DE10232844A1

DE10232844A1 - Support structure for floor pan of vehicle has hollow profile supports each side of the vehicle and with overlapping sections for added strength at the curved sections

Info

Publication number: DE10232844A1
Application number: DE10232844A
Authority: DE
Inventors: Tran Minh Dang
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-07-20
Also published as: DE10232844B4

Abstract

A support structure for the floor pan of a vehicle has U-shaped pressings (2, 3, 4), welded via their top flanges to the underside of the floor pan. The middle sections (3) of the supports are angled between the middle and end floor pans and the improvement has middle section overlapping the main support sections (2, 4) each end of the angled sections. The overlapping sections are welded together, as well as to the floor pan, to create a reinforced structure to prevent folding in a collision.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenlängsträgeranordnung an Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a floor side member arrangement on motor vehicles according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 42 44 217 A1 ist eine Trägerstruktur bekannt, die zwei seitlich außenliegende im Bereich der Fahrgastzelle sich erstreckende Bodenlängsträger umfasst, an die sich wiederum im Übergangsbereich zu einem Fahrzeugendbereich (Fahrzeugvorbau und/oder Fahrzeugheck) nach innen und nach oben hin abgekröpfte vordere und/oder hintere Bodenlängsträger anschließen, die ihrerseits durch einen Querträger miteinander verbunden sind. Die einzelnen Trägerbereiche werden üblicherweise gesondert gefertigt und nachfolgend aneinandergeschweißt. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass solche Abkröpfungen, eine sogenannte Kurbel ausbildend, die Steifigkeit der Trägerstruktur beeinträchtigen und im Crashfall (Front- oder Heckcrash) zu einem undefinierten Abknicken des Trägers führen können. Um diesem Mißstand zu begegnen ist es bekannt, mittels beispielsweise zusätzlich aufgeschweißter Versteifungsbleche oder -profile eine gewisse Steifigkeitserhöhung zu erzielen. Diese Maßnahme bedarf zusätzlicher aufwendiger Arbeitsschritte, die einer Serienfertigung mit der Zielsetzung der Bauteilereduzierung abträglich ist. Des weiteren ist festzustellen, dass eine solche Trägerstruktur zwar für eine ganz bestimmte Fahrzeugplattform geeignet erscheint, jedoch für unterschiedliche Fahrzeugplattformen mit unterschiedlichen Radabständen eher ungeeignet ist, da entweder entsprechend dimensionierte Trägerstrukturen bereitgestellt werden müssen und/oder umfangreiche Anpassungsmaßnahmen erforderlich werden. Ebenso ist für einen eventuell erforderlichen Toleranzausgleich während der Montage ein erhöhter Aufwand zu verzeichnen.From the DE 42 44 217 A1 A carrier structure is known which comprises two floor side rails which extend laterally outside in the area of the passenger compartment and which in turn are connected in the transition area to a vehicle end area (vehicle stem and / or vehicle rear), with front and / or rear floor side members bent inwards and upwards, which are in turn connected to each other by a cross member. The individual carrier areas are usually manufactured separately and then welded together. In practice, however, it has been shown that such offsets, forming a so-called crank, impair the rigidity of the support structure and can lead to an undefined kinking of the support in the event of a crash (front or rear crash). In order to counteract this maladministration, it is known to achieve a certain increase in stiffness by means of, for example, additionally welded-on stiffening sheets or profiles. This measure requires additional complex work steps, which is detrimental to series production with the objective of reducing the number of components. Furthermore, it should be noted that such a support structure appears to be suitable for a very specific vehicle platform, but is rather unsuitable for different vehicle platforms with different wheelbases, since either appropriately dimensioned support structures must be provided and / or extensive adaptation measures are required. Likewise, an increased effort is to be noted for a possibly necessary tolerance compensation during assembly.

Mit der DE 197 46 238 A1 ist ferner eine Trägerstruktur offenbart, die ihrerseits sich vom Front- bis zum Heckbereich durchgängig erstreckende Bodenlängsträger aus Leichtmetallstrangpressprofilen beinhaltet. Auch diese Trägerstruktur ist für eine ganz bestimmte Fahrzeugplattform gestaltet und nur bedingt für Plattformen mit abweichenden Radabständen und dann auch nur aufgrund umfangreicher Anpassungsmaßnahmen verwendbar.With the DE 197 46 238 A1 a support structure is also disclosed, which in turn includes floor longitudinal members made of light metal extruded profiles which extend continuously from the front to the rear area. This support structure is also designed for a very specific vehicle platform and can only be used to a limited extent for platforms with different wheelbases and then only because of extensive adaptation measures.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, eine verbesserte Bodenlängsträgeranordnung an Kraftfahrzeugen, bestehend aus wenigstens zwei getrennt voneinander gefertigten und in Fahrzeuglängsrichtung nacheinander angeordneten und an einem Bodenblech festgelegten Hohlprofilen zu schaffen, die ihrerseits mit einfachen Mitteln eine zusätzliche Versteifung der Bodenstruktur und einen einfachen Toleranzausgleich gestattet sowie geeignet ist, für Fahrzeugplattformen mit unterschiedlichsten Radabständen Anwendung zu finden.Object of the present invention it is now an improved floor rail arrangement on motor vehicles, consisting of at least two separately manufactured and in the longitudinal direction of the vehicle successively arranged and fixed to a floor panel hollow profiles to create, which in turn, an additional simple means Stiffening of the floor structure and easy tolerance compensation is permitted and suitable for Vehicle platforms with different wheelbases application to find.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die miteinander korrespondierenden Profilenden der Hohlprofile der Bodenlängsträgeranordnung in Fahrzeuglängsrichtung zueinander überlappend angeordnet sind. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die miteinander korrespondierenden Profilenden der Hohlprofile ferner zueinander achsparallel angeordnet.According to the invention, the task is related solved with the features in the preamble of claim 1 in that the mutually corresponding profile ends of the hollow profiles of the Bottom longitudinal beam arrangement overlapping in the longitudinal direction of the vehicle are arranged. In an advantageous embodiment, they are together corresponding profile ends of the hollow profiles to each other arranged axially parallel.

Des weiteren können die besagten Profilenden in Fahrzeugquerrichtung zueinander beabstandet oder untereinander fest verbunden sein und zwar so, dass im Verbindungsbereich derselben ein örtlich begrenztes festigkeitserhöhendes Gesamtprofil gebildet ist. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die miteinander korrespondierenden Profilenden der Hohlprofile derart untereinander verbunden sind, dass Querschnittsbereiche der Hohlprofile ineinanderdringen, indem definierte Profilausschnitte und/oder -einschnitte an einem oder beiden korrespondierenden Profilenden der Hohlprofile vorgesehen sind. Die korrespondierenden Profilenden sind vorzugsweise durch Schweißung, Klebung und/oder mittels mechanischer Verbindungsmittel, wie Schrauben oder Niete, untereinander und/oder mit dem Bodenblech fest verbunden.Furthermore, the said profile ends spaced from each other in the vehicle transverse direction or with each other be firmly connected in such a way that in the connection area of the same a localized festigkeitserhöhendes Overall profile is formed. A further development of the invention provides before that the mutually corresponding profile ends of the hollow profiles are interconnected such that cross-sectional areas of the Penetrate hollow profiles by defined profile sections and / or incisions on one or both corresponding profile ends the hollow profiles are provided. The corresponding profile ends are preferably by welding, Gluing and / or by means of mechanical connecting means, such as screws or rivets, firmly connected to each other and / or to the floor panel.

Fernerhin können die Hohlprofile langgestreckt und/oder gekrümmt ausgebildet sein, wobei ein gekrümmtes Hohlprofil so zu dem vor- und/oder nachgeordnetem Hohlprofil angeordnet respektive mit demselben verbunden ist, dass im Crashfall durch die gebildete "Kurbel" eine möglichst geringe Momentenkraft auf die Bodenlängsträgeranordnung aufgebracht wird.Furthermore, the hollow profiles can be elongated and / or curved be formed, with a curved Hollow profile arranged to the upstream and / or downstream hollow profile or connected to it in the event of a crash the "crank" formed one if possible low moment force is applied to the floor side member arrangement.

Weiter wird im Sinne der Erfindung vorgeschlagen, dass wenigstens ein Hohlprofil ein gesondertes gekrümmtes Verbindungsstück zwischen einem vorderen und einem hinteren Bodenlängsträger der Bodenträgeranordnung ist. Ebenso gehört zum Inhalt der Erfindung, dass wenigstens ein Hohlprofil ein Bodenlängsträger mit endseitig integrierter Krümmung ist.Further in the sense of the invention proposed that at least one hollow profile be a separate curved connector between a front and a rear floor longitudinal member of the floor support assembly is. Heard as well to the content of the invention that at least one hollow profile with a floor rail integrated curvature at the end is.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below of the embodiments shown schematically in the drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 die Bodenstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einer herkömmlichen Bodenlängsträgeranordnung in einer Ansicht von unten, 1 the floor structure of a motor vehicle with a conventional floor rail arrangement in a view from below,

2 die Einzelheit "Z" nach 1 mit der erfindungsgemäßen Bodenlängsträgeranordnung in einer möglichen Ausführungsvariante, 2 the detail "Z" after 1 with the floor longitudinal member arrangement according to the invention in a possible embodiment variant,

3 den Schnitt I-I nach 2, 3 the section II 2 .

4 den Schnitt II-II nach 2, 4 the section II-II 2 .

5 die Einzelheit "Z" nach 1 mit der erfindungsgemäßen Bodenlängsträgeranordnung in einer weiteren Ausführungsvariante, 5 the detail "Z" after 1 with the floor longitudinal member arrangement according to the invention in a further embodiment variant,

6 den Schnitt III-III nach 5. 6 the section III-III 5 ,

1 zeigt schematisch die Teilansicht einer Bodenstruktur eines Kraftfahrzeugs, vorliegend des hinteren Fahrzeugbereiches, mit einer herkömmlichen Bodenlängsträgeranordnung in einer Ansicht von unten. Im wesentlichen ist an einem vorderen Bodenblech 1a (vorliegend links angeordnet) beidseitig der Fahrzeuglängsachse jeweils ein langgestreckter vorderer Bodenlängsträger in Form eines Hohlprofils 2, festgelegt, der seinerseits über ein Verbindungsstück in Form eines vorliegend "S"-förmig gekrümmten Hohlprofils 3 mit einem am hinteren Bodenblech 1b festgelegten sogenannten hinteren Bodenlängsträger in Form eines Hohlprofils 4 verbunden ist. Die Hohlprofile 2, 3, 4 weisen vorliegend einen "U"-förmigen Querschnitt auf und sind nach oben hin durch das Bodenblech 1a, 1b abgedeckt und mit diesem fest verbunden. Mit dieser Maßnahme wird bekanntermaßen bei einem Front- und/oder Heckcrash erreicht, dass die Aufprallkräfte über die Bodenlängsträger in vorteilhafter Weise in nahezu den gesamten Karosserieverbund abgeleitet und durch diesen abgestützt werden. 1 shows schematically the partial view of a floor structure of a motor vehicle, in the present case the rear vehicle area, with a conventional floor rail arrangement in a view from below. Essentially is on a front floor panel 1a (In the present case arranged on the left) an elongated front floor longitudinal member in the form of a hollow profile on both sides of the vehicle longitudinal axis 2 , which, in turn, has a connecting piece in the form of an "S" -shaped hollow profile 3 with one on the rear floor panel 1b so-called rear floor side members in the form of a hollow profile 4 connected is. The hollow profiles 2 . 3 . 4 in the present case have a "U" -shaped cross-section and are directed upwards through the floor panel 1a . 1b covered and firmly connected to it. With this measure, it is known that, in the event of a front and / or rear crash, the impact forces are advantageously dissipated and supported by almost the entire bodywork structure via the floor side members.

Wie bereits oben dargetan, hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, dass aus der gekrümmten, beispielsweise "S"-förmigen Gestaltung von Bodenlängsträgern, eine Beeinträchtigung der Steifigkeit der Trägerstruktur resultiert, die im Crashfall im Verbindungsbereich 5 der Hohlprofile 2, 3, 4 bzw. im Übergangsbereich von der langgestreckten in die gekrümmte Kontur des Bodenlängsträgers ein Abknicken desselben hervorrufen kann. In umfangreichen Versuchen wurde nunmehr gefunden, dass gerade in diesen Verbindungsbereichen 5 eine Steifigkeitserhöhung angezeigt ist.As already shown above, however, it has been shown in practice that the curved, for example "S" -shaped design of floor side members results in an impairment of the rigidity of the support structure, which occurs in the connection area in the event of a crash 5 of the hollow profiles 2 . 3 . 4 or in the transition area from the elongated into the curved contour of the floor longitudinal member can cause the same to kink. In extensive tests it has now been found that precisely in these connection areas 5 an increase in stiffness is indicated.

Erfindungsgemäß wird gem. 2 eine solche Steifigkeitserhöhung realisiert, indem die miteinander korrespondierenden Profilenden der Hohlprofile 2, 3, 4 in Fahrzeuglängsrichtung zueinander überlappend angeordnet und auf dem Bodenblech 1a, 1b festgelegt werden. Vorzugsweise werden dabei die miteinander korrespondierenden Profilenden der Hohlprofile 2, 3, 4 zueinander achsparallel angeordnet. Dabei kann es auch angezeigt sein, die miteinander korrespondierenden Profilenden der Hohlprofile 2, 3, 4 in Fahrzeugquerrichtung zueinander beabstandet auf dem Bodenblech 1a bzw. 1b festzulegen, um beispielsweise Kabel, Schläuche etc. hindurchführen zu können (2 und 4). Ebenso ist es denkbar, die Hohlprofile 2, 3, 4 mit ihren korrespondierenden Profilenden so miteinander zu verbinden, dass im besagten Verbindungsbereich 5 ein örtlich begrenztes festigkeitserhöhendes Gesamtprofil 6, resultierend aus der festen Verbindung der beiden jeweils korrespondierenden Profilenden der Hohlprofile 2, 3, 4, gebildet wird.According to the invention. 2 such an increase in stiffness is realized by the mutually corresponding profile ends of the hollow profiles 2 . 3 . 4 arranged in the vehicle longitudinal direction overlapping each other and on the floor panel 1a . 1b be determined. Preferably, the mutually corresponding profile ends of the hollow profiles 2 . 3 . 4 arranged axially parallel to each other. It can also be indicated that the mutually corresponding profile ends of the hollow profiles 2 . 3 . 4 spaced apart in the vehicle transverse direction on the floor panel 1a respectively. 1b to be able to pass cables, hoses etc. through ( 2 and 4 ). It is also conceivable for the hollow profiles 2 . 3 . 4 to connect with their corresponding profile ends so that in the said connection area 5 a local strength-increasing overall profile 6 , resulting from the firm connection of the two corresponding profile ends of the hollow profiles 2 . 3 . 4 , is formed.

Gem. den 2 und 3 sind danach in einer möglichen Ausführungsvariante die korrespondierenden Profilenden der Hohlprofile 2, 3, 4 achsparallel nebeneinander angeordnet. Daraus resultiert ein besonders steifes Gesamtprofil 6, wodurch ein hoher Sicherheitsstandard erreichbar ist. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die Profilenden der Hohlprofile 2, 3, 4 achsparallel übereinander anzuordnen, welches sich insbesondere für die Verbindung eines vorderen und hinteren Bodenlängsträgers im Bereich eines vorderen Querträgers in Höhe der Spritzwand anbietet und durch die Erfindung mit erfasst ist (nicht näher dargestellt).According to the 2 and 3 are then in a possible embodiment, the corresponding profile ends of the hollow profiles 2 . 3 . 4 arranged axially parallel next to each other. This results in a particularly rigid overall profile 6 , whereby a high security standard can be achieved. Of course there is also the possibility of the profile ends of the hollow profiles 2 . 3 . 4 to be arranged axially parallel one above the other, which is particularly suitable for connecting a front and rear floor longitudinal member in the region of a front cross member at the height of the bulkhead and is also covered by the invention (not shown in more detail).

Den 5 und 6 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante zu entnehmen, wobei die miteinander korrespondierenden Profilenden der Hohlprofile 2, 3, 4 derart untereinander verbunden sind, dass Querschnittsbereiche der Hohlprofile 2, 3, 4 ineinanderdringen, indem definierte Profilausschnitte 7 und/oder -einschnitte an einem oder beiden korrespondierenden Profilenden vorgesehen sind. Mit dieser Maßnahme kann besonders vorteilhaft definierten und örtlich begrenzten Steifigkeitsanforderungen Rechnung getragen werden, denn es erscheint eine solche neue Gesamtprofilbildung nicht nur vorteilhaft für die bisher angesprochene Verbindung von Bodenlängsträgern mittels gegebenenfalls gekrümmter Verbindungsstücke, sondern jeder Trägerabschnitt kann bei Bedarf entsprechend ausgebildet sein, um örtlich begrenzte Steifigkeitserhöhungen zu schaffen. Die Profilenden sind vorzugsweise durch Schweißung, Klebung und/oder mittels mechanischer Verbindungsmittel, wie Schrauben oder Niete, fest verbunden. Des weiteren hat sich in den Versuchen, insbesondere am Beispiel eines gekrümmten Hohlprofils 3 als Verbindungsstück zwischen zwei langgestreckten Hohlprofilen 2, 4 in Form eines vorderen und eines hinteren Bodenlängsträgers, als vorteilhaft erwiesen, das gekrümmte, vorliegend "S"-förmige Hohlprofil 3, so zu dem vor- und/oder nachgeordneten Hohlprofil 2, 4 anzuordnen respektive mit demselben zu verbinden, dass im Crashfall durch die gebildete "Kurbel" eine möglichst geringe Momentenkraft auf die Bodenlängsträgeranordnung aufgebracht wird. D. h., es sollte der Abstand "e" zwischen den beiden Mittenachsen der Profilenden des "S"-förmigen Hohlprofils 3 möglichst gering gewählt werden, um nachteilige Auswirkungen der "Kurbel" weitestgehend zu beschränken (1). Gleiches ist selbstverständlich auch anzunehmen, wenn ein Hohlprofil 2 bzw. 4 ein Bodenlängsträger mit endseitig integrierter Krümmung ist und erfindungsgemäß zu einem vor- bzw. nachgeordneten Hohlprofil 4 bzw. 2 angeordnet oder mit demselben verbunden ist (nicht näher dargestellt).The 5 and 6 A further advantageous embodiment variant can be seen, the mutually corresponding profile ends of the hollow profiles 2 . 3 . 4 are interconnected in such a way that cross-sectional areas of the hollow profiles 2 . 3 . 4 intertwine by defined profile sections 7 and / or cuts are provided on one or both corresponding profile ends. This measure allows particularly advantageously defined and locally limited rigidity requirements to be taken into account, since such a new overall profile formation not only appears to be advantageous for the previously mentioned connection of floor longitudinal members by means of optionally curved connecting pieces, but each support section can, if necessary, be appropriately designed to be locally limited To create increases in stiffness. The profile ends are preferably firmly connected by welding, gluing and / or by means of mechanical connecting means, such as screws or rivets. Furthermore, in the experiments, in particular using the example of a curved hollow profile 3 as a connector between two elongated hollow profiles 2 . 4 in the form of a front and a rear floor longitudinal member, proved to be advantageous, the curved, in the present case "S" -shaped hollow profile 3 , so to the upstream and / or downstream hollow profile 2 . 4 to arrange or to connect to the same, that in the event of a crash, the lowest possible moment force is applied to the floor side member arrangement by the "crank" formed. That is, there should be the distance "e" between the two center axes of the profile ends of the "S" -shaped hollow profile 3 be chosen as low as possible in order to limit the adverse effects of the "crank" as much as possible ( 1 ). The same can of course also be assumed if a hollow profile 2 respectively. 4 is a floor longitudinal member with a curvature integrated at the end and, according to the invention, to an upstream or downstream hollow profile 4 respectively. 2 arranged or connected to the same (not shown).

Vorstehende erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Bodenlängsträgeranordnung gestattet im übrigen während der Montage des Kraftfahrzeugs mit einfachen Mitteln auch einen gegebenenfalls erforderlichen Toleranzausgleich der zusammenzufügenden Bauteile. Ebenso ist diese Ausgestaltung besonders prädestiniert für Serienfertigungen, die ihrerseits mit an sich gleichartigen Fahrzeugplattformen einhergehen, jedoch unterschiedliche Radabstände aufweisen. Infolge der überlappenden Gestaltung der Hohlprofile 2, 3, 4 können bei Verwendung gleichartiger Bauteile (Hohlprofile 2, 3, 4) solche Maßunterschiede unproblematisch ausgeglichen werden.The above configuration according to the invention of a floor longitudinal member arrangement also permits simple compensation of any tolerance compensation that may be required during assembly of the motor vehicle the components. This configuration is also particularly predestined for series production, which in turn goes hand in hand with similar vehicle platforms, but has different wheelbases. As a result of the overlapping design of the hollow profiles 2 . 3 . 4 can be used when using similar components (hollow profiles 2 . 3 . 4 ) such dimensional differences can be compensated for without any problems.

Claims

Floor longitudinal member arrangement on motor vehicles, consisting of at least two hollow profiles manufactured separately from one another and arranged one after the other in the vehicle longitudinal direction and fixed on a floor panel, characterized in that the mutually corresponding profile ends of the hollow profiles ( 2 . 3 . 4 ) are arranged to overlap each other in the longitudinal direction of the vehicle.

Floor longitudinal member arrangement according to claim 1, characterized in that the mutually corresponding profile ends of the hollow profiles ( 2 . 3 . 4 ) are arranged axially parallel to each other.

Floor longitudinal member arrangement according to one of claims 1 and 2, characterized in that the mutually corresponding profile ends of the hollow profiles ( 2 . 3 . 4 ) spaced apart in the vehicle transverse direction on the floor panel ( 1a . 1b ) are set.

Floor longitudinal member arrangement according to one of claims 1 and 2, characterized in that the mutually corresponding profile ends of the hollow profiles ( 2 . 3 . 4 ) are firmly connected to each other in such a way that in the connection area ( 5 ) a local strength-increasing overall profile ( 6 ) is formed.

Floor longitudinal member arrangement according to one of claims 1, 2 and 4, characterized in that the mutually corresponding profile ends of the hollow profiles ( 2 . 3 . 4 ) are interconnected in such a way that cross-sectional areas of the hollow profiles ( 2 . 3 . 4 ) intertwine by defining profile sections ( 7 ) and / or cuts on one or both corresponding profile ends of the hollow profiles ( 2 . 3 . 4 ) are provided.

Floor longitudinal support arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the corresponding profile ends by welding, gluing and / or by means of mechanical connecting means, such as screws or rivets, with one another and / or with the floor panel ( 1a . 1b ) are firmly connected.

Floor longitudinal member arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the hollow profiles ( 2 . 3 . 4 ) are elongated and / or curved and a curved hollow profile ( 3 ) to the upstream and / or downstream hollow profile ( 2 . 4 ) arranged or connected to the same, that in the event of a crash, the lowest possible moment force is applied to the floor side member arrangement by the "crank" formed.

Floor longitudinal member arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one hollow profile ( 3 ) is a separate curved connector between a front and a rear floor side member of the floor member assembly.

Floor longitudinal member arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one hollow profile ( 2 . 4 ) is a floor longitudinal member with a curved end integrated.