support wall 20th are offset. The support elements 33 , 34 , 35 , 36 are presently designed as webs which extend perpendicular to the main direction of extent H along the respective wall elements 24 , 26th , 28 extend.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Karosserieträgers 10, wobei 3 auch Merkmale enthält, welche bereits anhand von 2 erläutert wurden, weshalb im Folgenden nicht erneut darauf eingegangen wird. 3 shows a further embodiment of the body beam 10 , in which 3 also contains features that are already based on 2 explained, which is why it will not be discussed again in the following.

Die Trägerwand 20 des in 3 gezeigten Karosserieträgers 10 ist als Hohlzylinder ausgebildet und weist in einem in der Haupterstreckungsrichtung H orientierten zweiten Wandbereich 42 einer von dem ersten Wandbereich 22 verschiedenen Anzahl an Wandungselementen, nämlich vorliegend zwei Wandungselementen 44, 46 auf, welchen einen zweiten Wandungsinnenraum 50 zumindest bereichsweise begrenzen und welche sich in der Haupterstreckungsrichtung H erstrecken. Die Wandungselemente 44, 46 des zweiten Wandbereichs 42 bilden dabei eine Teilwand 40 der Trägerwand 20. Während die Wandungselemente 24, 26, 28 des ersten Wandbereichs 22 jeweils eine erste Wandstärke X aufweisen, weisen die Wandungselemente 44, 46 des zweiten Wandbereichs 42 eine von der Wandstärke X verschiedene Wandstärke Y auf. Die Summe der Wandstärken X der Wandungselemente 24, 26, 28 des ersten Wandbereichs 22 ist dabei gleich einer Summe der Wandstärken Y der Wandungselemente 44, 46 des zweiten Wandbereichs 42. Der erste Wandbereich 22 und damit dessen Wandungselemente 24, 26, 28 ist über eine erste Stützwand 32 mit dem zweiten Wandbereich 42 und damit den Wandungselementen 44, 46 einteilig verbunden. Die Wandungselemente 44, 46 des zweiten Wandbereichs 42 weisen einen Abstand b zueinander auf, welcher vorliegend größer ist als der Abstand a zwischen den jeweiligen Wandungselementen 24, 26, 28 des ersten Wandbereichs 22. Die Wandstärken X, Y sowie die Abstände a, b sind derart aufeinander abgestimmt, dass jeweilige, der Umgebung U zugewandte Außenseiten der Wandungselemente 24, 44 des ersten Wandbereichs 22 bzw. des zweiten Wandbereichs 42 in der Haupterstreckungsrichtung H zueinander fluchten. Dabei fluchten auch jeweilige, dem Innenraum 12 zugewandte Innenseiten der Wandungselemente 28, 46 in deren jeweiligem Ausgangszustand A ebenfalls in der Haupterstreckungsrichtung H miteinander.The support wall 20th of the in 3 shown body beam 10 is designed as a hollow cylinder and has a second wall area oriented in the main direction of extent H. 42 one of the first wall area 22nd different numbers of wall elements, namely two wall elements in the present case 44 , 46 on which a second wall interior 50 at least regionally and which extend in the main direction of extent H. The wall elements 44 , 46 of the second wall area 42 thereby form a partial wall 40 the support wall 20th . While the wall elements 24 , 26th , 28 of the first wall area 22nd each have a first wall thickness X, the wall elements 44 , 46 of the second wall area 42 a wall thickness Y different from the wall thickness X. The sum of the wall thicknesses X of the wall elements 24 , 26th , 28 of the first wall area 22nd is equal to a sum of the wall thicknesses Y of the wall elements 44 , 46 of the second wall area 42 . The first wall area 22nd and thus its wall elements 24 , 26th , 28 is via a first retaining wall 32 with the second wall area 42 and thus the wall elements 44 , 46 connected in one piece. The wall elements 44 , 46 of the second wall area 42 have a distance b from one another, which in the present case is greater than the distance a between the respective wall elements 24 , 26th , 28 of the first wall area 22nd . The wall thicknesses X, Y and the distances a, b are coordinated with one another in such a way that respective outer sides of the wall elements facing the environment U 24 , 44 of the first wall area 22nd or the second wall area 42 are aligned in the main direction of extent H. In doing so, they also align with the interior 12 facing inner sides of the wall elements 28 , 46 in their respective initial state A also in the main direction of extent H with each other.

An den zweiten Wandbereich 42 schließt eine zweite Stützwand 52 an, an welcher eine weitere Teilwand 60 der Trägerwand 20 mit einer dritten Wandstärke Z angrenzt. Die dritte Wandstärke Z entspricht der Summe der Wandstärken X und damit auch der Summe der Wandstärken Y. Aufgrund der zueinander gleichen Wandstärken X, Y, Z weist der Karosserieträger 10 vorliegend entlang der gesamten Trägerwand 20 eine zumindest weitgehend gleiche Biegesteifigkeit I auf.On the second wall area 42 includes a second retaining wall 52 on which another partial wall 60 the support wall 20th with a third wall thickness Z is adjacent. The third wall thickness Z corresponds to the sum of the wall thicknesses X and thus also the sum of the wall thicknesses Y. Due to the wall thicknesses X, Y, Z being equal to one another, the body support 10 in the present case along the entire support wall 20th an at least largely the same bending stiffness I.

Zusammenfassend ist mit dem Karosserieträger 10 ein Multi-Layer-Bauteil bereitgestellt, welches aus einer Vielzahl an Wandungselementen 24, 26, 28, 44, 46 gebildet sein kann. Die Wandungselemente 24, 26, 28 können durch jeweilige Stützelemente 33, 34, welche in 3 in der Haupterstreckungsrichtung H versatzfrei zueinander angeordnet sind, miteinander verbunden sein. Dies gilt auch für den zweiten Wandbereich 42, wobei dessen Wandungselemente 44, 46 vorliegend mittels eines weiteren Stützelements 48 miteinander verbunden sein können. Der Karosserieträger 10 kann einteilig, beispielsweise durch ein generatives Schichtaufbauverfahren aus einem pulverförmigen Werkstoff, beispielsweise aus einem Metallpulver hergestellt sein. Der in 3 jeweils für die Wandbereiche 22, 42 dargestellte Deformationszustand D kann einem sogenannten Faltenbeulen entsprechen, welches vorliegend anhand der Wandungselemente 24, 28, 44, 46 gezeigt ist. Die Wandungselemente 24, 28, 44, 46 sind in deren jeweiligem Deformationszustand D gestrichelt dargestellt und beispielhaft senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung H ausgeknickt.In summary is with the body beam 10 a multi-layer component is provided, which consists of a large number of wall elements 24 , 26th , 28 , 44 , 46 can be formed. The wall elements 24 , 26th , 28 can through respective support elements 33 , 34 , what a 3 are arranged without offset to one another in the main direction of extent H, be connected to one another. This also applies to the second wall area 42 , its wall elements 44 , 46 in the present case by means of a further support element 48 can be connected to each other. The body carrier 10 can be produced in one piece, for example by a generative layer construction process, from a powdery material, for example from a metal powder. The in 3 each for the wall areas 22nd , 42 The deformation state D shown can correspond to a so-called buckling of folds, which in the present case is based on the wall elements 24 , 28 , 44 , 46 is shown. The wall elements 24 , 28 , 44 , 46 are shown in their respective deformation state D with dashed lines and are bent, for example, perpendicular to the main direction of extent H.

Claims

Body support (10) for a motor vehicle (70), with at least one side element (14, 16) and with at least one support wall (20) connected to the side element (14, 16), the side element (14, 16) and the support wall ( 20) delimit at least one interior space (12) of the body beam (10) at least in some areas from an environment (U), and at least the beam wall (20) is designed to be oriented in a main direction of extent (H) of the body beam (10) , to be deformed from an initial state (A) into a deformation state (D) due to the force of the accident (F), the support wall (20) having at least one first wall area (22) with at least two wall elements (24, 26, 28) which have a Wall interior (30) of the carrier wall (20) at least regionally and which at least in the initial state (A) extend at a predetermined distance (a) from one another and wherein the carrier wall (20) at least t in a second wall area (42) oriented in the main direction of extent (H) has a different number of wall elements (44, 46) from the first wall area (22), of which at least two delimit a second wall interior (50) at least in some areas and which are mutually exclusive extend in the main direction of extent (H), characterized in that the wall elements (44, 46) of the second wall region (42) have a wall thickness (Y) different from the wall elements (24, 26, 28) of the first wall region (22).

Body support (10) after Claim 1 , characterized in that the at least two wall elements (24, 26, 28) of the first wall area (22) extend away from the side element (14, 16) in the main direction of extent (H).

Body support (10) after Claim 1 or 2 , characterized in that at least one support element (33, 34) is provided which delimits the wall interior (30) at least regionally and which the at least two wall elements (24, 26, 28) at least in the initial state (A) at the predetermined distance (a ) holds to each other.

Body support (10) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that a sum of the wall thicknesses (X) of the wall elements (24, 26, 28) of the first wall area (22) is equal to a sum of the wall thicknesses (Y) of the wall elements (44, 46) of the second wall area (42).

Body support (10) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the support wall (20) is a hollow cylinder.

Body support (10) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the body support (10) is a polyhedron.

Body support (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the body support (10) is a longitudinal support or a transverse support or a sill.

Motor vehicle (70) with a body support (10) according to one of the Claims 1 to 7th .