DE102016209186B3

DE102016209186B3 - Body structure for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102016209186B3
Application number: DE102016209186.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Schwering; Ireneusz Kuczmera; Andreas Weiss
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-05-26
Filing date: 2016-05-26
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-05-27
Also published as: CN107444493B; CN107444493A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein zweispuriges Kraftfahrzeug, mit einem A-Säulenelement (12), an deren in der Fahrzeughochrichtung (z) oberen Säulenknoten (11) ein in der Fahrzeuglängsrichtung (x) verlaufender Karosserie-Längsträger (7) sowie ein, eine Windschutzscheibe (17) des Kraftfahrzeugs (1) begrenzendes Rahmenseitenteil (15) kraftübertragend zusammenlaufen, wobei am oberen Säulenknoten (11) eine obere Scharnierverstärkung (41) an einem, in der Fahrzeugquerrichtung (y) äußeren Blechformteil (29) des A-Säulenelements (12) angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die obere Scharnierverstärkung (41) zumindest teilweise materialeinheitlich und einstückig im Rahmenseitenteil (15) ausgebildet.The invention relates to a body structure for a two-lane motor vehicle, with an A-pillar element (12), in which in the vehicle vertical direction (z) upper column node (11) in the vehicle longitudinal direction (x) extending body longitudinal member (7) and a, a Windshield (17) of the motor vehicle (1) bordering frame side part (15) converge force, wherein at the upper column node (11) has an upper hinge reinforcement (41) on one, in the vehicle transverse direction (y) outer sheet metal part (29) of the A-pillar element (12 ) is arranged. According to the invention, the upper hinge reinforcement (41) is at least partially of the same material and integrally formed in the frame side part (15).

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein zweispuriges Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a body structure for a two-lane 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-Säulenelements schließt sich in der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten ein seitlicher Türschweller an. Zudem können am äußeren Blechformteil des A-Säulenelements untere und obere Scharnierverstärkungen vorgesehen sein, um das untere und das obere Türscharnier der Fronttür des Fahrzeugs anzubinden.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 pillar node of the A-pillar element is followed in the vehicle longitudinal direction to the rear on a side door sill. In addition, lower and upper hinge reinforcements may be provided on the outer sheet metal part of the A-pillar member to tie the lower and upper door hinges of the front door of the vehicle.

In gängiger Praxis werden zur Verschraubung der Vordertür-Scharniere oftmals sogenannte Gewindeplatten als Scharnierverstärkungen 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 entsprechendes Bauteilgewicht mit sich. In common practice, so-called threaded plates are often used as hinge reinforcements for screwing the front door hinges. 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. The threaded plates bring due to the high wall thickness a corresponding component weight with it.

Eine solche gattungsgemäße Karosseriestruktur ist aus der DE 10 2014 015 749 A1 bekannt. In dieser Karosseriestruktur ist die obere Scharnierverstärkung als ein Blechteil mit einem Kastenprofil realisiert. Das Blechteil wird durch aufwendige Blechumformung als ein separates Bauteil hergestellt und in Fügeoperationen innenseitig am äußeren Blechformteil des A-Säulenelementes montiert. Such a generic body structure is from the DE 10 2014 015 749 A1 known. In this body structure, the upper hinge reinforcement is realized as a sheet metal part with a box profile. The sheet metal part is produced by complex sheet metal forming as a separate component and mounted in joining operations on the inside of the outer sheet metal part of the A-pillar element.

Aus der US 6 439 653 B1 ist eine gattungsgemäße Karosseriestruktur bekannt, in deren A-Säule obere und untere Scharnierverstärkungen für eine Fahrzeug-Vordertür verbaut sind. Aus der DE 10 2014 203 215 A1 ist eine A-Säulenstruktur für ein Fahrzeug bekannt, bei der ebenfalls Scharnierverstärkungen vorgesehen sind. Aus der DE 20 2015 102 540 U1 , aus der US 5 586 799 A sowie aus der EP 2 371 678 A1 sind ebenfalls Karosseriestrukturen bekannt, in denen obere und untere Scharnierverstärkungen für Fahrzeug-Vordertüren verbaut sind.From the US Pat. No. 6,439,653 B1 is a generic body structure known in the A-pillar upper and lower hinge reinforcements are installed for a vehicle front door. From the DE 10 2014 203 215 A1 is known an A-pillar structure for a vehicle, in which also hinge reinforcements are provided. From the DE 20 2015 102 540 U1 , from the US 5 586 799 A as well as from the EP 2 371 678 A1 also body structures are known in which upper and lower hinge reinforcements are installed for vehicle front doors.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosseriestruktur für ein zweispuriges Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei der der Bauteilaufwand sowie die Anzahl von Fügeoperationen bei der Karosseriemontage reduziert sind.The object of the invention is to provide a body structure for a two-lane motor vehicle, in which the component cost and the number of joining operations in the body assembly are reduced.

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 im obigen Stand der Technik die obere Scharnierverstärkung bauteilaufwendig herstellbar sowie fertigungstechnisch aufwendig in der Karosseriestruktur verbaut werden muss. Vor diesem Hintergrund ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 die obere Scharnierverstärkung zumindest teilweise materialeinheitlich und einstückig im Rahmenseitenteil ausgebildet. Auf diese Weise reduziert sich der Bauteilaufwand sowie die Anzahl von erforderlichen Fügeoperationen bei der Karosseriemontage.The invention is based on the fact that in the above prior art, the upper hinge reinforcement must be installed consuming expensive to manufacture and technically complex in the body structure. Against this background, according to the characterizing part of claim 1, the upper hinge reinforcement at least partially formed of the same material and in one piece in the frame side part. In this way, reduces the component cost and the number of required joining operations in the body assembly.

In einer technischen Umsetzung ist das Rahmenseitenteil in der Fahrzeughochrichtung nach unten mit einem Knotensegment verlängert, das mit einem Überlappmaß das äußere Blechformteil des A-Säulenelementes überlappt und mit diesem verbunden ist, das heißt zum Beispiel über Punktschweißpunkte sowie ggf. über zusätzliche Klebstellen. Das Knotensegment des Rahmenseitenteils dient nicht nur zur Anbindung an dem äußeren Blechformteil des A-Säulenelementes, sondern in Doppelfunktion auch zur (zumindest teilweisen) Ausbildung der oberen Scharnierverstärkung. In a technical implementation, the frame side member is extended in the vertical direction of the vehicle down with a node segment, which overlaps with a Überlappmaß the outer sheet metal part of the A-pillar element and is connected thereto, that is, for example, over spot welds and possibly additional splices. The node segment of the frame side part is not only used for connection to the outer sheet metal part of the A-pillar element, but in a dual function also for (at least partial) formation of the upper hinge reinforcement.

Für eine bauteilsteife obere Scharnierverstärkung ist es bevorzugt, wenn das Knotensegment des Rahmenseitenteils konturangepasst unter Materialdoppelung an die fahrzeuginnere Seite des äußeren Blechformteils des A-Säulenelementes in Anlageverbindung angefügt ist. For a component-rigid upper hinge reinforcement, it is preferable if the node segment of the frame side part is contour-fitted with material duplication attached to the vehicle-inner side of the outer sheet metal part of the A-pillar element in abutment connection.

Das äußere Blechformteil des A-Säulenelementes kann in gängiger Praxis im Querschnitt U-profilförmig ausgebildet sein, und zwar mit einem, in der Fahrzeugquerrichtung äußeren Profilgrund sowie davon nach fahrzeuginnen hochgezogenen vorderen und hinteren Profilwänden, die jeweils abgekantete Randflansche aufweisen. Die Randflansche sind im Zusammenbauzustand in Verbindung mit einem inneren Blechformteil des A-Säulenelementes gebracht. Bevorzugt kann eine in der Fahrzeuglängsrichtung vordere Profilwand des äußeren Blechformteils des A-Säulenelementes Bestandteil eines Anschlussprofils sein, an dem der Karosserielängsträger angebunden ist.The outer sheet metal part of the A-pillar element may be formed in common practice in cross-section U-shaped profile, with a, in the vehicle transverse direction outer profiled base and thereof by vehicle interior raised front and rear profile walls, each having beveled edge flanges. The edge flanges are brought in the assembled state in conjunction with an inner sheet metal part of the A-pillar element. Preferably, a front in the vehicle longitudinal direction profile wall of the outer sheet metal part of the A-pillar element may be part of a connection profile to which the body longitudinal member is connected.

Wie oben erwähnt, kann das Knotensegment des Rahmenseitenteils konturangepasst sowie innenseitig am äußeren Blechformteil des A-Säulenelementes angefügt sein. Hierzu kann das Knotensegment in einer Horizontalebene betrachtet ebenfalls U-profilförmig mit einem fahrzeugäußeren Segmentboden sowie davon nach fahrzeuginnen hochgezogenen, vorderen und hinteren Segmentwänden ausgebildet sein. Zur Verstärkung des oben erwähnten Längsträger-Anschlussprofils kann das Knotensegment des Rahmenseitenteils zumindest mit seinem Segmentboden und seiner vorderen Segmentwand in flächiger Anlageverbindung mit dem Profilgrund und der vorderen Profilwand des äußeren Blechformteils des A-Säulenelementes sein.As mentioned above, the node segment of the frame side part can be contour-matched and attached on the inside to the outer sheet metal part of the A-pillar element. This can be the Knot segment considered in a horizontal plane also U-shaped profile with a vehicle outer segment bottom and thereof be raised after vehicle interior, front and rear segment walls. To reinforce the above-mentioned side member connecting profile, the node segment of the frame side member may be at least with its segment bottom and its front segment wall in planar contact with the profile base and the front profile wall of the outer sheet metal part of the A-pillar element.

Die obere Scharnierverstärkung ist, wie auch die untere Scharnierverstärkung, bevorzugt in üblicher Weise aufgebaut, und zwar mit einer in der Fahrzeughochrichtung oberen Verstärkungswand und einer unteren Verstärkungswand mit zwischengeordnetem Montageraum, über den das obere Türscharnier montierbar ist. Erfindungsgemäß ist die untere Verstärkungswand der oberen Scharnierverstärkung materialeinheitlich und einstückig vom unteren Rand des Knotensegmentes des Rahmenseitenteils nach fahrzeuginnen abgekantet. In diesem Fall kann sich die untere Verstärkungswand zwischen den vorderen und hinteren Segmentwänden des Knotensegmentes erstrecken bzw. daran abstützen. Die obere Verstärkungswand der oberen Scharnierverstärkung kann dagegen ein separates Bauteil sein, insbesondere ein Blech-Schottteil, das sich in der Fahrzeuglängsrichtung zwischen den vorderen und hinteren Segmentwänden des U-profilförmigen Knotensegmentes des Rahmenseitenteils erstreckt bzw. daran abstützt.The upper hinge reinforcement, as well as the lower hinge reinforcement, preferably constructed in the usual manner, with an upper reinforcing wall in the vehicle vertical direction and a lower reinforcing wall with an intermediate mounting space, over which the upper door hinge is mountable. According to the invention, the lower reinforcement wall of the upper hinge reinforcement is of the same material and folded in one piece from the lower edge of the node segment of the frame side part to the vehicle interior. In this case, the lower reinforcing wall may extend between and support the front and rear segment walls of the node segment. On the other hand, the upper reinforcing wall of the upper hinge reinforcement may be a separate component, in particular a sheet bulkhead part, which extends in the vehicle longitudinal direction between the front and rear segment walls of the U-shaped node segment of the frame side member and is supported thereon.

In der Karosseriestruktur können warmumgeformte Bauteile eingesetzt werden, zum Beispiel Bauteile eines äußeren und eines inneren Dachrahmens des Fahrzeugs. Warmumgeformte Bauteile bieten im Vergleich zu kaltumgeformten Bauteilen eine extrem hohe Festigkeit und schützen damit die Fahrgastzelle gegen die unterschiedlichen Crashlastfälle, und zwar mit einer Blechstärke, die im Vergleich zu kaltumgeformte Bauteile geringer ist. Diese warmumgeformten Bauteile erhalten im Gegensatz zu kaltumgeformten Bauteilen keine Verzinkung, da diese die Wärmebehandlung im Ofen nicht standhält. Die anstelle dessen aufgebrachte Aluminium-Silizium-Beschichtung weist im Vergleich zur Verzinkung einen deutlich geringeren Korrosionsschutz auf.In the body structure, hot-formed components can be used, for example components of an outer and an inner roof frame of the vehicle. Hot-formed components offer extremely high strength compared to cold-formed components, thus protecting the passenger compartment against the different crash load cases, with a sheet thickness that is lower compared to cold-formed components. In contrast to cold-formed components, these hot-formed components do not undergo galvanization because they do not withstand the heat treatment in the furnace. The instead applied aluminum-silicon coating has a much lower corrosion protection compared to galvanizing.

Bevorzugt kann das Rahmenseitenteil sowie der Karosserielängsträger aus einem warmumgeformten, hochfesten Stahl hergestellt sein. Demgegenüber kann das äußere Blechformteil des A-Säulenelements aus einem kaltumgeformten Stahl mit reduzierter Festigkeit hergestellt sein.Preferably, the frame side member and the body longitudinal beams can be made of a hot-formed, high-strength steel. On the other hand, the outer sheet molding of the A-pillar member may be made of a cold-worked steel having reduced strength.

Das Seitenrahmenteil kann an einem, in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Übergang zum Knotensegment eine Außenecke ausbilden. Diese Außenecke kann bei zusammengebauter Karosseriestruktur in Richtung auf den Motorraum des Kraftfahrzeugs (oder bei geöffneter Frontklappe zur Umgebung hin) freigelegt sein. Bei Ausführung des Rahmenseitenteils als ein (korrosionsanfälligeres) warmumgeformtes Bauteil besteht eine erhöhte Korrosionsgefahr. Vor diesem Hintergrund ist es bevorzugt, wenn das äußere Blechformteil des A-Säulenelementes aus einem (im Vergleich zu warmumgeformten Stahl) korrosionsfesteren kaltumgeformten Stahl hergestellt ist. Zusätzlich kann das äußere Blechformteil zwischen seiner vorderen Profilwand, seinem Profilgrund und einer oberen Profilwand einen Inneneckbereich aufspannt, der die vorgenannte Außenecke am Übergang vom Rahmenseitenteil zum Knotensegment einfasst und dadurch vor Korrosion schützt.The side frame part can form an outer corner at a frontal transition in the vehicle longitudinal direction to the node segment. This outer corner may be exposed in an assembled body structure in the direction of the engine compartment of the motor vehicle (or towards the environment with the front door open). When the frame side part is designed as a (corrosion-prone) hot-formed component, there is an increased risk of corrosion. Against this background, it is preferred that the outer sheet metal part of the A-pillar element is made of a (compared to hot-formed steel) more corrosion-resistant cold-worked steel. In addition, the outer sheet metal part between its front profile wall, its profile base and an upper profile wall spans an inner corner region which surrounds the aforementioned outer corner at the transition from the frame side part to the node segment and thereby protects against corrosion.

Wie aus der Vorbeschreibung hervorgeht, bilden das Knotensegment des Rahmenseitenteils sowie das äußere Blechformteil des A-Säulenelementes eine bauteilsteife Doppelwandstruktur, wobei bevorzugt das Rahmenseitenteil mit seinem Knotensegment als ein warmumgeformtes, hochfestes Bauteil hergestellt ist. In diesem Fall kann zur Reduzierung des Bauteilgewichts das äußere Blechformteil des A-Säulenelementes in einen oberen Blechabschnitt und in einen unteren Blechabschnitt unterteilt sein. Der obere Blechabschnitt weist eine reduzierte Blechstärke auf, während der untere Blechabschnitt im Bereich des unteren Säulenknotens eine im Vergleich dazu größere Blechstärke aufweist. In diesem Fall kann das Knotensegment des Rahmenseitenteils den oberen Säulenknoten zusätzlich aussteifen.As is apparent from the above description, form the node segment of the frame side member and the outer sheet metal part of the A-pillar element a component-rigid double-wall structure, wherein preferably the frame side member is made with its node segment as a hot-formed, high-strength component. In this case, to reduce the component weight, the outer sheet metal part of the A-pillar element may be divided into an upper sheet metal part and a lower sheet metal part. The upper sheet metal section has a reduced sheet thickness, while the lower sheet metal section has a larger sheet metal thickness in the region of the lower column knot. In this case, the node segment of the frame side part can additionally stiffen the upper column node.

Bei einem Frontalcrash mit nur geringer seitlicher Überlappung (small overlap) erfolgt eine stark erhöhte Krafteinleitung der Kollisionskräfte seitlich außerhalb der Karosserie-Längsträger, und zwar unter Bildung eines seitlichen Lastpfads, bei dem die crashzugewandte Fahrzeugrad-Felge gegen das A-Säulenelement gedrückt wird und die Kollisionskräfte weiter in die Karosserie-Seitenstruktur, das heißt in das Türbrüstungsrohr der Fronttür bis zur B-Säule übertragen werden. Für eine einwandfreie Ausbildung des oben skizzierten Lastpfads ist es bevorzugt, wenn die oberen und unteren Verstärkungswände der oberen Scharnierverstärkung in der Fahrzeuglängsrichtung zu den oberen und unteren Wänden des Karosserielängsträgers angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Kraftweiterleitung vom oberen Karosserielängsträger über den oberen Säulenknoten bis zum Türbrüstungsrohr (das heißt Tür-Crashrohr) der Fronttür bereitgestellt.In a frontal crash with only small overlap (small overlap) takes place a strong increase in force of collision forces laterally outside the body side members, namely to form a side load path in which the crash-facing vehicle wheel rim is pressed against the A-pillar element and the Collision forces continue in the body side structure, that is transferred to the door sill pipe front door to the B-pillar. For proper formation of the load path outlined above, it is preferable if the upper and lower reinforcement walls of the upper hinge reinforcement are arranged in the vehicle longitudinal direction to the upper and lower walls of the body longitudinal member. In this way, a proper power transmission from the upper body longitudinal beam over the upper pillar node to the Türbrüstungsrohr (ie door crash tube) of the front door is provided.

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 developments of the invention explained above and / or reproduced in the subclaims can - except, for example, in the case of clear dependencies or incompatible alternatives - be used individually or in any combination with each other.

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 Ansicht von oben ein zweispuriges Kraftfahrzeug mit teilweisem Aufriss; 1 in a view from above a two-lane motor vehicle with a partial elevation;

2 in einer perspektivischen Teilansicht einen oberen Säulenknoten einer A-Säule des Fahrzeugs; 2 in a partial perspective view of an upper column node of an A-pillar of the vehicle;

3 und 4 jeweils einen Bauteilverbund zwischen einem äußeren Blechformteil des A-Säulenelementes und einem Rahmenseitenteil in einer Ansicht von fahrzeugaußen und von fahrzeuginnen; 3 and 4 each a composite part between an outer sheet metal part of the A-pillar element and a frame side part in a view of vehicle and vehicle inside;

5 eine vergrößerte Darstellung der oberen Scharnierverstärkung; 5 an enlarged view of the upper hinge reinforcement;

6 eine stark schematisierte Teilschnittansicht entlang einer horizontalen Schnittebene aus der 2; und 6 a highly schematic partial sectional view along a horizontal sectional plane of the 2 ; and

7 in einer Ansicht entsprechend der 3 einen Bauteilverbund gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 7 in a view corresponding to 3 a component composite according to a second embodiment.

In der 1 ist ein Versuchsaufbau angedeutet, mit dem ein Pfahlcrash mit einem Kraftfahrzeug 1 durchführbar ist. In dem Versuchsaufbau wird eine Fahrzeugkollision mit geringer seitlicher Überdeckung mit einer Barriere 3 simuliert, bei der sich die Aufprallfläche am Fahrzeug weitgehend seitlich außerhalb eines angedeuteten frontseitigen Stoßfänger-Querträgers 5 befindet. In dem Kraftfahrzeug 1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Bauteile angedeutet. So schließen sich an den Stoßfänger-Querträger 5 in der Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten zwei untere Fahrzeuglängsträger 6 an, von denen in der 1 lediglich einer gestrichelt angedeutet ist. Zudem ist an jeder Fahrzeugseite ein oberer Fahrzeuglängsträger 7 vorgesehen, der in der 1 oberhalb eines Radhauses für das jeweilige Vorderrad 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 17 des Fahrzeugs seitlich begrenzt. Die Querbaugruppe 13 kann beispielhaft unter anderem eine Stirnwand, einen Wasserkasten sowie einen in der 1 angedeuteten Windlauf-Querträger 19 aufweisen, der den unteren Rand der Windschutzscheibe 17 begrenzt.In the 1 an experimental setup is indicated with which a pile crash with a motor vehicle 1 is feasible. In the experimental setup will be a vehicle collision with little lateral overlap with a barrier 3 simulated, in which the impact surface on the vehicle largely laterally outside of an indicated front bumper cross member 5 located. In the motor vehicle 1 For reasons of clarity, only the components required for understanding the invention are indicated. So close to the bumper cross member 5 in the vehicle longitudinal direction x to the rear two lower vehicle longitudinal members 6 of which in the 1 only one dashed line is indicated. In addition, on each side of the vehicle is an upper vehicle longitudinal member 7 provided in the 1 above a wheel arch for the respective 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 17 the vehicle laterally limited. The cross assembly 13 can exemplify, inter alia, an end wall, a water tank and a in the 1 indicated cowl cross member 19 have the lower edge of the windshield 17 limited.

Bei der in der 1 angedeuteten Unfallkonstellation erfolgt eine stark erhöhte Krafteinleitung der Kollisionskräfte seitlich außerhalb des Karosserielängsträgers 6, und zwar unter Bildung eines seitlichen Lastpfads L (6), bei dem eine crashzugewandte Fahrzeugrad-Felge gegen das A-Säulenelement 12 gedrückt wird. Dadurch wird das A-Säulenelement 12 gegen die Fronttür 23 verlagert, so dass die Kollisionskräfte über deren Türbrüstungsrohr 21 bis in die B-Säule 25 (1) übertragen werden können. Bei diesem Crashverlauf besteht die Gefahr, dass der crashzugewandte obere Längsträger 7 von der Barriere 3 mit einem um eine Hochachse gerichteten Moment beaufschlagt wird und mit in einer Rotationsbewegung nach fahrzeuginnen gedrückt wird, was die Crashperformance des Fahrzeugs beeinträchtigen würde.When in the 1 indicated accident constellation, a strong increase in force of the collision forces takes place laterally outside of the body longitudinal member 6 , forming a lateral load path L (FIG. 6 ), in which a crash-facing vehicle wheel rim against the A-pillar element 12 is pressed. This will be the A-pillar element 12 against the front door 23 shifted, so that the collision forces on the door sill pipe 21 to the B-pillar 25 ( 1 ) can be transmitted. In this crash, there is a risk that the crash-facing upper side member 7 from the barrier 3 is applied with a directed about a vertical axis moment and is pressed in a rotational movement to the vehicle inside, which would affect the crash performance of the vehicle.

Mit dem nachfolgend beschriebenen Aufbau des oberen A-Säulenknotens 11 kann das Deformationsverhalten des Fahrzeugs bei der obigen Unfallkonstellation wesentlich verbessert werden und gleichzeitig das Karosserie-Gewicht sowie der Bauteilaufwand und die Anzahl von Fügeoperationen bei der Karosseriemontage reduziert werden:
So ist gemäß der 1 oder 6 das A-Säulenelement 12 als ein Hohlträger mit einem in der Fahrzeugquerrichtung y inneren Blechformteil 27 und einem äußeren Blechformteil 29 aufgebaut. Das äußere Blechformteil 29 ist in einer Horizontalebene xy U-profilförmig ausgebildet, und zwar mit einem in der Fahrzeugquerrichtung y äußeren Profilgrund 31 sowie davon nach fahrzeuginnen hochgezogenen, vorderen und hinteren Profilwänden 33, 35 mit abgekanteten Randflanschen 37, die in Punktschweißverbindung mit dem inneren Blechformteil 27 (2 oder 6) bringbar sind. Die in der Fahrzeuglängsrichtung x vordere Profilwand 33 des äußeren Blechformteils 29 ist Bestandteil eines Anschlussprofils, an dem der Karosserielängsträger 7 angebunden ist. In der 2 ist das Rahmenseitenteil 15 sowie das äußere Blechformteil 29 des A-Säulenelementes 12 außenseitig durch ein Deckblechteil 39 überdeckt. With the construction of the upper A-pillar node described below 11 the deformation behavior of the vehicle in the above accident constellation can be significantly improved and at the same time the body weight and the component cost and the number of joining operations in the body assembly can be reduced:
So is according to the 1 or 6 the A-pillar element 12 as a hollow beam with a in the vehicle transverse direction y inner sheet metal part 27 and an outer sheet metal part 29 built up. The outer sheet metal part 29 is formed in a horizontal plane xy U-shaped profile, with a in the vehicle transverse direction y outer profile ground 31 as well as, after vehicle raised, front and rear profile walls 33 . 35 with bevelled edge flanges 37 , in spot welding connection with the inner sheet metal part 27 ( 2 or 6 ) are brought. The front in the vehicle longitudinal direction x profile wall 33 of the outer sheet metal part 29 is part of a connection profile, on which the body longitudinal beam 7 is connected. In the 2 is the frame side part 15 and the outer sheet metal part 29 of the A-pillar element 12 on the outside by a cover plate part 39 covered.

Wie aus der 4 weiter hervorgeht, sind an der inneren Seite des äußeren Blechformteils 29 im Bereich des oberen Säulenknotens 11 eine obere Scharnierverstärkung 41 und im Bereich eines unteren Säulenknotens 43 eine untere Scharnierverstärkung 45 angeordnet, an denen jeweils nicht gezeigte Türscharniere für die Fronttür 23 montierbar sind.Like from the 4 further, are on the inner side of the outer sheet metal part 29 in the area of the upper pillar node 11 an upper hinge reinforcement 41 and in the area of a lower pillar node 43 a lower hinge reinforcement 45 arranged at which each not shown door hinges for the front door 23 can be mounted.

In der 4 ist das Rahmenseitenteil 15 in der Fahrzeughochrichtung z nach unten mit einem Knotensegment 47 verlängert, das mit einem Überlappmaß Δz (3) das äußere Blechformteil 29 des A-Säulenelementes 12 überlappt und mit diesem in Schweißverbindung und ggf. zusätzlicher Klebverbindung ist. Anstelle dessen können auch andere Fügetechniken, wie z.B. MAG-Schweißen, Nieten oder dergleichen eingesetzt werden. Das Knotensegment 47 (wie auch das äußere Blechformteil 29) ist gemäß der 6 in einer Horizontalebene xy U-profilförmig mit einem Segmentboden 49 sowie davon nach fahrzeuginnen hochgezogenen, in der Fahrzeuglängsrichtung x vorderen und hinteren Segmentwänden 51, 53 ausgebildet. Um das Längsträger-Anschlussprofil zu verstärken, ist in der 6 der Segmentboden 49 und die vordere Segmentwand 51 des Knotensegments 47 in großflächiger Anlageverbindung mit dem Profilgrund 31 und der vorderen Profilwand 33 des äußeren Blechformteils 29. In the 4 is the frame side part 15 in the vehicle vertical direction z down with a node segment 47 extended, with an overlap Δz ( 3 ) the outer sheet metal part 29 of the A-pillar element 12 overlapped and with this in welding connection and possibly additional adhesive bond. Instead, other joining techniques, such as MAG welding, rivets or the like can be used. The node segment 47 (as well as the outer sheet metal part 29 ) is in accordance with 6 in a horizontal plane xy U-shaped with a segmented bottom 49 and thereof, according to the vehicle inside raised, in the vehicle longitudinal direction x front and rear segment walls 51 . 53 educated. To reinforce the side member connection profile is in the 6 the segment floor 49 and the front segment wall 51 of the node segment 47 in large contact with the profile ground 31 and the front profile wall 33 of the outer sheet metal part 29 ,

Das Knotensegment 47 des Rahmenseitenteils 15 bewirkt nicht nur eine Versteifung des oberen A-Säulenknotens 11, sondern bildet in Doppelfunktion zusätzlich auch teilweise die obere Scharnierverstärkung 41 aus. Wie aus der 4 oder 5 hervorgeht, ist die obere Scharnierverstärkung 41 aus einer oberen Verstärkungswand 55 und einer unteren Verstärkungswand 57 sowie einem zwischengeordneten Montageraum 59 aufgebaut, über den ein nicht gezeigtes oberes Türscharnier montierbar ist. Die untere Verstärkungswand 57 ist ein materialeinheitlicher und einstückiger Bestandteil des Knotensegmentes 47. Entsprechend ist die untere Verstärkungswand 57 vom unteren Rand des Knotensegmentes 47 nach fahrzeuginnen abgekantet und erstreckt sich diese zwischen den vorderen und hinteren Segmentwänden 51, 53 des Knotensegmentes 47. Demgegenüber ist die obere Verstärkungswand 55 ein davon separates Blech-Schottteil, das zwischen den vorderen und hinteren Segmentwänden 51, 53 eingesetzt ist. In der 5 oder 6 ist zudem eine Rundschweißmutter 58 innenseitig am äußeren Blechformteil 29 angeschweißt, das die Funktion einer aus dem Stand der Technik bekannten (gewichtsintensiveren) Gewindeplatte übernimmt. Die Substitution der Gewindeplatte ist auch deshalb möglich, weil auch die Anlagefläche des Türscharniers aus einem warmumgeformten Material im Rahmenseitenteil 15 ausgeführt ist.The node segment 47 of the frame side part 15 not only causes stiffening of the upper A-pillar node 11 , but also partially forms the upper hinge reinforcement in a double function 41 out. Like from the 4 or 5 As can be seen, the upper hinge reinforcement is 41 from an upper reinforcement wall 55 and a lower reinforcing wall 57 and an intermediate mounting space 59 constructed, over which a not shown upper door hinge is mountable. The lower reinforcement wall 57 is a unitary and integral part of the node segment 47 , Accordingly, the lower reinforcing wall 57 from the bottom of the node segment 47 folded according to vehicle interior and extends between the front and rear segment walls 51 . 53 of the node segment 47 , In contrast, the upper reinforcing wall 55 a separate sheet bulkhead part, which is between the front and rear segment walls 51 . 53 is used. In the 5 or 6 is also a round welding nut 58 inside on the outer sheet metal part 29 welded, which performs the function of a known from the prior art (weight-intensive) threaded plate. The substitution of the threaded plate is also possible because the contact surface of the door hinge of a hot-formed material in the frame side part 15 is executed.

Erfindungsgemäß ist sowohl das Rahmenseitenteil 15 als auch der Karosserielängsträger 7 aus einem warmumgeformten hochfesten Stahl hergestellt. Das äußere Blechformteil 29 des A-Säulenelementes 12 ist dagegen aus einem kaltumgeformten Stahl hergestellt, das im Vergleich zu warmumgeformtem Stahl eine reduzierte Festigkeit aufweist. Der Karosserielängsträger 7 muss nicht zwingend aus einem warmumgeformten Stahl hergestellt sein, sondern kann auch aus diversen anderen Materialen bestehen.According to the invention, both the frame side part 15 as well as the body straps 7 made from a hot formed high strength steel. The outer sheet metal part 29 of the A-pillar element 12 On the other hand, it is made of a cold-formed steel, which has reduced strength compared to hot-formed steel. The body straps 7 does not necessarily have to be made of a hot-formed steel, but can also consist of various other materials.

Wie aus der 2, 3 oder 7 hervorgeht, ist vom Profilgrund 31 des äußeren Blechformteils 29 eine obere Profilwand 61 hochgezogen, die zusammen mit der vorderen Profilwand 33 und dem Profilgrund 31 einen Inneneckbereich aufspannt. Der Inneneckbereich fasst eine, am Übergang vom Rahmenseitenteil 15 in das Knotensegment 47 gebildete Außenecke ein und schützt diese so vor Korrosion. Der Übergang von der vorderen Profilwand 33 zur oberen Profilwand 61 des äußeren Blechformteils 29 ist zum Motorraum hin bzw. zur Umgebung hin freigelegt. Like from the 2 . 3 or 7 is apparent from the profile reason 31 of the outer sheet metal part 29 an upper profile wall 61 pulled up, along with the front profile wall 33 and the profile reason 31 spans an interior corner area. The inside corner area holds one, at the transition from the frame side part 15 into the node segment 47 formed outside corner and protects it from corrosion. The transition from the front profile wall 33 to the upper profile wall 61 of the outer sheet metal part 29 is exposed to the engine compartment or towards the environment.

In der 7 ist der aus dem Rahmenseitenteil 15 und dem äußeren Blechformteil 29 ausgebildete Bauteilverbund gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Demzufolge ist das äußere Blechformteil 29 in zwei Blechabschnitte aufgeteilt, wobei im oberen Blechabschnitt 63 die Blechstärke reduziert ist, während der untere Blechabschnitt 65 eine im Vergleich dazu größere Blechstärke aufweist.In the 7 is the from the frame side part 15 and the outer sheet metal part 29 trained component composite according to a second embodiment shown. Consequently, the outer sheet metal part is 29 divided into two sheet metal sections, wherein in the upper sheet metal section 63 the sheet thickness is reduced while the lower sheet metal section 65 a comparatively larger sheet thickness.

Das in der 7 gezeigte äußere Blechformteil 29 kann beispielhaft zweiteilig ausgeführt sein, wobei die oberen und unteren Blechabschnitten 63, 65 als voneinander separate Bauteile vorgehalten werden können. Anstelle dessen können die unterschiedlichen Blechstärken im äußeren Blechformteil 29 auch durch den Einsatz eines tailored welded blank oder eines tailored rolled blank ermöglicht werden. Auch für eine spätere Änderung ist eine solche Teilung vorteilhaft, denn die Blechstärken beider Blechabschnitte 63, 65, die unterschiedliche Belastungen standhalten müssen, können separat voneinander geändert werden. So ist eine Abstimmung des oberen A-Säulenbereiches auf die dort herrschenden Anforderungen gezielter möglich. Gleiches gilt auch für den unteren Blechabschnitt 65.That in the 7 shown outer sheet metal part 29 can be designed as an example of two parts, wherein the upper and lower sheet metal sections 63 . 65 can be kept as separate components. Instead, the different sheet thicknesses in the outer sheet metal part 29 also be made possible by the use of a tailored welded or a tailored rolled blank blank. Also, for a later change such a division is advantageous because the sheet thicknesses of both sheet metal sections 63 . 65 that have to withstand different loads can be changed separately from each other. Thus, a coordination of the upper A-pillar area on the prevailing requirements is more targeted. The same applies to the lower sheet metal section 65 ,

Claims

Body structure for a two-lane motor vehicle, with an A-pillar element ( 12 ), at whose in the vehicle vertical direction (z) upper column node ( 11 ) in the vehicle longitudinal direction (x) extending body longitudinal members ( 7 ) and a, a windshield ( 17 ) of the motor vehicle ( 1 ) limiting frame side part ( 15 ) merge in a force-transmitting manner, whereby at the upper column node ( 11 ) an upper hinge reinforcement ( 41 ) on one, in the vehicle transverse direction (y) outer sheet metal part ( 29 ) of the A-pillar element ( 12 ), wherein the upper hinge reinforcement ( 41 ) from a in the vehicle vertical direction (z) upper reinforcing wall ( 55 ) and a lower reinforcing wall ( 57 ) is constructed, via whose intermediate mounting space ( 59 ), an upper door hinge is mounted, characterized in that the frame side part ( 15 ) in the vehicle vertical direction (z) down with a node segment ( 47 ) is extended, which with an overlap (Δz) the outer sheet metal part ( 29 ) of the A-pillar element ( 12 ) overlapped and connected to it, and that the lower reinforcing wall ( 57 ) of the upper hinge reinforcement of the same material and in one piece from the lower edge of the node segment ( 47 ) of the frame side part ( 15 ) is folded.

A body structure according to claim 1, characterized in that the node segment ( 47 ) of the frame side part ( 15 ) contour-matched with material doubling to the vehicle interior side of the outer sheet metal part ( 29 ) of the A-pillar element ( 12 ) is attached.

A body structure according to claim 1 or 2, characterized in that the outer sheet metal part ( 29 ) of the A-pillar element ( 12 ) U-shaped profile, with a in the vehicle transverse direction (y) outer profile ground ( 31 ) as well as with front and rear profile walls raised therefrom ( 33 . 35 ) with bevelled edge flanges ( 37 ), which in conjunction with an inner sheet metal part ( 27 ) of the A-pillar element ( 12 ) can be brought, and that in particular in the vehicle longitudinal direction (x) front profile wall ( 33 ) of the outer sheet metal part ( 29 ) Component of a connection profile for connecting the body longitudinal member ( 7 ).

A body structure according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the node segment ( 47 ) of the frame side part ( 15 ) in a horizontal plane (xy) U-shaped profile with a segment bottom (xy) 49 ) and raised therefrom, in the vehicle longitudinal direction (x) front and rear segment walls ( 51 . 53 ), and that in particular for reinforcing the side member connection profile at least the segment bottom ( 49 ) and the front segment wall ( 51 ) in connection with the profile reason ( 31 ) and the front profile wall ( 33 ) of the outer sheet metal part ( 29 ) of the A-pillar element ( 12 ).

Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the lower reinforcing wall ( 57 ) between the front and rear segment walls ( 51 . 53 ) of the node segment ( 47 ) is supported.

A body structure according to claim 4, characterized in that the upper reinforcing wall ( 55 ) of the upper hinge reinforcement ( 41 ) is a separate component, namely a sheet metal part, which is located between the front and rear segment walls ( 51 . 53 ) of the U-shaped node segment ( 47 ) is supported.

Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the frame side part ( 15 ) and / or the body longitudinal beams ( 7 ) is made of a hot-formed high-strength steel, and that the outer sheet metal part ( 29 ) of the A-pillar element ( 12 ) is made of a cold-formed steel with reduced strength compared to hot-formed steel.

Body structure according to one of claims 2 to 6, characterized in that the profiled ground ( 31 ) of the outer sheet metal part ( 29 ) of the A-pillar element ( 12 ) an upper profile wall ( 61 ) is pulled up to vehicle interior, and that the upper profile wall ( 61 ) together with the front profile wall ( 33 ) and the profile reason ( 31 ) spans an inner corner area, one at the transition from the frame side part ( 15 ) into the node segment ( 47 ) formed outer corner and this protects against the environment from corrosion.

Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the outer sheet metal part ( 29 ) of the A-pillar element ( 12 ) is executed with different sheet thicknesses, with an upper sheet metal portion ( 63 ) in the area of the upper column node ( 11 ) with reduced sheet thickness and with a lower sheet metal section ( 65 ) in the region of a lower column node ( 43 ) compared with larger sheet thickness.

Body structure according to one of claims 4 to 7, characterized in that the upper and lower reinforcing walls ( 55 . 57 ) of the upper hinge reinforcement ( 41 ) in the vehicle longitudinal direction (x) in alignment with the upper and lower walls of the longitudinal body ( 7 ) are arranged.