DE19601315A1

DE19601315A1 - Junction element for frame-built vehicle

Info

Publication number: DE19601315A1
Application number: DE1996101315
Authority: DE
Inventors: Peter Brunner; Guenther Lechermann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1996-01-16
Publication date: 1997-07-17

Abstract

The junction element (2) is incorporated in a vehicle with a bearing structure of shaped strips and forms a B-column. It has two receivers (14,15) spaced out from each other in the direction of travel. The receivers enable a dividing wall (18) to be fitted. The dividing wall divides the interior space (19) from the baggage space (20). Since it can be fitted in either of two positions, the baggage space can be increased at the expense of the interior space, or vice versa, enabling two bodywork variants to be produced.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Knotenelement für ein in Profilbauweise hergestelltes Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a node element for a profile construction Manufactured vehicle according to the preamble of claim 1.

Für in nur geringen Stückzahlen hergestellte Fahrzeuge bietet sich eine tra gende Fahrzeugstruktur aus Strangprofilen aus wirtschaftlichen und ferti gungstechnischen Gründen an. Als Beispiel wird das von der Anmelderin hergestellte Elektrofahrzeug mit der Typbezeichnung BMW E1 genannt. Die einzelnen Strangprofile der Fahrzeugstruktur bestehen aus Aluminium und sind entweder direkt miteinander verschweißt oder über Knotenelemente miteinander verbunden. Die Knotenelemente nehmen in der Regel mehrere Profile oder andere Anbauteile auf.For vehicles manufactured in small quantities, there is a tra vehicle structure from extruded profiles from economic and manufac technical reasons. As an example, this is from the applicant Manufactured electric vehicle with the type designation BMW E1 called. The individual extrusion profiles of the vehicle structure consist of aluminum and are either welded directly to one another or via node elements connected with each other. The node elements usually take several Profiles or other attachments.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Knotenelemente weiter zu ent wickeln, um eine größere Variabilität bei der Herstellung der Fahrzeugstruk turen zu erreichen.The object of the invention is to further develop the known node elements wrap for greater variability in the manufacture of the vehicle structure to reach doors.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.

Knotenelemente werden überwiegend im Gußverfahren hergestellt, wodurch sich zwangsläufig hohe Herstellkosten ergeben. Da Fahrzeuge in Profilbau weise nur in geringen Stückzahlen hergestellt werden, ist es in der Regel nicht möglich, für Karosserie- oder Ausstattungsvarianten unterschiedliche Knotenelemente einzusetzen. Kerngedanke der Erfindung ist es daher, Knotenelemente mit mehreren, mindestens jedoch zwei versetzten Aufnah men zu versehen, so daß im Rohbau wahlweise je nach Karosserie- oder Ausstattungsvariante die sich an das Knotenelement anschließenden Bau teile eingesetzt werden können. Nach dem Einsetzen werden die Bauteile in bekannter Weise mit dem Knotenelement verschweißt. Die Aufnahmen kön nen beispielsweise als Aussparungen oder in Form abstehender Flansche ausgebildet sein. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Knotenele mente ergibt sich ein nur geringes Zusatzgewicht bei niedrigen zusätzlichen Kosten. Gleichzeitig wird die wirtschaftliche Herstellung unterschiedlicher Karosserie- und Ausstattungsvarianten auch bei Kleinserien-Fahrzeugen ermöglicht. Die in Anspruch 1 genannten Bauteile sind in der Regel Profil bauteile, beispielsweise Profile für Querträger wie Sitz- oder Instrumenten querträger.Node elements are predominantly made by casting, whereby there are inevitably high manufacturing costs. Because vehicles in profile construction wise only in small quantities, it is usually not possible, different for body or equipment variants Use node elements. The main idea of the invention is therefore Node elements with several, but at least two staggered receptacles men to be provided, so that in the body shell either depending on the bodywork or Equipment variant the building adjoining the node element parts can be used. After insertion, the components are in welded in a known manner with the node element. The recordings can NEN, for example, as recesses or in the form of protruding flanges be trained. Through the formation of the knot element according to the invention elements, there is only a small additional weight with low additional ones Costs. At the same time, the economic production is different Body and equipment variants also for small series vehicles enables. The components mentioned in claim 1 are usually profile Components, for example profiles for cross members such as seats or instruments cross member.

Die Knotenelemente gemäß Anspruch 2 sind beispielsweise als vertikale Säulen ausgebildet, die einen Türausschnitt begrenzen. An diese Kno tenelemente können Querträger in vorteilhafter Weise angebunden werden, wobei durch mehrere Aufnahmen entweder das Versetzen eines Querträgers in der Höhe oder in der Fahrzeuglängsrichtung möglich ist. Selbstver ständlich ist auch die Kombination von Höhen- und Längenversatz möglich.The node elements according to claim 2 are, for example, as vertical Columns formed, which limit a door opening. This kno cross members can be connected in an advantageous manner, with several shots either moving a cross member in height or in the longitudinal direction of the vehicle. Self ver the combination of height and length offset is also possible.

Die an die Geometrie des aufzunehmenden Bauteils angepaßten Aufnah men des Knotenelementes (Anspruch 3) ermöglichen ein einfaches Zusam menstecken im Rohbau mit Vorteilen hinsichtlich der Montage. Durch den mechanischen Formschluß werden die stoffschlüssigen Verbindungen (Kleben, Schweißen) entlastet. Hierdurch ergibt sich eine größere Belast barkeit des gesamten Fahrzeugaufbaus. Außerdem wird gegebenenfalls der Festigkeitsabfall in der Wärmeeinflußzone einer Aluminiumschweißnaht ausgeglichen. Vorteilhaft ist auch der ohne weiteres mögliche Toleranzaus gleich in Längsrichtung der Profile, da die Flansche oder Aussparungen ein ausreichendes Überlappungsmaß für einen Toleranzausgleich bereitstellen.The receptacle adapted to the geometry of the component to be accommodated men of the node element (claim 3) allow easy together stuck in the shell with advantages in terms of assembly. By the The positive connections become mechanical (Gluing, welding) relieved. This results in a greater load Availability of the entire vehicle body. In addition, the Decrease in strength in the heat affected zone of an aluminum weld seam balanced. The tolerance out which is readily possible is also advantageous equal in the longitudinal direction of the profiles, since the flanges or recesses Provide sufficient overlap for tolerance compensation.

Der sich verjüngende Querschnitt der Aufnahmen am Knotenelement er möglicht aufgrund seiner schrägen Flächen einen Toleranzausgleich zwi schen Knotenelement und Bauteil (in Querrichtung des Bauteils). Durch die schrägen Flanken der Aufnahmen kann das Bauteil, beispielsweise ein Pro fil, so weit aufgesetzt oder aufgesteckt werden, bis sich der Formschluß durch die Anlage der korrespondierenden Flächen einstellt.The tapering cross-section of the recordings on the node element due to its sloping surfaces, tolerance compensation between rule node element and component (in the transverse direction of the component). Through the The component, for example a Pro, can have inclined flanks of the recordings fil, so far put on or put on until there is a positive connection through the creation of the corresponding areas.

Anspruch 5 beschreibt eine bevorzugte Anwendung der Erfindung. Durch den wahlweisen Versatz der Trennwand in Fahrzeuglängsrichtung kann eine variable Größe des Innen- bzw. Motor- oder Gepäckraums erreicht werden. Somit ist es für den Fahrzeughersteller möglich, mehrere Karosserievarian ten in einfacher Weise herzustellen, beispielsweise Fahrzeuge mit unter schiedlicher Innenraumgröße bei gleichzeitig veränderlicher Gepäckraum größe.Claim 5 describes a preferred application of the invention. By the optional offset of the partition in the vehicle longitudinal direction can be a variable size of the interior, engine or luggage compartment can be achieved. It is therefore possible for the vehicle manufacturer to use several body styles ten easy to manufacture, for example vehicles with under Different interior sizes with variable luggage space size.

Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung nach Anspruch 6 bei Elektro fahrzeugen einsetzen, deren Antriebsbatterien einen beträchtlichen Raum im Fahrzeug beanspruchen. Als Beispiel für die Unterbringung der Antriebs batterien in einem durch eine Trennwand abgeteilten Abteil ist die Firmen schrift der BMW AG, "Eine Alternative der Zukunft: BMW E1", 1991, ge nannt. Die Abbildung auf Seite 9, rechts oben, zeigt eine bekannte, nur in einer Position einsetzbare Trennwand. Erfindungsgemäß können demge genüber bei Elektrofahrzeugen je nach Einsatzzweck des Fahrzeuges und damit unterschiedlicher geforderter Reichweite bzw. unterschiedlicher An forderungen an die Innenraumgröße verschieden große Abteile für die Auf nahme der Antriebsbatterien vorgesehen werden. Damit wird, auch bei den geringen Stückzahlen von Elektromobilen, den jeweiligen Anforderungen der Fahrzeugnutzer Rechnung getragen, bei nur geringen Mehrkosten.The invention can be particularly advantageous according to claim 6 in electrical use vehicles whose drive batteries take up a considerable amount of space claim in the vehicle. As an example of housing the drive batteries in a compartment divided by a partition is the company Written by BMW AG, "An alternative of the future: BMW E1", 1991, ge called. The illustration on page 9, top right, shows a known one, only in partition that can be used in one position. According to the invention compared to electric vehicles depending on the intended use of the vehicle and thus different required range or different types Requirements for the interior size of compartments of different sizes for the open Drive batteries are provided. With this, also with the small quantities of electric vehicles, the respective requirements of Vehicle users taken into account, with only small additional costs.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend in der Zeichnung näher dargestellt und erläutert.A possible embodiment of the invention is below in the Drawing shown and explained in more detail.

Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt aus einer Rahmenstruktur eines in Profilbauweise hergestellten Fahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Knotenelement in perspektivischer Ansicht von innerhalb des Fahrzeugs.The single figure shows a section of a frame structure of a in Profile construction manufactured vehicle with an inventive Node element in a perspective view from inside the vehicle.

Auf einen in Fahrzeuglängsrichtung (der Pfeil FR bezeichnet die Fahrtrich tung) verlaufenden seitlichen Längsträger 1 (Schweller) ist ein Knotenele ment 2 aufgesetzt. Das Knotenelement 2 stellt den hinteren Pfosten (B-Säule) eines zweitürigen Kraftfahrzeuges dar. Das Knotenelement 2 ist als Gußbauteil ausgeführt, mit einem säulenförmigen Abschnitt 3, einem abge winkelten Befestigungsfuß 4 sowie Versteifungswinkeln 5. Die Befestigung des Knotenelementes 2 am Schweller 1 erfolgt durch Lochschweißung in den Öffnungen 6 sowie über Schweißnähte 7. Das Knotenelement 2 ist tür seitig mit einem Flansch 8 zur Aufnahme eines Dichtungsprofils versehen. Nach oben hin schließen sich Flansche 9 für die Fortsetzung des Säulen profils an. In Fahrtrichtung hintenliegend sind weitere Flansche 10 vorgese hen, an die ein Profilblech 11 angebunden wird, das die hintere Seitenwand des Kraftfahrzeuges darstellt. Ein Lagerzapfen 12 dient der drehbaren Lage rung der Rücksitzbank. An die Innenseite des Schwellers schließt sich ein Querträger 13 an, der die beiden Seiten des Fahrzeugs miteinander verbin det.On a in the vehicle longitudinal direction (the arrow FR denotes the direction of travel) extending side longitudinal member 1 (sill), a node element 2 is placed. The node element 2 represents the rear post (B-pillar) of a two-door motor vehicle. The node element 2 is designed as a cast component, with a columnar section 3 , an angled fastening foot 4 and stiffening angles 5 . The node element 2 is fastened to the sill 1 by hole welding in the openings 6 and by means of weld seams 7 . The node element 2 is provided on the door side with a flange 8 for receiving a sealing profile. At the top there are flanges 9 for the continuation of the column profile. In the direction of travel, further flanges 10 are hen hen, to which a profiled sheet 11 is connected, which represents the rear side wall of the motor vehicle. A bearing pin 12 serves the rotatable position tion of the rear seat. On the inside of the sill is a cross member 13 , which connects the two sides of the vehicle with each other.

Erfindungsgemäß sind an der Innenseite des Knotenelementes 2 zwei in Längsrichtung des Fahrzeuges versetzte Aufnahmen 14 und 15 im Abstand d voneinander angeordnet. Die Aufnahmen 14 und 15 sind abgestuft ausge führt, mit einem in Richtung der Fahrzeugmitte deutlich abragenden Stütz flansch 16 sowie einem Schweißflansch 17 mit geringerer Höhe. Die Auf nahmen 14 oder 15 nehmen eine in ihrer Gesamtheit mit 18 bezeichnete Trennwand auf, die den Innenraum 19 des Fahrzeuges vom Gepäckraum 20 abtrennt. Die Trennwand 18 ist ein Strangprofil und besteht oberseitig aus einem Hohlprofil 21, an das sich nach unten eine tafelförmige Platte 22 an schließt.According to the invention, two receptacles 14 and 15 offset in the longitudinal direction of the vehicle are arranged on the inside of the node element 2 at a distance d from one another. The recordings 14 and 15 are graduated leads, with a clearly projecting in the direction of the center of the support flange 16 and a welding flange 17 with a lower height. On the recordings 14 or 15 take in their entirety designated 18 partition that separates the interior 19 of the vehicle from the luggage compartment 20 . The partition 18 is an extruded profile and consists of a hollow profile 21 on the upper side, to which a tabular plate 22 closes at the bottom.

Das Hohlprofil 21 ist im Querschnitt etwa dreieckförmig, ebenso wie die Flansche 16 und 17. Im Rohbau wird zunächst die Trennwand 18 mit ihrem Hohlprofil 21 entweder in die vordere oder in die hintere Aufnahme 14 bzw. 15 eingesteckt. Anschließend werden die Knotenelemente 2 sowie die Trennwand 18 in ihre Sollage gebracht, um das Hohlprofil 21 und das Kno tenelement 2 entlang des Schweißflansches 17 miteinander zu verschwei ßen (Schweißnaht 24). Die Erstreckung des Schweißflansches 17 zur Fahr zeugmitte hin ermöglicht hierbei einen Toleranzausgleich in Richtung der Fahrzeugquerachse. Der Stützflansch 16 entlastet die Schweißverbindung durch den mechanischen Formschluß zur Innenseite des Hohlprofils 21. Die schrägen Flanken 23 sowohl des Schweißflansches 17 als auch des Stütz flansches 16 stellen hierbei sicher, daß die Innenseiten des Hohlprofils 21 aufgrund des Eigengewichtes der Trennwand 18 formschlüssig an den Flan schen 16 und 17 zur Anlage kommen.The hollow profile 21 is approximately triangular in cross section, as are the flanges 16 and 17 . In the shell, the partition 18 with its hollow profile 21 is first inserted either into the front or into the rear receptacle 14 or 15 . Subsequently, the node elements 2 and the dividing wall 18 are brought into their desired position, to the hollow section 21 and the bone tenelement 2 along the weld flange 17 to each other verschwei SEN (weld seam 24). The extension of the welding flange 17 towards the center of the vehicle enables tolerance compensation in the direction of the vehicle's transverse axis. The support flange 16 relieves the welded connection due to the mechanical positive connection to the inside of the hollow profile 21 . The inclined flanks 23 of both the welding flange 17 and the support flange 16 ensure here that the insides of the hollow profile 21 due to the weight of the partition 18 form-fitting to the flanges 16 and 17 come to rest.

Anstelle der Verschweißung entlang der Schweißnähte 24 bzw. zusätzlich zur Verschweißung kann das Hohlprofil 21 innenseitig mit den Stützflan schen 16 verklebt werden. Durch die kombinierte Befestigung Kleben- Schweißen in Verbindung mit dem Formschluß durch das Ineinandergreifen von Hohlprofil 21 und Flansch 16/17 wird eine besonders hohe Festigkeit und Steifigkeit der Verbindung erreicht.Instead of welding along the weld seams 24 or in addition to the welding, the hollow profile 21 can be glued on the inside with the supporting flanges 16 . The combined fastening of adhesive welding in connection with the positive connection by the interlocking of hollow profile 21 and flange 16/17 achieves a particularly high strength and rigidity of the connection.

Claims

1. node element for a vehicle manufactured in profile construction, for connection to other components of the vehicle body, characterized in that the node element ( 2 ) has at least two receptacles ( 14 , 15 ), which the insertion of a component ( 18 ) of the vehicle body in different positions enable.

2. Node element according to claim 1, characterized in that the node element ( 2 ) is columnar.

3. node element according to claim 1 and / or 2, characterized in that the receptacles ( 14 , 15 ) for the form-fitting insertion of a hollow profile ( 21 ) or application of an open profile are formed.

4. node element according to claim 3, characterized in that the receptacles ( 14 , 15 ) have a triangular shape in cross section.

5. Motor vehicle with an interior ( 19 ) for the occupants and one of them separated by a partition ( 18 ) further Fahrzeugab part ( 20 ), wherein the partition ( 18 ) is inserted into a node element ( 2 ) according to one of the preceding claims, the has at least two receptacles ( 14 , 15 ) spaced apart in the longitudinal direction of the vehicle.

6. Motor vehicle according to claim 5, with an electric drive motor and with drive batteries in the divided vehicle compartment ( 20 ).