DE19538457A1 - Multi=compartment profiled section for forming sill of motor vehicle - Google Patents
Multi=compartment profiled section for forming sill of motor vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrkammerprofil zur Bildung eines seitlichen Längsträgers eines Kraftfahrzeuges.The invention relates to a multi-chamber profile to form a side Side member of a motor vehicle.
Den seitlichen Längsträgern eines Fahrzeugaufbaus kommen mehrere Funktionen zu: Zum einen wird die Steifigkeit des Fahrzeugaufbaus gegenüber Biege- und Torsionsbeanspruchung wesentlich von der Ausbildung der seitlichen Längsträger bestimmt. Andererseits werden über die Längsträger große Anteile der bei einem Fahrzeugcrash auftretenden Kräfte eingeleitet. Darüber hinaus dienen die Längs träger auch zur Aufnahme der etwa vertikal angeordneten Pfosten, die den Türausschnitt oder die Türausschnitte begrenzen.The side longitudinal beams of a vehicle body have several functions to: On the one hand, the rigidity of the vehicle body compared to bending and Torsional stress essentially depends on the design of the side members certainly. On the other hand, large proportions of the at one Forces occurring in the vehicle crash. In addition, the longitudinal serve carrier also for receiving the approximately vertically arranged posts that the Limit the door cutout or the door cutouts.
Nachteilig bei bekannten seitlichen Rahmenstrukturen von Kraftfahrzeugen ist, daß die Längsträger in der Regel aus mehreren Teilen zusammengesetzt sind, damit der Längsträger abschnittsweise seine entsprechende Funktion erfüllen kann. Hierdurch ergibt sich ein unstetiger Steifigkeitsverlauf. Außerdem ist der Ferti gungsaufwand durch die große Anzahl von Fügestellen entsprechend hoch, wo durch die Herstellkosten steigen.A disadvantage of known side frame structures of motor vehicles is that the side members are usually composed of several parts, so the longitudinal member can perform its corresponding function in sections. This results in an inconsistent stiffness curve. In addition, the ferti due to the large number of joints correspondingly high where through the manufacturing costs increase.
Aufgabe der Erfindung ist es, für ein Kraftfahrzeug mit einer aus Profilen aufgebau ten Rahmenstruktur einen Längsträger bereitzustellen, der bei hoher Biege- und Crashsteifigkeit mit geringem Herstellaufwand zu fertigen ist.The object of the invention is to build a motor vehicle with a profile th frame structure to provide a side member, which with high bending and Crash rigidity can be produced with little manufacturing effort.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. This object is solved by the features of claim 1.
Kerngedanke ist es dabei, zur Bildung des Längsträgers ein Mehrkammerprofil zu verwenden, das mehrere Funktionen gleichzeitig erfüllt. Als Mehrkammerprofile werden im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung solche langgestreckten Bauteile bezeichnet, die wenigstens zwei aneinandergrenzende Kammern aufwei sen. Die Profile bestehen in der Regel aus Leichtmetall und werden bevorzugt im Strangpreßverfahren hergestellt. Das erfindungsgemäße Mehrkammerprofil er streckt sich über nahezu die gesamte Länge des Fahrzeuges und weist minde stens eine Tragkammer auf, die so dimensioniert ist, daß sie dem Längsträger eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit hinsichtlich der Biege- und Crashbeanspru chung aufweist. Zusätzlich besitzt das Mehrkammerprofil eine Aufnahmekammer, über die wenigstens ein etwa vertikal verlaufender Pfosten oder beispielsweise ein etwa in Querrichtung des Fahrzeugs verlaufender Träger angebunden ist. Diese Aufnahmekammer ist für die Festigkeit und Steifigkeit des Längsträgers nicht er forderlich. Sie ist als "Opferkammer" ausgebildet und dient ausschließlich der An bindung des Pfostens oder des Trägers.The main idea is to form a multi-chamber profile to form the side member use that fulfills several functions at the same time. As multi-chamber profiles become elongated in the context of the present invention Designates components that have at least two adjacent chambers sen. The profiles are usually made of light metal and are preferred in Extruded process manufactured. The multi-chamber profile according to the invention stretches almost the entire length of the vehicle and shows at least least a support chamber, which is dimensioned so that it the one side member sufficient rigidity and strength with regard to bending and crash stress chung. In addition, the multi-chamber profile has a receiving chamber, over the at least one approximately vertical post or, for example, a approximately connected in the transverse direction of the vehicle carrier is connected. This The receiving chamber is not he for the strength and rigidity of the side member conducive. It is designed as a "victim's chamber" and serves only the An binding of the post or the beam.
Daraus ergibt sich eine Reihe von Vorteilen: Durch die zusätzliche Aufnahmekam mer entfällt für die Tragkammer die Funktion der Anbindung eines Pfostens und/oder Trägers. Damit wird die Tragkammer weder durch Schweißnähte noch durch Ausnehmungen geschwächt. Im Bereich der Anbindungsstellen mit dem Pfosten oder Träger sind somit keine innenliegenden Schottwände zur Erhöhung der Festigkeit erforderlich. Für die Bildung des Längsträgers genügt ein einziges Bauteil, das mehrere Funktionen wahrnimmt. Durch die Opferkammer entsteht zwar zusätzliches Gewicht; da die Aufnahmekammer jedoch relativ klein dimen sioniert werden kann, überwiegt der erzielte Vorteil gegenüber einer Vielzahl von Fügestellen bei mehrteiligen Längsträgern. In der Gesamtbetrachtung ergibt sich mit dem erfindungsgemäßen Mehrkammerprofil ein deutlicher Vorteil gegenüber der konventionellen Bauweise.This results in a number of advantages: The additional admission came The function of connecting a post does not apply to the supporting chamber and / or carrier. So that the support chamber is neither by welds nor weakened by recesses. In the area of the connection points with the Posts or beams are therefore not internal bulkheads to increase the strength required. Only one is sufficient to form the side member Component that performs several functions. The victim chamber creates additional weight; however, since the receiving chamber is relatively small The advantage achieved outweighs a large number of Joints for multi-part side members. The overall view shows with the multi-chamber profile according to the invention a clear advantage over the conventional design.
Durch die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 wird mit dem Einstecken des Pfosten und/oder des Trägers ein Formschluß erzeugt, mit Vorteilen bei der anschließenden stoffschlüssigen Verbindung (Verschweißung, Verklebung). Durch den Formschluß wird die Kraftübertragung verbessert, was sich vorteilhaft bei einem Seitencrash auswirkt. Außerdem kann durch den Formschluß ein Toleranz ausgleich in Längsrichtung des Pfostens oder des Trägers erfolgen. Due to the embodiment of the invention according to claim 2 is with the insertion the post and / or the carrier produces a positive connection, with advantages in the subsequent integral connection (welding, gluing). By the positive connection, the power transmission is improved, which is advantageous in a side crash. In addition, a tolerance can be caused by the positive connection compensation in the longitudinal direction of the post or the carrier.
Gemäß Anspruch 3 wird die Aufnahmekammer in den Bereichen, in denen ihr keine Funktion zukommt, entfernt. Dies ist bei Fahrzeugen mit einem Türaus schnitt, der von zwei Pfosten gebildet wird, beispielsweise außerhalb des Türberei ches der Fall. Durch das abschnittsweise Entfernen kann das Gewicht des Längs trägers reduziert werden. Auch wird zusätzlicher Bauraum geschaffen. Der durch das abschnittsweise Entfernen der Aufnahmekammer entstehende Aufwand ist in der Regel deutlich niedriger als der durch das konventionelle Anbringen von Pfosten oder Trägern entstehende Aufwand. Außerdem ergeben sich bei der erfin dungsgemäßen Lösung Vorteile hinsichtlich des Kraftflusses.According to claim 3, the receiving chamber in the areas where you no function, removed. This is for vehicles with a door opening cut, which is formed by two posts, for example outside the door ches the case. By removing sections, the weight of the longitudinal can carrier can be reduced. Additional space is also created. The through the removal of the receiving chamber in sections is in generally significantly lower than that of the conventional application of Post or beams incurred effort. In addition, the inventions Solution according to the invention advantages in terms of power flow.
Zwar ist aus der EP 0 561 840 B1 ein Mehrkammerprofil bekannt, dessen Kam mern abschnittsweise entfernt werden. Das bekannte Profil bildet eine Mittelsäule eines Kraftfahrzeuges, mit dem Ziel, einen konischen Verlaufes und eine abge stuften Festigkeit zu erreichen. Eine Anbindung weiterer Rahmenteile ist nicht vor gesehen. Die EP-B 1 befaßt sich lediglich mit der Formgebung der Mittelsäule selbst.A multi-chamber profile is known from EP 0 561 840 B1, the cam removed in sections. The well-known profile forms a central column a motor vehicle, with the aim of a conical shape and an abge to achieve graded strength. A connection of further frame parts is not planned seen. EP-B 1 only deals with the shape of the center column even.
Gemäß Anspruch 4 ist der seitliche Längsträger als Schweller ausgebildet, vor zugsweise in Baueinheit oder Fortsetzung des vorderen und hinteren Längsträ gers. Insbesondere bei oben offenen Fahrzeugen hat der Schweller hohe Kräfte hinsichtlich Biegung aufzunehmen. Auch bei einem Fahrzeugcrash wird ein Groß teil der Kräfte über den Schweller eingeleitet.According to claim 4, the side longitudinal beam is designed as a sill before preferably in units or continuation of the front and rear longitudinal str gers. The sill has high forces, especially in vehicles that are open at the top in terms of bending. Even in the event of a vehicle crash, it becomes big part of the forces introduced via the sill.
Abweichend von Anspruch 4 kann auch ein oberhalb des Schwellers in Längsrich tung des Fahrzeuges verlaufender Träger von einem erfindungsgemäßen Mehr kammerprofil gebildet werden. Als Beispiel kommt hier das seitliche Dachprofil oder ein sogenannter "Brüstungsträger", in Frage, der etwa in Brüstungshöhe verläuft und beispielsweise bei einem oben offenen Fahrzeug die horizontale Fahrzeugbe grenzung darstellt.Notwithstanding claim 4, one above the sill in the longitudinal direction device of the vehicle extending carrier of a More invention chamber profile are formed. As an example here is the side roof profile or a so-called "parapet beam", in question, which runs approximately at parapet height and, for example, in the case of an open vehicle, the horizontal vehicle be represents border.
Zwar ist aus der EP 0 303 431 B1 ein Profil bekannt, dessen obere und untere Kammer über Stege miteinander verbunden sind. Die Stege werden abschnitts weise zur Bildung von Öffnungen, beispielsweise für den Kühllufteintritt oder die Türausschnitte, entfernt. Durch Auseinanderbiegen von oberer und unterer Kam mer im Bereich der Öffnungen wird deren Abstand vergrößert, wodurch entspre chend große Öffnungen gebildet werden. Im Bereich der seitlichen Rahmenstruktur entsteht hierdurch unterseitig ein Schweller und oberseitig ein seitlicher Dachrah men des Kraftfahrzeuges. Die genannte Schrift enthält jedoch keinerlei Angaben, wie etwa senkrecht zum Mehrkammerprofil verlaufende Pfosten und/oder Träger an das Mehrkammerprofil angebunden werden.A profile is known from EP 0 303 431 B1, its upper and lower Chamber are connected to each other via webs. The webs are cut way to form openings, for example for the cooling air inlet or the Door cutouts removed. By bending the upper and lower cam apart mer in the area of the openings, their distance is increased, which corresponds Large openings are formed. In the area of the side frame structure This creates a sill on the underside and a side roof frame on the top men of the motor vehicle. However, the font mentioned contains no information such as posts and / or beams running perpendicular to the multi-chamber profile be connected to the multi-chamber profile.
Anspruch 5 bringt einen weiteren Aspekt des "Integrationsgedankens" von erfin dungsgemäßen Mehrkammerprofilen zum Ausdruck. Einerseits ist für die Ver schweißung des Pfosten und/oder der Träger mit der Aufnahmekammer des Mehr kammerprofils von Bedeutung, daß ein nur geringer Unterschied in den Wandstär ken der einzelnen Bauteile vorliegt. Andererseits sind für die Gewährleistung einer ausreichenden Festigkeit und Steifigkeit des gesamten Profils entsprechend höhere Wandstärken an anderer Stelle erforderlich. Durch die Ausbildung der Erfindung nach Anspruch 5 ist es daher möglich, unterschiedliche Wandstärken in einem Profil zu vereinen und einen entsprechend stark dimensionierten, durchlau fenden Gurt in Form zumindest einer ausreichend dick bemessenen Begren zungswand bereitzustellen.Claim 5 brings another aspect of the "integration idea" from erfin multi-chamber profiles according to the invention. On the one hand, for the Ver welding the post and / or the beams to the receiving chamber of the More chamber profile of importance that there is only a slight difference in the wall thickness ken of the individual components. On the other hand, for ensuring a adequate strength and rigidity of the entire profile accordingly higher wall thicknesses required elsewhere. By training the Invention according to claim 5, it is therefore possible to in different wall thicknesses to unite a profile and a correspondingly strongly dimensioned, translucent belt in the form of at least one sufficiently thick limit supply wall.
Durch die beiden vertikal zueinander beabstandeten dickwandigen Begrenzungs wände des Mehrkammerprofils gemäß Anspruch 6 wird ein hohes Flächenmoment gegen Biegung erzeugt. Bei entsprechender Höhe der Tragkammer ergibt sich ein großer Randfaserabstand, wodurch insgesamt ein großes Biegewiderstands moment des Mehrkammerprofils erzielt wird.Due to the two vertically spaced thick-walled boundary walls of the multi-chamber profile according to claim 6 is a high area torque generated against bending. With a corresponding height of the supporting chamber, a large edge fiber spacing, resulting in a large bending resistance torque of the multi-chamber profile is achieved.
Durch die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 7 wird eine erhöhte Belast barkeit des Längsträgers erreicht. Außerdem ist eine größere Gesamtprofilhöhe erzielbar mit entsprechend höherem Biegewiderstandsmoment.Through the development of the invention according to claim 7, an increased load Availability of the side member reached. There is also a larger overall profile height achievable with a correspondingly higher bending moment.
Gemäß Anspruch 8 bildet die seitliche Kammer des Mehrkammerprofils einen Teil der Außenhaut. Damit wird das Mehrkammerprofil unmittelbar als Element der zur stilistischen Gestaltung des Fahrzeuges eingesetzt, wie dies an sich aus der DE 43 30 014 A1 bekannt ist. Gemäß Anspruch 9 kann die seitliche Kammer auch abschnittsweise entfernt oder verkleidet werden. According to claim 8, the side chamber of the multi-chamber profile forms part the outer skin. The multi-chamber profile is thus directly an element of the stylistic design of the vehicle used, as this in itself from the DE 43 30 014 A1 is known. According to claim 9, the side chamber can also removed or disguised in sections.
Der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 10 liegt derselbe Kerngedanke zugrunde wie bei der Ausbildung von ausschließlich für die Anbindung von Profilen oder Trägern vorgesehenen Aufnahmekammern nach Anspruch 1. Durch die Flan sche gemäß Anspruch 10 können weitere Profile, Zusatzbauteile im Türbereich wie beispielsweise Scharniere oder Schlösser, Verkleidungsteile, etc. befestigt werden. Der Flansch kann auch abschnittsweise entfernt werden.The development of the invention according to claim 10 is the same core idea as in the training of exclusively for the connection of profiles or carriers provided receiving chambers according to claim 1. By the flan cal according to claim 10 can further profiles, additional components in the door area such For example, hinges or locks, trim parts, etc. are attached. The flange can also be removed in sections.
Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher dargestellt und erläutert. Es zeigt:A possible embodiment of the invention is described below with reference to the Drawing shown and explained in more detail. It shows:
Fig. 1 eine seitliche Rahmenstruktur eines Kraftfahrzeuges in perspektivischer Seitenansicht, Fig. 1 is a side frame structure of a motor vehicle in a perspective side view,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das Mehrkammerprofil der Rahmenstruktur von Fig. 1 entsprechend der Schnittverlaufslinie II-II, Fig. 2 shows a cross section through the multi-chamber profile of the frame structure of FIG. 1 along the section line II-II,
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Schnittdarstellung entlang der Schnitt verlaufslinie III-III in Fig. 1 und Fig. 3 is a sectional view corresponding to FIG. 2 along the section line III-III in Fig. 1 and
Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Schnittdarstellung entlang der Schnitt verlaufslinie IV-IV in Fig. 1. Fig. 4 is a FIG. 2 corresponding sectional view taken along the section line IV-IV in FIG. 1.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt der seitlichen Rahmenstruktur eines Kraftfahrzeu ges. Die Rahmenstruktur weist einen sich über die gesamte Fahrzeuglänge er streckenden Schweller 1, einen oberhalb des Schwellers 1 verlaufenden Brü stungsträger 2 sowie einen vorderen und einen hinteren Pfosten 3 bzw. 4 auf, die den Schweller 1 und den Brüstungsträger 2 miteinander verbinden. In Fig. 1 ist der Schweller 1 in drei Bereich A, B und C unterteilt, die jeweils einen unterschied lichen Querschnitt des Schwellers 1 aufweisen. Fig. 1 shows a section of the side frame structure of a motor vehicle. The frame structure has an on over the entire length of the vehicle he stretching sill 1, a running above the sill 1 Brü stungsträger 2 as well as a front and a rear uprights 3 and 4, which connect the sill 1 and the balustrade carrier 2 with each other. In Fig. 1, the rocker 1 is divided into three areas A, B and C, each having a different cross section of the rocker 1 .
Die Fig. 2 bis 4 zeigen die einzelnen Abschnitte des Schwellers 1 im Quer schnitt, wobei das Mehrkammerprofil nur im Bereich A vollständig ausgebildet ist. Figs. 2 to 4 show the individual sections of the sill 1 in cross-section, wherein the multi-chamber profile is completely formed only in the region A.
Der Schweller 1 besteht aus einer oberseitigen Aufnahmekammer 5 sowie einer oberen und einer unteren Tragkammer 6 bzw. 7. Seitlich an die beiden Tragkam mern 6 und 7 schließt sich eine seitliche Kammer 8 an. Darüber hinaus steht von der Aufnahmekammer 5 etwa senkrecht nach oben ein Flansch 9 ab.The sill 1 consists of an upper-side receiving chamber 5 and an upper and a lower supporting chamber 6 and 7 . Laterally to the two Tragkam men 6 and 7 is a lateral chamber 8 . In addition, a flange 9 projects from the receiving chamber 5 approximately vertically upwards.
Die Aufnahmekammer 5 wird von einer oberseitigen, gewölbten Begrenzungswand 10 einerseits begrenzt. Nach unten ist die Aufnahmekammer 5 durch die Trenn wand 11 von der oberen Tragkammer 6 getrennt. Die beiden Tragkammern 6 und 7 sind durch Begrenzungswände 11 bis 14 begrenzt. Zwischen den beiden Trag kammern 6 und 7 ist eine weitere Trennwand 15 vorgesehen.The receiving chamber 5 is delimited on the one hand by an arched boundary wall 10 on the top. Down the receiving chamber 5 is separated by the partition wall 11 from the upper support chamber 6 . The two support chambers 6 and 7 are delimited by boundary walls 11 to 14 . Between the two supporting chambers 6 and 7 , a further partition 15 is provided.
Die Wandstärke d₁ der für die Verbindung mit den Pfosten 3 und 4 vorgesehenen Begrenzungswand 10 der Aufnahmekammer 5 ist kleiner als die Wandstärke d₂ der Begrenzungswände 11 bis 14.The wall thickness d 1 of the boundary wall 10 provided for connection to the posts 3 and 4 of the receiving chamber 5 is smaller than the wall thickness d 2 of the boundary walls 11 to 14 .
Fig. 3 zeigt das Mehrkammerprofil im Bereich B, in dem die Aufnahmekammer 5 sowie der Flansch 9 entfernt sind. Fig. 3 shows the multi-chamber profile in area B, in which the receiving chamber 5 and the flange 9 are removed.
Fig. 4 (Bereich C) zeigt den Schweller 1 mit der entfernten seitlichen Kammer 8 und dem in die Aufnahmekammer 5 eingesetzten hinteren Pfosten 4. Der Pfosten 4 ist über eine Einstecköffnung 16 formschlüssig in die Aufnahmekammer 5 einge setzt und mit dieser über Schweißnähte 17 stoffschlüssig verbunden. Darüber hin aus liegt der Pfosten 3 auch am Flansch 9 an und ist mit einer höhenversetzten Schweißnaht 18 außenseitig zusätzlich verschweißt. Fig. 4 (area C) shows the sill 1 with the remote lateral chamber 8 and the rear posts 4 inserted into the receiving chamber 5. The post 4 is positively inserted into the receiving chamber 5 via an insertion opening 16 and is integrally connected to it via weld seams 17 . In addition, the post 3 also abuts the flange 9 and is additionally welded on the outside with a vertically offset weld seam 18 .
Neben den Pfosten 3, 4 können selbstverständlich auch weitere Profile, wie bei spielsweise die in Fig. 1 mit 19 und 20 bezeichneten Querträger, über eine eigene Aufnahmekammer (nicht dargestellt) an den Schweller 1 angebunden werden.In addition to the posts 3 , 4 , of course, other profiles, such as the cross members designated by 19 and 20 in FIG. 1, can be connected to the sill 1 via a separate receiving chamber (not shown).
Claims (10)
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