DE102016209185B3

DE102016209185B3 - Body structure for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102016209185B3
Application number: DE102016209185.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Schwering; Ireneusz Kuczmera; Matthias Neugebauer; Andreas Weiss
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-05-26
Filing date: 2016-05-26
Publication date: 2017-10-19
Anticipated expiration: 2036-05-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein zweispuriges Fahrzeug, mit einem als ein Hohlprofilträger ausgebildeten A-Säulenelement (12), dessen in der Fahrzeugquerrichtung (y) äußeres Seitenteil (19) zumindest eine in der Fahrzeughochrichtung (z) bevorzugt untere Scharnierverstärkung (27) aufweist, die als ein topf- oder kastenförmiges Formteil mit zumindest einer in der Fahrzeughochrichtung (z) oberen Verstärkungswand (39), einer unteren Verstärkungswand (41) sowie einem zwischengeordneten Montageraum (43) ausgebildet ist, über den ein bevorzugt unteres Türscharnier (45) montierbar ist. Erfindungsgemäß weist die Scharnierverstärkung (27) eine Deformationsstruktur (59) auf, die die Bauteilsteifigkeit der Scharnierverstärkung (27) in der Fahrzeuglängsrichtung (x) reduziert und bei einer Fahrzeug-Frontalkollision (FA) deformierbar ist.The invention relates to a body structure for a two-lane vehicle, having an A-pillar element (12) designed as a hollow-profile carrier, the outer side part (19) of which has at least one lower hinge reinforcement (27) in the vehicle vertical direction (z) formed as a pot-shaped or box-shaped molding with at least one in the vehicle vertical direction (z) upper reinforcing wall (39), a lower reinforcing wall (41) and an intermediate mounting space (43) over which a preferably lower door hinge (45) mountable is. According to the invention, the hinge reinforcement (27) has a deformation structure (59) which reduces the component rigidity of the hinge reinforcement (27) in the vehicle longitudinal direction (x) and is deformable in a vehicle frontal collision (FA).

Description

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

Das A-Säulenelement eines zweispurigen Kraftfahrzeugs ist üblicherweise als ein Hohlprofilträger mit einem äußeren sowie einem inneren Blechformteil ausgeführt. An dessen oberen Säulenknoten laufen ein oberer Karosserielängsträger, ein die Windschutzscheibe des Fahrzeugs begrenzendes Rahmenseitenteil sowie eine Querbaugruppe zusammen, in der beispielhaft ein Modul-Querträger, eine Stirnwand und/oder ein Wasserkasten integriert ist. Am unteren Säulenknoten des A-Säulenelementes schließt sich in der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten ein seitlicher Türschweller an. Zudem sind am äußeren Blechformteil des A-Säulenelementes untere und obere Scharnierverstärkungen vorgesehen, um das untere und obere Türscharnier einer vorderen Seitentür des Fahrzeugs anzulenken.The A-pillar element of a two-lane motor vehicle is usually designed as a hollow-section carrier with an outer and an inner sheet-metal shaped part. At the upper column node run an upper body longitudinal member, the windshield of the vehicle limiting frame side member and a transverse assembly together, in the example, a module cross member, an end wall and / or a water tank is integrated. At the lower column node of the A-pillar element is followed in the vehicle longitudinal direction to the rear of a side door sill. In addition, lower and upper hinge reinforcements are provided on the outer sheet metal part of the A-pillar member to articulate the lower and upper door hinge of a front side door of the vehicle.

In gängiger Praxis werden zur Verschraubung der Vordertür-Scharniere oftmals an den Scharnierverstärkungen Gewindeplatten eingesetzt. Diese weisen eine höhere Wandstärke als die umliegenden Bauteile auf und können sämtliche Lasten aus dem Türscharnier aufnehmen. Bei den eingetragenen Lasten handelt es sich vor allem um Biegemomente in Folge eines Türdurchhanges bzw. einer Türüberdrückung. Die Gewindeplatten bringen aufgrund der hohen Wandstärke ein entsprechend hohes Bauteilgewicht mit sich und müssen per MAG-Schweissen energie- und kostenintensiv gefügt werden.In common practice, threaded plates are often used to screw the front door hinges to the hinge reinforcements. These have a higher wall thickness than the surrounding components and can absorb all loads from the door hinge. The registered loads are mainly bending moments as a result of a door sag or door suppression. Due to the high wall thickness, the threaded plates result in a correspondingly high component weight and must be joined using MAG welding in an energy-consuming and cost-intensive manner.

Aus der DE 10 2014 015 749 A1 ist eine Karosseriestruktur bekannt. In dieser Karosseriestruktur ist eine Scharnierverstärkung als ein Blechformteil mit einem Topf- oder Kastenprofil realisiert. Das Blechteil wird durch aufwendige Blechumformung als ein separates Bauteil hergestellt und innenseitig am äußeren Blechformteil des A-Säulenelementes montiert. Aus der DE 36 22 188 A1 ist eine weitere Karosseriestruktur bekannt, bei der im Hohlraum eines A-Säulenelementes eine Scharnierverstärkung angeordnet ist.From the DE 10 2014 015 749 A1 is a body structure known. In this body structure, a hinge reinforcement is realized as a sheet metal part with a pot or box profile. The sheet metal part is produced by complex sheet metal forming as a separate component and mounted on the inside of the outer sheet metal part of the A-pillar element. From the DE 36 22 188 A1 is another body structure known in which in the cavity of an A-pillar element, a hinge reinforcement is arranged.

Speziell die untere Scharnierverstärkung erhöht die Bauteilsteifigkeit des äußeren Blechformteils des unteren A-Säulenknotens in der Fahrzeuglängsrichtung. Dies beeinflusst das Crashverhalten der Karosseriestruktur bei einer Fahrzeug-Frontalkollision mit geringer seitlicher Überdeckung, bei der die crashzugewandte Fahrzeugrad-Felge in der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten gegen den unteren Säulenknoten des A-Säulenelementes drückt. Die Aufprallkräfte werden somit von der crashzugewandten Fahrzeugrad-Felge über den unteren Säulenknoten sowie den Türschweller bis zur crashabgewandten Fahrzeug-Heckseite geleitet. Specifically, the lower hinge reinforcement increases the component rigidity of the outer sheet molding of the lower A-pillar node in the vehicle longitudinal direction. This affects the crash behavior of the body structure in a low collision vehicle frontal collision wherein the crash facing vehicle wheel rim pushes rearward in the vehicle longitudinal direction against the lower pillar node of the A pillar member. The impact forces are thus passed from the crash-facing vehicle wheel rim on the lower pillar node and the door sill to the crash rear side of the vehicle.

Bei der obigen Unfallkonstellation wird das äußere Blechformteil des A-Säulenelementes (aufgrund der unteren Scharnierverstärkung) in der Fahrzeuglängsrichtung weniger stark deformiert als das innere Blechformteil. Dadurch wird die Flanschverbindung F am Übergang vom unteren Säulenknoten in den Türschweller mit Scherkräften beansprucht, die zu einem Aufreißen der Flanschverbindung führen, wodurch das Crashverhalten der Fahrzeugkarosserie beeinträchtigt wird.In the above accident constellation, the outer sheet metal part of the A-pillar member (due to the lower hinge reinforcement) in the vehicle longitudinal direction is less deformed than the inner sheet metal part. As a result, the flange connection F is subjected to shearing forces at the transition from the lower pillar node into the door sill, which leads to tearing of the flange connection, as a result of which the crash behavior of the vehicle body is impaired.

Aus der DE 10 2015 011 080 A1 ist eine gattungsgemäße Seiten-Fahrzeugkarosseriestruktur eines Fahrzeugs und ein Verfahren zum Absorbieren einer Überlappungskollision bekannt. From the DE 10 2015 011 080 A1 For example, a generic side vehicle body structure of a vehicle and a method of absorbing an overlap collision are known.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosseriestruktur für ein zweispuriges Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei der das Crashverhalten bei einer Fahrzeug-Frontalkollision in einfacher Weise verbessert wird.The object of the invention is to provide a body structure for a two-lane motor vehicle, in which the crash behavior is improved in a vehicle head-on collision in a simple manner.

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

Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass es im Stand der Technik bei einer Fahrzeug-Frontalkollision zu einem frühzeitigen Auseinanderreißen der Flanschverbindung am Übergang zwischen dem unteren Säulenknoten des A-Säulenelementes und des daran anschließenden Türschwellers kommen kann. Vor diesem Hintergrund weist die Scharnierverstärkung eine Deformationsstruktur auf, die die Bauteilsteifigkeit der Scharnierverstärkung in der Fahrzeuglängsrichtung reduziert. Auf diese Weise ist die Scharnierverstärkung bei einer Frontalkollision in der Fahrzeuglängsrichtung deformierbar, wodurch sich die Scherbelastung der Flanschverbindung am Übergang vom unteren Säulenknoten der A-Säule zum daran anschließenden Türschweller reduzieren lässt. Dadurch bleibt im Crashverlauf die Flanschverbindung länger aufrechterhalten, so dass das Crashverhalten der Fahrzeugkarosserie nicht beeinträchtigt wird.The invention is based on the fact that in the prior art in a vehicle head-on collision early disruption of the flange connection may occur at the transition between the lower column node of the A-pillar element and the adjoining door sill. Against this background, the hinge reinforcement has a deformation structure that reduces the component rigidity of the hinge reinforcement in the vehicle longitudinal direction. In this way, the hinge reinforcement is deformable in a frontal collision in the vehicle longitudinal direction, whereby the shear stress of the flange connection can be reduced at the transition from the lower pillar node of the A-pillar to the adjoining door sill. As a result, the flange connection is maintained longer in the crash, so that the crash behavior of the vehicle body is not affected.

Damit bei den üblichen Türlastfällen ein einwandfreier Lasteintrag von der Fahrzeug-Seitentür in die Karosseriestruktur erfolgt, überbrücken die oberen und unteren Verstärkungswände der Scharnierverstärkung den Hohlraum des A-Säulenelementes in der Fahrzeuglängsrichtung durchgängig. Auf diese Weise wird das A-Säulenelement im Bereich des Säulenknotens zusätzlich versteift. Um dennoch das oben beschriebene Crashverhalten der Scharnierverstärkung zu gewährleisten, weist die Deformationsstruktur zumindest eine Deformationssicke auf, die in der oberen und/oder unteren Verstärkungswand ausgebildet ist. Die Deformationssicke ist im Querschnitt rinnenförmig oder U-profilförmig ausgebildet und erstreckt sich in der Fahrzeugquerrichtung. Auf diese Weise bewirkt die Deformationssicke in Doppelfunktion einerseits im Kollisionsfall eine reduzierte Bauteilsteifigkeit im unteren A-Säulenknoten und andererseits im Normalbetrieb eine Steifigkeitserhöhung in der Fahrzeughochrichtung.Thus, in the usual door load cases a perfect load entry from the vehicle side door into the body structure, bridged the upper and lower reinforcing walls of the hinge reinforcement the cavity of the A-pillar element in the vehicle longitudinal direction throughout. In this way, the A-pillar element is additionally stiffened in the area of the column knot. Nevertheless, in order to ensure the above-described crash behavior of the hinge reinforcement, the Deformation structure on at least one deformation bead, which is formed in the upper and / or lower reinforcing wall. The deformation bead is channel-shaped or U-shaped in cross-section and extends in the vehicle transverse direction. In this way, the deformation bead in a double function on the one hand in the event of a collision causes a reduced component stiffness in the lower A-pillar node and on the other hand in normal operation a stiffness increase in the vehicle vertical direction.

In einer technischen Umsetzung kann das äußere Seitenteil des A-Säulenelementes U-profilförmig ausgebildet sein, und zwar mit einem in der Fahrzeugquerrichtung äußeren Profilgrund und mit davon nach fahrzeuginnen hochgezogenen vorderen und hinteren Profilwänden mit abgekanteten Randflanschen. Diese sind mit einem inneren Seitenteil des A-Säulenelementes in Flanschverbindung F, die einen karosserieseitigen Tür-Ausschnitt begrenzt, verbunden. Die Flanschverbindung geht in der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten in den daran anschließenden Türschweller über, der den karosserieseitigen Tür-Ausschnitt bodenseitig begrenzt.In a technical implementation, the outer side part of the A-pillar element may be U-shaped profile, with an outer in the vehicle transverse direction profile ground and with it after vehicle inside raised front and rear profile walls with folded edge flanges. These are connected to an inner side part of the A-pillar element in flange F, which limits a body-side door cutout. The flange connects in the vehicle longitudinal direction to the rear in the adjoining door sill, which limits the body-side door cutout bottom side.

Im Hinblick auf einen im Normalbetrieb deformationsfreien Krafteintrag in die Fahrzeugkarosserie ist es bevorzugt, wenn die Scharnierverstärkung einen Verstärkungsboden aufweist, von dem die oberen und unteren Verstärkungswände hochgezogen sind. Der Verstärkungsboden kann mehrteilig, bevorzugt z.B. zweiteilig, aufgebaut sein, und zwar mit einem Anlagesegment, das in Einbaulage zusammen mit dem Profilgrund des äußeren Seitenteils eine bauteilsteife Doppelwandstruktur bzw. eine dreilagige Wandstruktur bildet, und mit einem daran anschließenden Versteifungssegment. Das Versteifungssegment ist im Unterschied zum obigen Anlagesegment außer Anlage mit dem Profilgrund des äußeren Seitenteils und vielmehr fachwerkartig schräggestellt an der bevorzugt hinteren Profilwand des äußeren Seitenteils des A-Säulenelementes abgestützt. Zur weiteren Aussteifung des (unteren) A-Säulenknotens ist es bevorzugt, wenn die Scharnierverstärkung in der Fahrzeuglängsrichtung vordere und hintere Stirnwände aufweist. Diese sind von dem Verstärkungsboden hochgezogen und können jeweils an den vorderen und hinteren Profilwänden des äußeren Seitenteils des A-Säulenelementes abgestützt sein.In view of a normal deformation-free application of force into the vehicle body, it is preferred if the hinge reinforcement has a reinforcing base, from which the upper and lower reinforcing walls are pulled up. The reinforcement bottom can be made in several parts, preferably e.g. in two parts, be constructed, with a plant segment, which forms a component-rigid double-wall structure or a three-layer wall structure in installation position together with the profile base of the outer side part, and with an adjoining stiffening segment. The stiffening segment is in contrast to the above investment segment out of engagement with the bottom of the profile of the outer side part and rather trussed trussed supported on the preferred rear profile wall of the outer side part of the A-pillar element. For further stiffening of the (lower) A-pillar knot, it is preferable if the hinge reinforcement in the vehicle longitudinal direction has front and rear end walls. These are pulled up from the reinforcement bottom and may each be supported on the front and rear profile walls of the outer side part of the A-pillar element.

Der Verstärkungsboden, insbesondere dessen Anlagesegment, der Scharnierverstärkung ist an einer Anbindungsstelle mit dem Türscharnier verspannt, und zwar unter Zwischenlage des Profilgrundes des äußeren Seitenteils des A-Säulenelementes. Auf diese Weise bildet der Profilgrund zusammen mit dem Anlagesegment die bereits oben erwähnte bauteilsteife dreilagige Wandstruktur. Die Deformationsstruktur und das Versteifungssegment sind bevorzugt in der Fahrzeuglängsrichtung nicht unmittelbar nacheinander angeordnet, sondern vielmehr mit Bezug auf die Anbindungsstelle in der Fahrzeuglängsrichtung einander gegenüberliegend angeordnet. The reinforcing base, in particular its bearing segment, the hinge reinforcement is braced at a connection point with the door hinge, with the interposition of the profile base of the outer side part of the A-pillar element. In this way, the profile base forms together with the investment segment already mentioned above component-rigid three-layer wall structure. The deformation structure and the stiffening segment are preferably not arranged directly one after the other in the vehicle longitudinal direction, but rather are arranged opposite one another with respect to the connection point in the vehicle longitudinal direction.

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/oder Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its advantageous embodiments and / or developments and their advantages will be explained in more detail with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

1 in einer Seitenansicht mit teilweisem Aufriss ein zweispuriges Kraftfahrzeug; 1 in a side view with partial elevation a two-lane motor vehicle;

2 ein in der Fahrzeugquerrichtung äußeres Blechformteil eines A-Säulenelementes des Fahrzeugs; 2 a in the vehicle transverse direction outer sheet metal part of an A-pillar element of the vehicle;

3 in perspektivischer Ansicht eine untere Scharnierverstärkung für ein unteres Türscharnier der vorderen Seitentür des Fahrzeugs; 3 in perspective view, a lower hinge reinforcement for a lower door hinge of the front side door of the vehicle;

4 die untere Scharnierverstärkung in Einbaulage im äußeren Blechformteil des A-Säulenelementes; und 4 the lower hinge reinforcement in installation position in the outer sheet metal part of the A-pillar element; and

5 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene A-A aus der 4. 5 a sectional view along the sectional plane AA from the 4 ,

In der 1 ist ein Kraftfahrzeug in Seitenansicht gezeigt, das an jeder Fahrzeugseite einen oberen Längsträger 7 aufweist, der in der 1 oberhalb eines Radhauses des Vorderrads 9 angeordnet ist und an einem oberen A-Säulenknoten 11 eines A-Säulenelementes 12 angebunden ist. Im oberen A-Säulenknoten 11 laufen neben dem oberen Längsträger 7 eine Querbaugruppe sowie ein Rahmenseitenteil 15 kraftübertragend zusammen, das eine Windschutzscheibe 16 des Fahrzeugs seitlich begrenzt. Das A-Säulenelement 12 weist zudem einen unteren A-Säulenknoten 3 auf, an dem sich in der Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten ein seitlicher Türschweller 5 anschließt, der zusammen mit dem A-Säulenelement 12 einen Tür-Ausschnitt 6 begrenzt, der von einer vorderen Seitentür 17 des Kraftfahrzeugs geschlossen ist.In the 1 a motor vehicle is shown in side view, on each side of the vehicle an upper side member 7 which is in the 1 above a wheelhouse of the front wheel 9 is arranged and attached to an upper A-pillar node 11 an A-pillar element 12 is connected. In the upper A-pillar node 11 run next to the upper side member 7 a transverse assembly and a frame side part 15 power transmitting together, a windshield 16 the vehicle laterally limited. The A-pillar element 12 also has a lower A-pillar node 3 on, in which in the vehicle longitudinal direction x to the rear a side door sill 5 connects, which together with the A-pillar element 12 a door cutout 6 limited by a front side door 17 of the motor vehicle is closed.

Das A-Säulenelement 12 ist als ein Hohlprofilträger ausgeführt, das gemäß der 5 ein fahrzeugäußeres Blechteil 19 und ein fahrzeuginneres Blechformteil 21 aufweist. Das äußere Blechformteil 19 ist in der 2 oder 5 im Querschnitt U-profilförmig ausgebildet, und zwar mit einem, in der Fahrzeugquerrichtung y äußeren Profilgrund 31 sowie mit davon nach fahrzeuginnen hochgezogenen vorderen und hinteren Profilwänden 33, 35, von denen jeweils Randflansche 37 nach außen abgekantet sind. Die Randflansche 37 des äußeren Blechformteils 19 sind in einer Flanschverbindung F (5) mit dem inneren Seitenteil 21 des A-Säulenelementes 12. Die Flanschverbindung F geht von dem A-Säulenelement 12 unterbrechungsfrei in den ebenfalls als ein Hohlprofilteil ausgebildeten Türschweller 5 in der Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten über. Die Flanschverbindung F ist in der 5 in der Fahrzeugquerrichtung y seitlich innerhalb der Verstärkungswände 39, 41 der Scharnierverstärkung 27 angeordnet.The A-pillar element 12 is designed as a hollow profile carrier, which according to the 5 a vehicle exterior sheet metal part 19 and a vehicle-internal sheet metal part 21 having. The outer sheet metal part 19 is in the 2 or 5 in cross-section U- formed profiled, with a, in the vehicle transverse direction y outer profile ground 31 as well as the front and rear profile walls raised therefrom 33 . 35 , of which each edge flanges 37 folded outwards. The edge flanges 37 of the outer sheet metal part 19 are in a flange connection F ( 5 ) with the inner side part 21 of the A-pillar element 12 , The flange F goes from the A-pillar element 12 without interruption in the also designed as a hollow profile part door sill 5 in the vehicle longitudinal direction x to the rear over. The flange connection F is in the 5 in the vehicle transverse direction y laterally within the reinforcement walls 39 . 41 the hinge reinforcement 27 arranged.

Im Hohlraum 23 (5) des A-Säulenelementes 12 ist gemäß der 2 im Bereich des oberen Säulenknotens 11 und des unteren Säulenknotens 3 jeweils eine obere Scharnierverstärkung 25 und eine untere Scharnierverstärkung 27 angeordnet. Die untere Scharnierverstärkung 27 ist in der der 2 ein topf- oder kastenförmiges Blechformteil, das in der Fahrzeughochrichtung z eine obere Verstärkungswand 39 und eine untere Verstärkungswand 41 mit einem zwischengeordneten Montageraum 43 aufweist, über den ein unteres Türscharnier 45 (5) der vorderen Seitentür 17 montierbar (d.h. an der Anbindungsstelle A verschraubbar) ist. Die oberen und unteren Verstärkungswände 39, 41 liegen um die y-Achse gedreht zur Horizontalebene, um eine gute Krafteinleitung zu erzielen.In the cavity 23 ( 5 ) of the A-pillar element 12 is according to the 2 in the area of the upper pillar node 11 and the lower column node 3 each an upper hinge reinforcement 25 and a lower hinge reinforcement 27 arranged. The lower hinge reinforcement 27 is in the 2 a pot-shaped or box-shaped sheet metal part, which in the vehicle vertical direction z an upper reinforcing wall 39 and a lower reinforcing wall 41 with an intermediate mounting space 43 has, over which a lower door hinge 45 ( 5 ) of the front side door 17 mountable (ie screwed to the connection point A) is. The upper and lower reinforcement walls 39 . 41 lie around the y-axis rotated to the horizontal plane to achieve a good force application.

Bei einer Fahrzeug-Frontalkollision mit geringer seitlicher Überdeckung erfolgt eine stark erhöhte Krafteinleitung von Aufprallkräften F_A, bei der eine crashzugewandte Fahrzeugrad-Felge gegen den unteren Säulenknoten 3 des A-Säulenelementes 12 gedrückt wird. Die Aufprallkräfte F_A werden somit von der Fahrzeugrad-Felge über den unteren Säulenknoten 3 in den Türschweller 5 bis zur crashabgewandten Fahrzeug-Heckseite geleitet. Bei dieser Unfallkonstellation besteht die Gefahr, dass die Flanschverbindung F am Übergang zwischen dem unteren Säulenknoten 3 und dem Türschweller 5 mit übermäßig großer Scherbelastung beansprucht wird, wodurch die Flanschverbindung F im Crashverlauf frühzeitig auseinanderreißen kann.In a vehicle head-on collision with low lateral overlap, there is a greatly increased introduction of force by impact forces F _A , in which a crash-facing vehicle wheel rim bears against the lower column node 3 of the A-pillar element 12 is pressed. The impact forces F _A are thus from the vehicle wheel rim on the lower pillar node 3 in the door sill 5 directed to the crash rear side of the vehicle. In this accident constellation there is a risk that the flange F at the transition between the lower column node 3 and the door sill 5 is subjected to excessively high shear stress, whereby the flange F can break apart early in the crash course.

Mit dem nachfolgend beschriebenen Aufbau der unteren Scharnierverstärkung 27 kann ein solches frühzeitiges Auseinanderreißen der Flanschverbindung F verhindert und gleichzeitig das Karosserie-Gewicht reduziert werden:
So ist gemäß den 3, 4 und 5 die untere Scharnierverstärkung 27 ein topf- oder kastenförmiges Tiefziehteil, das einen Verstärkungsboden 47 aufweist, von dem die bereits erwähnten oberen und unteren Verstärkungswände 39, 41 nach fahrzeuginnen abragen. Die oberen und unteren Verstärkungswände 39, 41 überbrücken den Hohlraum 23 des A-Säulenelementes 12 in der Fahrzeuglängsrichtung x durchgängig und gehen vorne und hinten jeweils in eine vordere und hintere Stirnwand 49, 51 über. Die vorderen und hinteren Stirnwände 49, 51 sind jeweils an den vorderen und hinteren Profilwänden 33, 35 des äußeren Blechformteils 19 des A-Säulenelementes 12 abgestützt. Zudem sind die beiden oberen und unteren Verstärkungswände 39, 41 über abgekantete Randflansche 53 (5) innenseitig am fahrzeuginneren Blechformteil 21 angebunden.With the structure of the lower hinge reinforcement described below 27 can prevent such premature tearing of the flange joint F while reducing the body weight:
So is in accordance with the 3 . 4 and 5 the lower hinge reinforcement 27 a pot-shaped or box-shaped deep-drawn part, which has a reinforcement bottom 47 of which the already mentioned upper and lower reinforcement walls 39 . 41 protrude after vehicle inside. The upper and lower reinforcement walls 39 . 41 bridge the cavity 23 of the A-pillar element 12 in the vehicle longitudinal direction x throughout and go front and back respectively in a front and rear end wall 49 . 51 above. The front and rear end walls 49 . 51 are each at the front and rear profile walls 33 . 35 of the outer sheet metal part 19 of the A-pillar element 12 supported. In addition, the two upper and lower reinforcement walls 39 . 41 over beveled edge flanges 53 ( 5 ) inside on the vehicle interior sheet metal part 21 tethered.

Wie aus der 5 weiter hervorgeht, ist der Verstärkungsboden 47 mehrteilig, z.B. zweiteilig aufgebaut, nämlich aus einem Anlagesegment 55, das in Anlage mit dem Profilgrund 31 des äußeren Blechformteils 19 ist, und aus einem Versteifungssegment 57, das außer Anlage mit dem Profilgrund 31 ist und fachwerkartig schräggestellt an der hinteren Profilwand 35 des äußeren Blechformteils 19 des A-Säulenelementes 12 abgestützt ist. Zwischen dem Anlagesegment 55 des Verstärkungsbodens 47 der unteren Scharnierverstärkung 27 und dem unteren Türscharnier 45 ist der Profilgrund 31 des äußeren Blechformteils 19 eingespannt, und zwar unter Bildung einer Anbindungsstelle A.Like from the 5 further, is the reinforcing bottom 47 multi-part, for example, constructed in two parts, namely from an investment segment 55 that in plant with the profile reason 31 of the outer sheet metal part 19 is, and from a stiffening segment 57 that is out of contact with the profile ground 31 is truncated and trussed on the rear profile wall 35 of the outer sheet metal part 19 of the A-pillar element 12 is supported. Between the investment segment 55 of the reinforcement floor 47 the lower hinge reinforcement 27 and the lower door hinge 45 is the profile reason 31 of the outer sheet metal part 19 clamped, forming a connection point A.

In den 3, 4 oder 5 weist die untere Scharnierverstärkung 27 in der Fahrzeuglängsrichtung x vorne Deformationssicken 59 auf, die im Querschnitt rinnenförmig oder U-profilförmig in den oberen und unteren Verstärkungswänden 39, 41 in der Fahrzeugquerrichtung y verlaufen. Die Deformationssicken 59 bewirken in Doppelfunktion einerseits eine Reduzierung der Bauteilsteifigkeit der unteren Scharnierverstärkung 27 in der Fahrzeuglängsrichtung x und andererseits eine Erhöhung der Bauteilsteifigkeit der Scharnierverstärkung 27 gegenüber Momente um die x-Achse (Torsionssteifigkeit) bei Türlastfällen. Auf diese Weise ist das äußere Blechformteil 19 bei der obigen Unfallkonstellation in der Fahrzeuglängsrichtung x deformierbarer gestaltet, wodurch die Scherbelastung an der Flanschverbindung F reduzieren lässt. Zudem wirken die Deformationssicken 59 zusammen mit dem fachwerkartig schräggestellten Versteifungssegment 57 in der Fahrzeughochrichtung z als eine zusätzliche Versteifung, mittels der im normalen Fahrbetrieb sämtliche Lasten vom Türscharnier 45 einwandfrei in die Karosseriestruktur eingetragen werden können.In the 3 . 4 or 5 has the lower hinge reinforcement 27 in the vehicle longitudinal direction x front deformation beads 59 on the cross-section channel-shaped or U-shaped profile in the upper and lower reinforcement walls 39 . 41 run in the vehicle transverse direction y. The deformation beads 59 cause in a double function, on the one hand, a reduction in the component rigidity of the lower hinge reinforcement 27 in the vehicle longitudinal direction x and on the other hand an increase in the component rigidity of the hinge reinforcement 27 relative to moments about the x-axis (torsional rigidity) in case of door load cases. In this way, the outer sheet metal part is 19 in the above accident constellation in the vehicle longitudinal direction x designed deformable, which can reduce the shear stress on the flange F. In addition, the deformation beads act 59 together with the truss-like inclined stiffening segment 57 in the vehicle vertical direction z as an additional reinforcement, by means of the normal driving all loads from the door hinge 45 can be properly registered in the body structure.

Zur weiteren Reduzierung des Bauteilgewichtes kann die untere Scharnierverstärkung 27 mit unterschiedlichen Materialstärken ausgeführt sein. Wie aus der 5 hervorgeht, kann die untere Scharnierverstärkung 27 einen in der Fahrzeugquerrichtung y äußeren Blechabschnitt 61 mit größerer Materialstärke und einen inneren Blechabschnitt 63 kleinerer Materialstärke aufweisen. Die Blechabschnitte 61, 63 unterschiedlicher Materialstärke werden beim Tiefziehvorgang durch ein lokales Abstrecken der Wandstärke realisiert. Auf diese Weise wird der Verstärkungsboden 47 der unteren Scharnierverstärkung 27 mit einer höheren Wandstärke ausgebildet, um lokal auftretende Spannungen aufzunehmen und in die seitlichen Verstärkungswände 39, 41, 49, 51 des Scharniertopfes (d.h. der unteren Scharnierverstärkung 27) einzuleiten.To further reduce the component weight, the lower hinge reinforcement 27 be executed with different thicknesses. Like from the 5 As can be seen, the lower hinge reinforcement 27 a in the vehicle transverse direction y outer sheet metal section 61 with greater material thickness and an inner sheet metal section 63 have smaller material thickness. The sheet metal sections 61 . 63 different material thickness are realized in the deep drawing process by a local stretching the wall thickness. In this way, the reinforcement bottom becomes 47 the lower hinge reinforcement 27 formed with a higher wall thickness to absorb local stresses and in the lateral reinforcement walls 39 . 41 . 49 . 51 the hinge cup (ie, the lower hinge reinforcement 27 ).

Bei der in den Figuren gezeigten unteren Scharnierverstärkung 27 entfällt die ansonsten zusätzlich erforderliche Gewindeplatte. Die Scharnierverstärkung 27 ist bevorzugt nicht aus einem warmumgeformten Stahl hergestellt, da die Scharnierverstärkung 27 ansonsten nicht mehr ausreichend deformierbar sein würde (Festigkeit von WU-Stahl zu hoch). Vielmehr kann die untere Scharnierverstärkung 27 aus einem höherfesten Stahl ausgeführt sein.In the lower hinge reinforcement shown in the figures 27 eliminates the otherwise required additional threaded plate. The hinge reinforcement 27 is preferably not made of a hot-worked steel, since the hinge reinforcement 27 otherwise it would not be sufficiently deformable (strength of WU steel too high). Rather, the lower hinge reinforcement 27 be made of a high-strength steel.

Der Verstärkungsboden 47 der unteren Scharnierverstärkung 27 kann belastungsgerecht geformt werden, da dieser nunmehr nicht mehr eine große Anlagefläche für die Gewindeplatte bereitstellen muss. Die Wände 39, 41, 49, 51 der topfförmigen Scharnierverstärkung 27 sind belastungsgerecht ausgerichtet und übertragen die eingebrachte Last in die Profilwände 33, 35 des äußeren Blechformteils 19. Lokal hohe Spannungen an den Kanten des Türscharniers 45 werden so vermieden.The reinforcement floor 47 the lower hinge reinforcement 27 can be formed load-bearing, since this no longer has to provide a large contact surface for the threaded plate. The walls 39 . 41 . 49 . 51 the cup-shaped hinge reinforcement 27 are aligned load-bearing and transfer the introduced load into the profile walls 33 . 35 of the outer sheet metal part 19 , Locally high stresses on the edges of the door hinge 45 are avoided.

Mittels den an der unteren Scharnierverstärkung 27 ausgebildeten Deformationssicken 59 wird eine Nachgiebigkeit der Scharnierverstärkung 27 in der Fahrzeuglängsrichtung x erzeugt. Damit kann die Scharnierverstärkung 27 lokal im Frontcrash deformieren. Dadurch ist vermieden, dass zu hohe Kräfte auf die Flanschverbindung F weitergeleitet werden und diese auseinanderreißt. Für die Türlastfälle und damit für Kräfte, die in die Wände des Scharniertopfes (d.h. der Scharnierverstärkung 27) eingeleitet werden, sind die Deformationssicken 59 außerdem vorteilhaft, da diese die Profilwände des äußeren Blechformteiles 19 gegen Torsion um die x-Achse versteifen.By means of the at the lower hinge reinforcement 27 trained deformation beads 59 becomes a compliance of the hinge reinforcement 27 generated in the vehicle longitudinal direction x. This can be the hinge reinforcement 27 deform locally in a frontal crash. This avoids that excessive forces are transmitted to the flange F and this tears apart. For the door load cases and thus for forces in the walls of the hinge cup (ie the hinge reinforcement 27 ), are the deformation beads 59 also advantageous, since these are the profile walls of the outer sheet metal part 19 stiffen against torsion about the x-axis.

Claims

Body structure for a two-lane vehicle, having an A-pillar element formed as a hollow-section carrier ( 12 ), whose in the vehicle transverse direction (y) outer side part ( 19 ) at least one in the vehicle vertical direction (z) lower hinge reinforcement ( 27 ) having as a pot- or box-shaped molded part with at least one in the vehicle vertical direction (z) upper reinforcing wall ( 39 ), a lower reinforcement wall ( 41 ) and an intermediate mounting space ( 43 ) is formed, via which a lower door hinge ( 45 ) is mountable, wherein the hinge reinforcement ( 27 ) a deformation structure ( 59 ), the component stiffness of the hinge reinforcement ( 27 ) is reduced in the vehicle longitudinal direction (x) and is deformable in a vehicle frontal collision (F _A ), wherein the upper and lower reinforcement walls ( 39 . 41 ) of the hinge reinforcement ( 27 ) the cavity ( 23 ) of the A-pillar element ( 12 ) in the vehicle longitudinal direction (x) across, characterized in that the deformation structure at least one deformation bead ( 59 ), which in the upper and / or lower reinforcing wall ( 39 . 41 ) is formed, and that the deformation bead ( 59 ) in cross-section groove-shaped or U-shaped profile and extends in the vehicle transverse direction (y), and that the deformation bead ( 59 ) in double function in case of collision, the component stiffness of the hinge reinforcement ( 27 ) in the vehicle longitudinal direction (x) and increased in normal operation in the vehicle vertical direction (z).

A body structure according to claim 1, characterized in that the outer side part ( 19 ) of the A-pillar element ( 12 ) U-shaped profile, with a in the vehicle transverse direction (y) outer profile ground ( 31 ) and thereof, after the vehicle inside raised front and rear profile walls ( 33 . 35 ) with bevelled edge flanges ( 37 ), which have an inner side part ( 27 ) of the A-pillar element ( 12 ) can be brought into a flange connection (F).

Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the hinge reinforcement ( 27 ) at a lower column node ( 3 ) of the A-pillar element ( 12 ) is arranged, at which in the vehicle longitudinal direction (x) to the rear a hollow profile-shaped door sill ( 5 ), which together with the A-pillar element ( 12 ) a side door cutout ( 6 ) limited.

Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the hinge reinforcement ( 27 ) a reinforcement floor ( 47 ), from which the reinforcement walls ( 39 . 41 ) and that in particular the reinforcing bottom ( 47 ) an investment segment ( 55 ), which is in contact with the profile ground ( 31 ) of the outer side part ( 19 ), and a stiffening segment ( 57 ) which is out of engagement with the profile ground ( 31 ) of the outer side part ( 19 ) is trussed and trussed on the preferred rear or front profile wall ( 33 . 35 ) of the outer side part ( 19 ) of the A-pillar element ( 12 ) is supported.

Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the hinge reinforcement ( 27 ) in the vehicle longitudinal direction (x) front and rear end walls ( 49 . 51 ), and that preferably the front and rear end walls ( 49 . 51 ) at the front and rear profile walls ( 33 . 35 ) of the outer side part ( 19 ) of the A-pillar element ( 12 ) are supported.

Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the hinge reinforcement ( 27 ) with different material thicknesses, with an in the vehicle transverse direction (y) outer portion ( 61 ) of greater material thickness and an inner section ( 63 ) of smaller material thickness.

A body structure according to one of claims 4, 5 or 6, characterized in that the reinforcing bottom ( 47 ), in particular its investment segment ( 55 ), at a connection point (A) to form a double wall structure with the profiled ground ( 31 ) of the outer side part ( 19 ) of the A-pillar element ( 12 ) and with the door hinge ( 45 ), in particular by means of a screw connection, adhesive bond or welded connection, are clamped.

A body structure according to claim 7, characterized in that the deformation structure ( 59 ) and the stiffening segment ( 57 ) in the vehicle longitudinal direction (x) with respect to each other with respect to the connection point (A).