DE19816034A1 - Spindle-shaped motor vehicle body structure - Google Patents

Spindle-shaped motor vehicle body structure

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DE19816034A1
DE19816034A1 DE1998116034 DE19816034A DE19816034A1 DE 19816034 A1 DE19816034 A1 DE 19816034A1 DE 1998116034 DE1998116034 DE 1998116034 DE 19816034 A DE19816034 A DE 19816034A DE 19816034 A1 DE19816034 A1 DE 19816034A1
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Odysseus Andronis
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Abstract

The structure consists of a front carriage (1), a rear carriage (2) and a passenger compartment cell (3) between the front and rear carriages. The front and rear carriages have essentially tubular sections (9,12) with their longitudinal axes aligned in the longitudinal direction of the body structure. The passenger cell is of essentially egg-shape in the central, section with narrowed end regions bounding on the front and rear carriages. The front and rear carriage's tubular sections form an essentially spindle-shaped outer shape. An Independent claim is also included for a method of manufacturing a body structure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenwagens nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 21 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personen­ wagens nach Anspruch 22.The invention relates to a body structure of a motor vehicle, in particular one Passenger car according to the preamble of claims 1 and 21 and a method for Manufacture of a body structure of a motor vehicle, in particular a person carriage according to claim 22.
Karosseriestrukturen werden heute noch weit überwiegend aus einer Vielzahl von einzelnen blechartigen und meist mittels Tiefziehen oder Pressen verformten Bauteilen gebildet, die in einem aufwendigen Fügeprozeß nacheinander meist mittels Schweißverfahren zur Karos­ serie eines Kraftfahrzeuges zusammengefügt werden. Insbesondere auch die tragenden Strukturen der Karosserie, wie etwa die Bodenbaugruppe, die Dachsäulen etc. werden in dieser Weise hergestellt. Problematisch neben dem hohen Fertigungsaufwand ist die erfor­ derliche Genauigkeit bei der Vorfertigung der Blechteile sowie die benötigte Genauigkeit der jeweiligen Fügeprozesse, die sich nur schwierig einhalten lassen. Der Prozeß einer Fahrzeugkarosserie ist daher einer Vielzahl von Einflußfaktoren bezüglich der Einhaltung funktionell vorgegebener Genauigkeiten ausgesetzt, die nur mit hohem Aufwand und hohen Kosten erreicht werden können. Auch ist die Nachbehandlung der Karosserie bezüglich Rostschutz und Lackierung aufwendig und teuer, um heute übliche Qualitätsstandards ein­ zuhalten.Body structures are still largely made up of a large number of individual parts sheet-like components that are usually deformed by deep drawing or pressing and which are formed in a complex joining process one after the other mostly by means of welding processes to check series of a motor vehicle can be assembled. Especially the load-bearing ones Structures of the body, such as the floor assembly, the roof pillars, etc. are shown in manufactured this way. In addition to the high manufacturing costs, the problematic is the problem accuracy in the prefabrication of sheet metal parts and the required accuracy of the respective joining processes that are difficult to maintain. The process of one Vehicle body is therefore a variety of factors influencing compliance Exposed functionally given accuracies that only with great effort and high Costs can be achieved. The aftertreatment of the body is also related Rust protection and painting complex and expensive to meet today's usual quality standards to keep.
Es wird daher im Karosseriebau angestrebt, eine Karosseriestruktur mit einer geringeren Anzahl von Baugruppen herzustellen, die sich beanspruchungsgerechter gestalten lassen sollten als bei der herkömmlichen Herstellung.It is therefore sought in body construction to have a body structure with a smaller one To produce a number of assemblies that can be designed to meet the demands should than in conventional manufacturing.
Beispielsweise ist aus der EP 0 508 370 B1 bekannt, hier allerdings vorwiegend zur Verrin­ gerung des Luftwiderstandsbeiwertes, eine Karosserie eines Personenkraftwagens aus querverbundenen Hohlkörpern zu bilden, bei der die Hohlkörper aus zwei vorn und hinten am Kraftwagen offenen, rohrförmigen Trägem gebildet sind. Die hier vorgeschlagene Ge­ staltung der Karosserie aus Hohlkörpern kann jedoch unter Festigkeitsgesichtspunkten nicht zufriedenstellen. For example, it is known from EP 0 508 370 B1, but here predominantly for reference reduction of the drag coefficient, a body of a passenger car to form cross-linked hollow bodies, in which the hollow bodies consist of two front and rear open tubular supports are formed on the motor vehicle. The Ge proposed here design of the body from hollow bodies can, however, from a strength point of view not satisfy.  
Es ist weiterhin aus der EP 0 727 343 A1 bekannt, eine Karosserie aus im wesentlichen drei vorgefertigten Modulen zusammenzubauen, wobei als Module ein Vorderwagenmodul, ein Fahrgastzellenmodul und ein Hinterwagenmodul verwendet werden. Die Module, vor­ nehmlich jedoch der Fahrgastzellenmodul werden mittels Innenhochdruckumformung aus Hohlkörpern gebildet, die nach dem Umformen an definierten Schnittstellen aneinander festgelegt werden können. Hierbei bestehen die Module, vor allem aber der Fahrgastzel­ lenmodul, aus zylindrischen Grundformen, die eine nur unbefriedigende Anpassung der ebenfalls aus den Modulen gebildeten Außenhaut an ästhetische und physikalische Forde­ rungen erlaubt. Das zylindrische Profil der Fahrgastzelle ist dabei quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges angeordnet.It is also known from EP 0 727 343 A1, a body from essentially to assemble three prefabricated modules, one of which is a front-end module, a passenger compartment module and a rear carriage module can be used. The modules, before however, the passenger compartment module is made by means of internal high pressure forming Hollow bodies formed, which after forming at one another at defined interfaces can be set. Here are the modules, but above all the passenger seat lenmodul, from cylindrical basic forms, which only an unsatisfactory adjustment of the outer skin also formed from the modules in terms of aesthetic and physical requirements stanchions allowed. The cylindrical profile of the passenger compartment is transverse to the direction of travel arranged of the vehicle.
Einen ähnlichen Grundgedanken verfolgt die DE 41 33 814 A1, bei der eine selbsttragende formstabile Fahrgastzelle eines Personenkraftwagens aus einem rohrförmigen Körper be­ steht, der über seiner Länge mit gleichbleibendem Querschnitt aus einem oder mehreren Profilen zusammengesetzt ist und die Wandung des Profiles im Querschnitt gesehen fe­ stigkeitsbedingte unterschiedliche Dicken und Strukturen aufweist. In dieses Profil der Fahrgastzelle werden die benötigten Öffnungen eingeschnitten und das Profil wird an defi­ nierten Schnittstellen mittels Endbaugruppen abgeschlossen. Nachteilig hieran ist wiederum die mangelnde Anpaßbarkeit der Karosseriestruktur an unterschiedliche Querschnittsfor­ men, die aufgrund einer ästhetischen Außenform bzw. der Minderung des Luftwiderstands­ beiwertes notwendig werden.A similar basic idea is pursued by DE 41 33 814 A1, in which a self-supporting one dimensionally stable passenger compartment of a passenger car from a tubular body stands over its length with a constant cross-section of one or more Profiles is composed and the wall of the profile seen in cross section fe has different thicknesses and structures due to strength. In this profile the The required openings are cut in the passenger compartment and the profile is attached to defi interfaces are completed by means of end modules. Again, this is disadvantageous the lack of adaptability of the body structure to different cross-sectional shapes men, due to an aesthetic outer shape or the reduction in air resistance necessary.
Es ist daher Aufgabe der folgenden Erfindung, eine Karosseriestruktur vorzuschlagen, die neben den Vorteilen einer aus möglichst wenigen Bauteilen gebildeten Karosserie eine weitgehende Anpaßbarkeit an designorientierte und den physikalischen Forderungen an­ gepaßte Außenform erlaubt und eine kostengünstige Herstellung der Karosseriestruktur erlaubt.It is therefore an object of the following invention to propose a body structure that in addition to the advantages of a body made from as few components as possible largely adaptable to design-oriented and physical requirements fit outer shape allows and an inexpensive manufacture of the body structure allowed.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich bezüglich der Karosseriestruktur nach Anspruch 1 sowie bezüglich der Karosseriestruktur nach Anspruch 21 aus den kenn­ zeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 bzw. Anspruch 21 jeweils in Zusammenwirken mit den Merkmalen des jeweiligen Oberbegriffs. Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich bezüglich des Verfahrens zur Herstellung einer Karosseriestruktur nach An­ spruch 22 aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 22 in Zusammenwirken mit den Merkmalen des Oberbegriffs. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Wei­ terbildungen der erfindungsgemäßen Karosseriestrukturen bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens. The object of the invention is achieved with regard to the body structure according to claim 1 and with respect to the body structure according to claim 21 from the kenn characterizing features of claim 1 and claim 21 each in cooperation with the characteristics of the respective generic term. The solution of the task according to the invention arises with respect to the method for producing a body structure according to An saying 22 of the characterizing features of claim 22 in cooperation with the features of the generic term. The subclaims describe preferred Wei Further developments of the body structures according to the invention or of the invention Procedure.  
Die erfindungsgemäße Karosseriestruktur nach Anspruch 1 geht aus von einer Karosserie­ struktur eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenwagens, bestehend aus ei­ nem Vorderwagen, einem Hinterwagen und einer zwischen Vorderwagen und Hinterwagen angeordneten Fahrgastzelle. Diese Karosseriestruktur wird dadurch erfindungsgemäß wei­ terentwickelt, daß Vorderwagen und Hinterwagen jeweils im wesentlichen rohrförmige Ab­ schnitte aufweisen, die mit ihren Längsachsen in Längsrichtung der Karosseriestruktur aus­ gerichtet sind, und die Fahrgastzelle eine im Mittelbereich im wesentlichen eiförmige Grundform aufweist, die mit jeweils an Vorderwagen und Hinterwagen angrenzenden, ver­ jüngten Endbereichen und den rohrförmigen Abschnitten von Vorderwagen und Hinterwa­ gen eine im wesentlichen spindelartige Außenform der Karosseriestruktur bildet. Eine derart gebildete Karosseriestruktur erlaubt eine weitgehende Anpassung insbesondere der tra­ genden Teile der Karosseriestruktur an die baulichen Anforderungen eines Kraftfahrzeuges sowie die Forderungen zur ästhetischen Gestaltung und der Verminderung des Luftwider­ standsbeiwertes. Ebenfalls ergeben sich besondere Vorteile hinsichtlich der Festigkeitsei­ genschaften und den Anforderungen an das Crashverhalten der Karosserie z. B. bei einem Frontal- oder Heckcrash. Die Fahrgastzelle bietet durch die eiförmige Gestaltung einen gro­ ßen Innenraum und läßt sich im Bereich der Übergänge zum Vorderwagen und zum Hin­ terwagen organisch in die rohrförmigen Abschnitte von Vorderwagen und Hinterwagen überführen. Hierdurch werden eingeleitete Kräfte beispielsweise bei einem Crash günstig auf die ganze tragende Struktur der Karosserie übertragen und ergeben für den normalen Betrieb zudem einen besonders verwindungssteifen Aufbau der Karosserie.The body structure according to the invention according to claim 1 is based on a body structure of a motor vehicle, in particular a passenger car, consisting of egg one front end, one rear end and one between front end and rear end arranged passenger compartment. This body structure is thus white according to the invention terentwickelt that front and rear cars each have a substantially tubular Ab have cuts that with their longitudinal axes in the longitudinal direction of the body structure are directed, and the passenger compartment is essentially egg-shaped in the central region Has basic shape, with adjacent to the front and rear, ver the youngest end areas and the tubular sections of the front end and rear end forms a substantially spindle-like outer shape of the body structure. Such a formed body structure allows extensive adaptation, in particular of the tra parts of the body structure to the structural requirements of a motor vehicle as well as the demands for aesthetic design and the reduction of the air drag status coefficient. There are also special advantages in terms of strength properties and the requirements for the crash behavior of the body e.g. B. at one Frontal or rear crash. The passenger compartment has a large egg-shaped design ß interior and can be in the area of the transitions to the front and back rear car organically into the tubular sections of the front and rear cars convict. In this way, forces introduced are favorable, for example in the event of a crash transferred to the whole load-bearing structure of the body and result for the normal Operation also a particularly torsion-resistant structure of the body.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Karosseriestruktur von Vorderwagen, Hinterwagen und Fahrgastzelle einstückig ausgebildet wird. Hierdurch werden nur wenige Fügestellen zwischen den die Gesamtkarosserie bildenden Bauteilen erforderlich und somit bildet die erfindungsgemäße Karosseriestruktur eine festigkeitsoptimierte Bauform, die zudem mit nur geringen maßlichen Toleranzen herstellbar ist. In einer Weiterbildung kann die Karosserie­ struktur aus vorzugsweise einem einstückig hergestellten, dünnwandigen Formteil beste­ hen, das beispielsweise aus einem Hohlkörper mittels Innenhochdruckumformen herstellbar sein kann. Hierdurch läßt sich trotz der günstigen Festigkeitseigenschaften der Karosserie­ struktur ein niedriges Leistungsgewicht des Fahrzeuges erreichen.It is particularly advantageous if the body structure of the front end and rear end and passenger compartment is formed in one piece. As a result, there are only a few joints between the components that make up the overall body and thus forms the Body structure according to the invention a strength-optimized design, which also with only small dimensional tolerances can be produced. In a further education, the body structure from preferably a one-piece, thin-walled molded part best hen, which can be produced, for example, from a hollow body by means of hydroforming can be. In this way, despite the favorable strength properties of the body achieve a low power-to-weight ratio of the vehicle.
Es ist in einer anderen Weiterbildung auch denkbar, daß die Karosseriestruktur von Vor­ derwagen, Hinterwagen und Fahrgastzelle jeweils aus einzelnen Abschnitten in Form von Modulen ausgebildet und diese an zugeordneten Montagebereichen aneinander festlegbar sind. Eine derartige Ausbildung aus einzelnen Modulen erlaubt eine noch genauere Anpas­ sung an unterschiedliche Belastungen an die Karosseriestruktur im Bereich von Vorderwa­ gen, Fahrgastzelle und Hinterwagen, die insbesondere durch unterschiedliche Materialien oder unterschiedliche Materialdicken realisiert werden können. Auch kann die Herstellung der einzelnen Module auf Fertigungseinrichtungen mit geringeren Abmessungen und daher geringeren Leistungswerten vorgenommen werden.In another development it is also conceivable that the body structure from before derwagen, Hinterwagen and passenger cell each from individual sections in the form of Modules formed and these can be fixed to each other at assigned assembly areas are. Such training from individual modules allows an even more precise adaptation different loads on the body structure in the area of the front wall gen, passenger compartment and rear car, in particular by different materials  or different material thicknesses can be realized. Manufacturing can also of the individual modules on manufacturing facilities with smaller dimensions and therefore lower performance values are made.
Bevorzugt wird das eine Formteil oder die Formteile für die Module der Karosseriestruktur aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus Stahl oder Leichtmetallen hergestellt. Selbstverständlich ist es auch denkbar, verschiedene Materialien in den verschiedenen Teilen der Karosseriestruktur zu verwenden.The one molded part or the molded parts for the modules of the body structure is preferred made of a metallic material, preferably made of steel or light metals. Of course, it is also conceivable to use different materials in the different Use parts of the body structure.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die verjüngten Endbereiche der eiförmigen Fahrgast­ zelle angrenzend an die rohrförmigen Abschnitte von Vorderwagen und Hinterwagen konti­ nuierliche Übergänge zwischen in Längsrichtung der Karosseriestruktur benachbarten Querschnitten aufweisen. Hierdurch wird neben der günstigen ästhetischen Gestaltung auch eine festigkeitsgerechtere Formgebung ermöglicht, die beispielsweise auch bei einem Unfall für eine gute Kraftüberleitung in die Karosserie sorgt.It is particularly advantageous if the tapered end regions of the egg-shaped passenger Continuous cell adjacent to the tubular sections of the front end and rear end Nuclear transitions between adjacent in the longitudinal direction of the body structure Have cross sections. In addition to the favorable aesthetic design also allows a more strength-appropriate shape, which is also possible with one Accident ensures good power transmission to the body.
Es ist weiterhin auch in einer Ausgestaltung denkbar, daß die Karosseriestruktur aus vor­ zugsweise mittels Gießverfahren hergestellten, Bereiche unterschiedlicher Materialdicke aufweisenden Leichtmetall-Gußteilen besteht. Eine derartige Gestaltung der Karosserie­ struktur mittels Gießverfahren erlaubt neben der Anpassung an die geforderte Außenform der Karosseriestruktur die einfache Erzielung von Materialanhäufungen dort, wo bela­ stungsgemäß größere Querschnitte des Materials der Karosserie gefordert werden.It is also conceivable in one embodiment that the body structure from before areas of different material thickness, preferably produced by means of casting processes having light metal castings. Such a design of the body structure using the casting process allows, in addition to adaptation to the required external shape the body structure the easy achievement of material accumulations where bela larger cross-sections of the body material are required.
Die Karosseriestruktur, die vornehmlich die tragenden Teile der Gesamtkarosserie bildet, kann mit Außenhautteilen, vorzugsweise aus Kunststoffen oder Leichtmetallen, verkleidet werden, wobei auch Abschnitte der Karosseriestruktur selbst Teil der Außenhaut sein kön­ nen.The body structure, which primarily forms the load-bearing parts of the overall body, can be clad with outer skin parts, preferably made of plastics or light metals sections of the body structure itself can also be part of the outer skin nen.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Innere des rohrförmigen Abschnittes des Vorder­ wagens den Einbauraum für zumindest ein Antriebsaggregat oder dgl. des Kraftfahrzeuges bildet. Hierdurch wird neben der tragenden Eigenschaft des rohrförmigen Teiles auch ein Einbauraum geschaffen, der von der tragenden Karosseriestruktur zumindest teilweise um­ schlossen ist und in die in einer Weiterbildung das Antriebsaggregat oder dgl. durch eine vorderseitig des rohrförmigen Abschnittes gebildete Öffnung in Fahrzeuglängsrichtung in das Innere des rohrförmigen Abschnittes des Vorderwagens einschiebbar ist. Es wird damit die Möglichkeit geschaffen, das Antriebsaggregat, beispielsweise also Motor, Getriebe oder sonstige Nebenaggregate vormontiert in das Innere des rohrförmigen Abschnittes einzu­ bringen. It is particularly advantageous if the interior of the tubular section of the front dare the installation space for at least one drive unit or the like of the motor vehicle forms. As a result, in addition to the load-bearing property of the tubular part Installation space created, at least partially by the load-bearing body structure is closed and in a further development, the drive unit or the like formed in the vehicle longitudinal direction in front of the tubular portion in the interior of the tubular section of the front end is insertable. It will created the possibility of the drive unit, for example motor, gearbox or other auxiliary units preassembled into the interior of the tubular section bring.  
In entsprechender Weise kann der rohrförmige Abschnitt des Hinterwagens als Kofferraum z. B. zur Aufnahme von Gepäckstücken vorgesehen werden, wobei selbstverständlich alle auch bei herkömmlichen Konstruktionen von Fahrzeugkarosserien denkbaren Anwendun­ gen eines Hohlraumes im Hinterwagen möglich sind.In a corresponding manner, the tubular section of the rear carriage can be used as a trunk e.g. B. for receiving luggage, of course all conceivable application also in conventional constructions of vehicle bodies a cavity in the rear car are possible.
Für die Montage des Fahrzeuges ist es von besonderem Vorteil, wenn an den rohrförmigen Abschnitten von Vorderwagen und Hinterwagen Montagebereiche vorgesehen sind, die von dem rohrförmigem Abschnitt abstehend auskragen. An diesen Montagebereichen können alle an der Karosseriestruktur anzubringenden Anbauteile, wie in einer Weiterbildung Funk­ tionsbaugruppen des Kraftfahrzeuges, beispielsweise Achsaufhängung, Bremsanlage oder dgl. an der Karosseriestruktur befestigbar sein. Auch sind an derartigen Montagebereichen alle Klappen, Deckel, Türen oder dergleichen vorteilhaft zu befestigen.For the assembly of the vehicle, it is particularly advantageous if the tubular Sections of front end and rear end assembly areas are provided by protrude from the tubular section. At these assembly areas you can all add-on parts to be attached to the body structure, as in radio training tion modules of the motor vehicle, for example axle suspension, braking system or The like. Can be fastened to the body structure. Also are at such assembly areas to advantageously fasten all flaps, lids, doors or the like.
In einer anderen Weiterbildung können die rohrförmigen Abschnitte und die Montageberei­ che im wesentlichen dreiecksförmige, mechanisch steife Knotenbereiche der Karosserie­ struktur bilden. Durch derartige geschlossene Profilformen kann die Festigkeit der Karosse­ riestruktur weiter erhöht werden, z. B. können auch durch derartige Knotenbereiche lokal Versteifungen oder besonders feste Montagebereiche gebildet werden.In another development, the tubular sections and the assembly shop essentially triangular, mechanically rigid node areas of the body form structure. Such closed profile shapes can increase the strength of the body huge structure can be further increased, e.g. B. can also locally through such node areas Stiffeners or particularly solid assembly areas are formed.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung können die von den rohrförmigen Abschnit­ ten mit den Montagebereichen gebildeten Knotenbereiche in Längsrichtung der Karosse­ riestruktur sich erstreckende Hohlräume umgrenzen, die die Funktion von Längsträgern der Karosseriestruktur bilden. Derartige längserstreckt umgrenzte Knotenbereiche dienen ana­ log den Längsträgern konventioneller Karosserien dazu, beispielsweise im Bereich des Vorderwagens auftretende Belastungen bei einem Unfall nach hinten durchzuleiten und dabei durch gezielte Verformungen auch Aufprallenergie in Verformungsarbeit umzuwan­ deln. Darüber hinaus wird damit eine bessere Übertragung der Belastung auf die restliche Karosserie bewirkt. Diese Funktion wird nun durch die längserstreckten Knotenbereiche gewährleistet.In a particularly advantageous development, the tubular sections ten with the assembly areas formed in the longitudinal direction of the body huge structure extending cavities that function as the longitudinal beams of the Form body structure. Such knot regions delimited longitudinally serve ana lied to the side members of conventional bodies, for example in the area of To forward loads occurring in the event of an accident to the rear and thereby also converting impact energy into deformation work through targeted deformations deln. It will also better transfer the burden to the rest Body causes. This function is now performed by the elongated knot areas guaranteed.
Darüber hinaus können an den rohrförmigem Abschnitten von Vorderwagen und Hinterwa­ gen energieabsorbierende Bereiche vorgesehen sein, die bei in Längsrichtung der Karos­ seriestruktur wirkenden Belastungen z. B. bei einem Unfall oder dgl. durch gewollte Verfor­ mungen einen Energieabbau bewirken. Derartige Bereiche können z. B. sich bei einem Un­ fall verformende, grundsätzlich auch bei herkömmlichen Karosserien verwendete Verrip­ pungen oder Abkantungen oder dgl. sein. In addition, the tubular sections of the front end and rear end gene energy-absorbing areas can be provided in the longitudinal direction of the checks series structure acting loads z. B. in an accident or the like. By intentional Verfor effect energy reduction. Such areas can e.g. B. at an Un case-deforming Verrip, which is also used for conventional bodies beings or bevels or the like.  
Eine weitere Verbesserung der Festigkeitseigenschaften der Karosseriestruktur läßt sich erreichen, wenn an der im wesentlichen eiförmigen Fahrgastzelle Versteifungen in Form von Auswölbungen oder dgl. vorgesehen sind. Derartige Versteifungen, die sich in einer Weiterbildung im wesentlichen in Längsrichtung oder Querrichtung der Fahrgastzelle er­ strecken können, beispielsweise also auch einen Mitteltunnel, einen Schweller oder Verbin­ dungen zwischen den Dachsäulen der Karosseriestruktur bilden, versteifen insbesondere bei einer aus dünnwandigen Formteilen gebildeten Karosseriestruktur die gesamte Karos­ seriestruktur.A further improvement in the strength properties of the body structure can be achieved achieve when stiffening in shape on the essentially egg-shaped passenger compartment bulges or the like are provided. Such stiffeners, which are in a Training essentially in the longitudinal or transverse direction of the passenger compartment can stretch, for example also a central tunnel, a sill or a connector Forming between the roof pillars of the body structure, stiffen in particular in the case of a body structure formed from thin-walled molded parts, the entire body series structure.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann ein an der eiförmigen Fahrgastzelle angeformter Türschweller im Bereich seiner Anlenkung an die Fahrgastzelle derart zum Inneren der Fahrgastzelle versetzt angeordnet ist, daß der Ein- und Ausstieg in die Fahr­ gastzelle vereinfacht ist. Bildlich gesprochen kann der Türschweller so zum Inneren der Fahrgastzelle versetzt eingezogen und die zugeordnete Tür nach außerhalb der Fahrgast­ zelle ausgewölbt sein, daß sich eine besonders günstige Geometrie für das Einsteigen und Aussteigen in die Fahrgastzelle ergibt.In a particularly advantageous development, one on the egg-shaped passenger compartment molded door sill in the area of its articulation to the passenger compartment Inside the passenger compartment is arranged offset that the entry and exit in the driving guest cell is simplified. Metaphorically speaking, the door sill can lead to the inside of the Passenger cell moved in offset and the assigned door to the outside of the passenger be arched cell that there is a particularly favorable geometry for boarding and Get out into the passenger compartment.
Die Erfindung gibt weiterhin eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges an, insbesonde­ re eines Personenwagens, die aus einem Vorderwagen, einem Hinterwagen und einer zwi­ schen Vorderwagen und Hinterwagen angeordneten Fahrgastzelle besteht und bei der Vorderwagen und Hinterwagen jeweils im wesentlichen rohrförmige Abschnitte aufweisen, die mit ihren Längsachsen in Längsrichtung der Karosseriestruktur ausgerichtet sind und jeweils die tragende Karosseriestruktur von Vorderwagen und Hinterwagen bilden. Hier­ durch können auch die rohrförmigen Abschnitte der Karosseriestruktur des Vorderwagens und des Hinterwagens selbsttragend ausgebildet sein, wodurch sich insbesondere die Vor­ montage einer derartigen Baugruppe vereinfacht und die vormontierte Baugruppe dann komplett an die Restkarosserie angebaut werden kann.The invention further specifies a body structure of a motor vehicle, in particular re of a passenger car, which consists of a front car, a rear car and a two between the front end and rear end of the passenger compartment and at the The front end and rear end each have essentially tubular sections, which are aligned with their longitudinal axes in the longitudinal direction of the body structure and each form the load-bearing body structure of the front end and rear end. Here through can also the tubular portions of the body structure of the front end and the rear end of the vehicle should be self-supporting, which means that the front in particular Assembly of such an assembly is simplified and then the pre-assembled assembly can be completely attached to the body.
Die Erfindung gibt darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung einer Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer Karosseriestruktur nach Anspruch 1 oder 21 an, bei der die Karosseriestruktur von Vorderwagen, Hinterwagen und Fahrgastzelle einstückig aus einem vorgeformten Integralteil hergestellt wird. Hierdurch läßt sich die festigkeitsge­ rechte Gestaltung der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur besonders günstig erreichen, da aufgrund der Einteiligkeit der Karosseriestruktur im wesentlichen keine Fügestellen anfal­ len.The invention also provides a method of manufacturing a body structure of a motor vehicle, in particular a body structure according to claim 1 or 21, in which the body structure of the front end, rear end and passenger compartment is in one piece is made from a preformed integral part. This allows the festitätsge achieve the right design of the body structure according to the invention particularly favorably, since there are essentially no joints due to the one-piece structure of the body len.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann die Karosseriestruktur mittels Innen­ hochdruckumformung hergestellt werden. Das Innenhochdruckumformen geht dabei von einem üblicherweise vorgeformten Hohlteil aus, das entsprechend der vorliegenden Erfin­ dung die gesamte Karosseriestruktur aus Vorderwagen, Hinterwagen und Fahrgastzelle oder auch nur einen Teil der Karosseriestruktur in Form der einzelnen Module umfassen kann.In a particularly advantageous embodiment, the body structure can be made by means of the inside high pressure forming. The hydroforming starts from  a usually preformed hollow part made according to the present invention the entire body structure consisting of the front end, rear end and passenger compartment or include only part of the body structure in the form of the individual modules can.
In weiterer Ausgestaltung werden nach dem Herstellen der Karosseriestruktur die für Fen­ ster, Türen oder sonstige Funktionselemente notwendigen Öffnungen durch thermische Schneidverfahren, vorzugsweise durch Laserschneiden hergestellt. Hierdurch können ein­ fach und ohne Auftrennen des Verbundes der Karosseriestruktur die benötigten Öffnungen geschaffen werden.In a further embodiment, for the Fen openings, doors or other functional elements necessary openings through thermal Cutting process, preferably made by laser cutting. This allows a the required openings without breaking the bond between the body structure be created.
Es ist darüber hinaus auch denkbar, daß nach dem Herstellen der Karosseriestruktur zur Gewichtsersparnis benötigte Öffnungen durch thermische Schneidverfahren, vorzugsweise durch Laserschneiden hergestellt werden. Hierdurch kann der Nachteil der von einem rund­ um geschlossenen Hohlkörper ausgehenden Fertigung gezielt an den Stellen wieder auf­ gehoben werden, an denen durch geringe Belastungen oder dgl. kein oder weniger Material benötigt wird.It is also conceivable that after manufacturing the body structure for Weight savings required openings by thermal cutting, preferably can be produced by laser cutting. This can have the disadvantage of being around manufacturing around closed hollow bodies specifically at the points to be lifted on which, due to low loads or the like, no or less material is needed.
In einer anderen Ausgestaltung kann die Karosseriestruktur in Längsrichtung in zumindest zwei Teile geteilt werden, wodurch die Zugänglichkeit in das Innere der Karosseriestruktur und die Montierbarkeit von Komponenten in den Hohlräumen der Karosseriestruktur ver­ bessert werden kann. In einer Weiterbildung werden die zumindest zwei Teile der Karosse­ riestruktur nach dem Herstellen der Öffnungen und ggf. sonstiger Fertigungsschritte wie­ der zusammengefügt.In another embodiment, the body structure can at least in the longitudinal direction two parts are split, giving accessibility to the interior of the body structure and the ability to assemble components in the cavities of the body structure can be improved. In a further development, the at least two parts of the body Huge structure after making the openings and possibly other manufacturing steps such as the put together.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Karosseriestrukturen zeigt die Zeichnung.A particularly advantageous embodiment of the body structures according to the invention shows the drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Karosseriestruktur ei­ nes Personenwagens, Fig. 1 is a perspective view of a body structure according to the invention egg nes passenger car,
Fig. 2 weitere Komponenten zum Zusammenbau mit der erfindungsgemäßen Ka­ rosseriestruktur, Fig. 2 further components for assembly with the inventive Ka rosseriestruktur,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Karosseriestruktur gemäß Fig. 1, Fig. 3 is a plan view of the inventive body structure according to FIG. 1,
Fig. 4 Ausbildung einer Knautschzone im Frontbereich und Heckbereich der erfin­ dungsgemäßen Karosseriestruktur, Fig. 4 forming a deformation zone in the front area and rear area of the OF INVENTION to the invention the body structure,
Fig. 5 eine Vorderansicht der rohrförmigen Ausgestaltung des Vorderwagens mit daran angeordneten Montagebereichen, Fig. 5 is a front view of the tubular configuration of the front end with mounting portions disposed thereon,
Fig. 6a-6d Schnitte durch eine erfindungsgemäße Karosseriestruktur quer zur Fahrzeug­ längsachse in verschiedenen Abständen zum Vorderwagen, FIGS. 6a-6d sections through a body structure according to the invention transversely to the vehicle longitudinal axis at various distances from the front end,
Fig. 7a-7d Darstellung verschiedener Verfahrensschritte bei der Herstellung einer erfin­ dungsgemäßen Karosseriestruktur. Fig. 7a-7d representation of various process steps in the manufacture of an inventive body structure.
In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Karosseriestruktur in einer perspektivischen An­ sicht von schräg vorne und oben dargestellt. In dieser Darstellung erkennt man besonders günstig die im Vorderwagen 1 und Hinterwagen 3 angeordneten rohrförmigen Abschnitte 9 bzw. 12 sowie die eiförmig ausgebildete Fahrgastzelle 2 zwischen Vorderwagen 1 und Hinterwagen 3.In Fig. 1, a body structure according to the invention is shown in a perspective view from obliquely in front and above. In this illustration, the tubular sections 9 and 12 arranged in the front end 1 and rear end 3 and the egg-shaped passenger compartment 2 between front end 1 and rear end 3 can be seen particularly favorably.
Die Karosseriestruktur ist im wesentlichen aus einem einzigen Bauteil, beispielsweise durch Innenhochdruckumformung in noch später erläuterter Weise hergestellt und besteht in der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung aus einer Reihe von Formen, die die rohrförmigen Abschnitte 9 bzw. 12 und die eiförmige Fahrgastzelle 3 umgrenzen. In Fahrzeuglängsrich­ tung sind im Bereich des Daches und quer zu einer Dachverstrebung 14 Dachholme 4 an­ geordnet, die sich über Dachstützen 5 auf fahrzeugunterseitig angeordneten Schwellern 6 abstützen und mit der noch später erläuterten Bodengruppe 22 die Fahrgastzelle 3 umge­ ben. Die Dachholme 4, die Dachträger 5 und die Bodengruppe 22 umgeben dabei ein etwa eiförmig gestaltetes Inneres der Fahrgastzelle 2, die vorderseitig mit sanften Konturüber­ gängen in den rohrförmig gestalteten Vorderwagen 1 und heckseitig in den rohrförmig ge­ stalteten Hinterwagen 3 übergeht. Die Karosseriestruktur bildet insgesamt eine etwa spin­ delförmige, am Vorderwagen 1 und am Hinterwagen 3 verjüngt zulaufende Außenform.The body structure is essentially made from a single component, for example by internal high-pressure forming in a manner explained later, and in the embodiment shown in FIG. 1 consists of a number of shapes which delimit the tubular sections 9 and 12 and the egg-shaped passenger compartment 3 . In the longitudinal direction of the vehicle, 14 roof spars 4 are arranged in the area of the roof and transversely to a roof strut, which are supported via roof supports 5 on sills 6 arranged underneath the vehicle and with the floor assembly 22, which will be explained later, ben the passenger cell 3 vice versa. The roof spars 4 , the roof rack 5 and the floor assembly 22 surround an approximately egg-shaped interior of the passenger compartment 2 , which transitions from the front with smooth contour transitions into the tubular front section 1 and the rear into the tubular rear section 3 . The body structure as a whole forms an approximately spin-shaped, tapering shape on the front body 1 and on the rear body 3 .
Wie insbesondere auch in der Fig. 2 gut zu erkennen, sind die Dachholme 4, die Dachträ­ ger 5 und die Schweller 6 Bestandteile der spindelförmig aus der Karosseriestruktur gebil­ deten Außenform, wobei in der Außenhaut der Karosseriestruktur Öffnungen 26 in Form von Ausschnitten für Türen und Fenster gebildet sind. Diese Öffnungen 26 sind in grund­ sätzlich üblicher Weise in der Karosseriestruktur angeordnet. Darüber hinaus können eine Reihe von weiteren Öffnungen beispielsweise im Bereich des Vorderwagens 1 oder des Hinterwagens 3 und auch benachbart der Dachverstrebung 14 gebildet werden, die im we­ sentlichen zur Reduzierung des Gewichtes der Karosseriestruktur dienen und auf die Bela­ stungen der Karosseriestruktur im Betrieb abgestimmt sind. Außenseitig der Karosserie­ struktur sind die Räder 8 angeordnet.As can also be seen particularly well in FIG. 2, the roof spars 4 , the roof supports 5 and the sills 6 are components of the spindle-shaped form formed from the body structure, wherein openings 26 in the form of cutouts for doors and the body structure of the body structure Windows are formed. These openings 26 are arranged in the usual way in the body structure. In addition, a number of further openings can be formed, for example, in the area of the front end 1 or the rear end 3 and also adjacent to the roof strut 14 , which essentially serve to reduce the weight of the body structure and are adapted to the loads on the body structure during operation. Outside of the body structure, the wheels 8 are arranged.
In der Bodenbaugruppe 22 weist die erfindungsgemäße Karosseriestruktur eine Reihe von Auswölbungen 7 auf, die beispielsweise in Form eines Mitteltunnels 11 wie in der Fig. 3 oder von unter den Sitzen 21 angeordneten Auswölbungen 7 quer zur Fahrtrichtung gemäß Fig. 1 eine Erhöhung der Steifigkeit der Karosseriestruktur ermöglichen.In the floor assembly 22 , the body structure according to the invention has a series of bulges 7 which, for example in the form of a central tunnel 11 as in FIG. 3 or bulges 7 arranged under the seats 21 , transversely to the direction of travel according to FIG. 1, increase the rigidity of the body structure enable.
Die Karosseriestruktur bildet im wesentlichen die Rohkarosserie, die in sich tragend aus­ gebildet ist. Wie in der Fig. 2 zu erkennen, wird die Karosseriestruktur durch Anbau von beispielsweise aus Kunststoff oder Leichtmetallen bestehenden Karosserieverkleidungen 16, 16' zu einer fertigen Außenhaut komplettiert, wie sie bei Personenwagen üblich ist. Weiterhin kann in den rohrförmigen Abschnitt 9 des Vorderwagens 1 ein Antriebsaggregat 10 des Fahrzeuges, also beispielsweise eine vormontierte Baugruppe aus Motor, Getriebe und weiteren Nebenaggregaten so montiert werden, daß das Antriebsaggregat 10 durch die vordere, etwa zylindrisch begrenzte Öffnung des rohrförmigen Abschnittes 9 in Fahrzeug­ längsrichtung eingeschoben wird. Darüber hinaus kann außenseitig der rohrförmigen Ab­ schnitte 9 bzw. 12 von Vorderwagen 1 bzw. Hinterwagen 3 ein nur angedeutetes Fahrwerk 15 angebaut werden, wozu z. B. die später noch erläuterten Montagebereiche 18 dienen.The body structure essentially forms the bodyshell, which is self-supporting. As can be seen in FIG. 2, the body structure is completed by attaching body panels 16 , 16 ', for example made of plastic or light metals, to form a finished outer skin, as is customary in passenger cars. Furthermore, a drive unit 10 of the vehicle, for example a preassembled assembly of engine, transmission and other auxiliary units, can be mounted in the tubular section 9 of the front end 1 so that the drive unit 10 through the front, approximately cylindrically limited opening of the tubular portion 9 in the vehicle is inserted in the longitudinal direction. In addition, an outside of the tubular sections 9 and 12 of front car 1 and rear car 3 , only an indicated chassis 15 can be grown, for which purpose. B. serve the assembly areas 18 explained later.
In der Draufsicht der Fig. 3 ist weiterhin zu erkennen, daß die Fahrgastzelle 2 neben der ovalen Außenform in der vertikalen Ebene auch eine ovale Außenform in der horizontalen Ebene aufweist, wodurch die Berandung 13 der Fahrgastzelle 2 sich insgesamt im wesent­ lichen eiförmig darstellt. Hierbei sind kontinuierliche, stetige Übergänge zwischen der eiförmigen Berandung 13 der Fahrgastzelle 2 und den front- und heckseitigen rohrförmigen Abschnitten 9 bzw. 12 gebildet, die neben einer den ästhetischen und physikalischen An­ forderungen an eine Karosserieaußenform entsprechenden Formgebung auch eine beson­ ders günstige Lastübertragung zwischen den Karosseriekomponenten ermöglicht.In the top view of FIG. 3 it can also be seen that the passenger compartment 2 has, in addition to the oval outer shape in the vertical plane, an oval outer shape in the horizontal plane, as a result of which the border 13 of the passenger compartment 2 is essentially egg-shaped. Here, continuous, continuous transitions between the egg-shaped border 13 of the passenger compartment 2 and the front and rear tubular sections 9 and 12 are formed, which in addition to the aesthetic and physical requirements for a body shape corresponding to a particularly favorable load transfer between the Body components enabled.
Weiterhin ist in der Fig. 1 noch zu erkennen, daß im Bereich der Anlenkung einer nicht dargestellten Fahrertür durch die eiförmige Form der Fahrgastzelle 2 der Schweller 6 nahe des vorderen Dachträgers 5 so zum Inneren der Fahrgastzelle 2 versetzt angeordnet ist, daß ein Einstieg in und ein Ausstieg aus der Fahrgastzelle 2 besonders einfach möglich ist.Furthermore, it can be seen in FIG. 1 that in the region of the articulation of a driver's door, not shown, due to the egg-shaped shape of the passenger compartment 2, the sill 6 near the front roof rack 5 is arranged offset to the interior of the passenger compartment 2 such that entry into and getting out of the passenger compartment 2 is particularly easy.
Die spindelartige Karosseriestruktur, bestehend aus rohrförmigem Vorderwagen 1, eiförmi­ ger Fahrgastzelle 2 und rohrförmigem Hinterwagen 3 kann gemäß Fig. 4, in der die Karos­ seriestruktur sehr abstrahiert dargestellt ist, im Bereich der rohrförmigen Abschnitte 9 bzw. 12 entsprechend mit je einer Knautschzone 17 ausgestattet werden, die beispielsweise durch Verrippung oder dgl. einen gezielten Abbau von Aufprallenergie oder dgl. bei einem Unfall in Verformungsarbeit der Karosseriestruktur bewirkt. Zur Ausgestaltung der energie­ absorbierenden Knautschzone können auch durch Verschraubung oder dergleichen gehal­ tene Komponenten vorgesehen sein, die in die Karosseriestruktur einsetzbar und nach ei­ nem Schadensfall ggf. austauschbar sind. Ein für diese Verbindung hergerichteter Flansch ist hier beispielsweise mit 17a bezeichnet.The spindle-like body structure, consisting of tubular front section 1 , egg-shaped passenger compartment 2 and tubular rear section 3, can be equipped with a crumple zone 17 in the area of tubular sections 9 and 12, respectively, according to FIG. 4, in which the series structure is shown in a very abstract manner are caused, for example, by ribbing or the like. A targeted reduction of impact energy or the like. In the event of an accident in deformation work of the body structure. To design the energy-absorbing crumple zone, components held by screwing or the like can also be provided, which can be inserted into the body structure and, if necessary, can be replaced after a damage event. A flange prepared for this connection is denoted here by 17 a, for example.
In der Fig. 5 ist in einer vorderseitigen Ansicht auf z. B. die rohrförmigen Abschnitte 9 des Vorderwagens 1 die Ausbildung der Montagebereiche 18 zu erkennen, die z. B. zum Anbau des Fahrwerkes 15 oder sonstiger im Vorderwagen 1 angeordneter Baugruppen diesen können. Hierzu ist an dem rohrartigen Abschnitt 9 und in analoger Weise an dem rohrarti­ gen Abschnitt 12 des Hinterwagens 3 vorzugswiese symmetrisch im oberen Bereich und im unteren Bereich sowie links und rechts je ein Montagebereich 18 ausgebildet, der z. B. durch angeschweißte Blechteile gemeinsam mit dem rohrförmigen Abschnitt 9 einen Hohl­ raum 19 ausbildet. Diese von dem rohrförmigen Abschnitt 9 abstehend auskragenden Montagebereiche 18 weisen in hier nicht weiter erläuterter Weise Zuordnungseinrichtungen und Befestigungselemente z. B. für die Festlegung von Fahrwerkskomponenten 15 oder andere Anbauteile auf, die im Bereich des Vorderwagens 1 an der Karosseriestruktur fest­ gelegt werden müssen. Gleichzeitig bilden die Hohlräume 19 (hier durch Punktierung op­ tisch hervorgehoben) der Montagebereiche 18, die sich senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 5 nach vorne und hinten weiter erstrecken können, den Längsträgem üblicher Karos­ seriebauformen entsprechende Bereiche. Diese den Längsträgern entsprechenden Hohl­ räume 19 dienen zur Versteifung der Karosserie und gleichzeitig im Crashfall zur gezielten Umwandlung von Aufprallenergie in Verformungsarbeit. Durch die an den rohrförmigen Ab­ schnitten 9 bzw. 12 angeordneten Montagebereiche 18 entfällt bei der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur die Notwendigkeit, extra Längsträger vorzusehen.In FIG. 5 is a front view of z. B. the tubular sections 9 of the front end 1 to recognize the formation of the assembly areas 18 , the z. B. for the attachment of the chassis 15 or other arranged in the front carriage 1 modules this can. For this purpose, preference is given to the tubular section 9 and in an analogous manner to the tubular section 12 of the rear carriage 3, symmetrically in the upper region and in the lower region, and on the left and right, each with an assembly region 18 which, for. B. by welded sheet metal parts together with the tubular portion 9 forms a cavity 19 . This projecting from the tubular portion 9 projecting mounting areas 18 have in a manner not further explained here assignment devices and fasteners z. B. for the determination of chassis components 15 or other add-on parts that have to be fixed in the area of the front end 1 on the body structure. At the same time, the cavities 19 (here optically highlighted by dotting) of the mounting areas 18 , which can extend perpendicularly to the drawing plane of FIG. 5 to the front and back, the longitudinal beams of conventional checks series-like areas. This corresponding to the longitudinal beams cavities 19 serve to stiffen the body and at the same time in the event of a crash for the targeted conversion of impact energy into deformation work. Due to the sections 9 and 12 arranged on the tubular sections 18 and 18 , the body structure according to the invention eliminates the need to provide extra longitudinal members.
Gemäß einer eigenständigen Lösungsvariante wird die Steifigkeit der Karosseriestruktur besonders erhöht durch die in den Hohlräumen befindliche Rohrträger 19a, die mit Wan­ dungen der Hohlräume bevorzugt per Laserschweißungen 19b verbunden sind. Die Rohr­ träger 19a sind bevorzugt durch Innenhochdruckumformung hergestellt und werden zu­ nächst in einen noch im Längsschnitt offenen Hohlraum eingelegt und vorgeschweißt bzw. geheftet. Nach Schließen des Hohlraums kann dann die Fertigschweißung erfolgen. Die Rohrträger 19a bilden also in der aus Blech zusammengesetzten Struktur einen stabilisie­ renden Kern. Bevorzugt werden solche Kerne beispielsweise für den sogenannten Schwellerbereich oder den Dachkantenbereich (Überrollschutz) gewählt. According to an independent solution variant, the rigidity of the body structure is particularly increased by the tube supports 19 a located in the cavities, which are connected to walls of the cavities, preferably by laser welding 19 b. The tube support 19 a are preferably made by internal high pressure forming and are first inserted into a cavity still open in longitudinal section and pre-welded or tacked. After the cavity has been closed, the final welding can then take place. The tube support 19 a thus form a stabilizing core in the structure composed of sheet metal. Such cores are preferably selected, for example, for the so-called sill area or the roof edge area (rollover protection).
In den Fig. 6a bis 6d sind Schnitte durch die erfindungsgemäße Karosseriestruktur dar­ gestellt, die quer zur Längserstreckung der Karosseriestruktur angeordnet sind und den Aufbau der Karosseriestruktur an verschiedenen Stellen zeigen. In der Fig. 6a ist ein Schnitt im Bereich des Vorderwagens 1 zu erkennen, der etwa in Höhe des Fahrwerkes 15 der Vorderachse und der Räder 8 und durch das Antriebsaggregat 10 verläuft. Man erkennt sehr deutlich den rohrförmigen Abschnitt 9 des Vorderwagens 1 mit den daran zur Befesti­ gung des Fahrwerkes 15 angedeuteten Montagebereichen 18 und den Stoßdämpfertöpfen 23 sowie den Stoßdämpfern 24. Ebenfalls zu erkennen ist der Hohlraum 19 mit der Funkti­ on eines Längsträgers, der durch die Montagebereiche 18 und die Wandung 20 des rohr­ förmigen Abschnittes 9 gebildet wird. Oberseitig des rohrförmigen Abschnittes 9 sind die Dachträger 5 zu erkennen, die mittels der Dachverstrebung 14 oberseitig geschlossen sind.In Figs. 6a to 6d cuts are made by the inventive body structure is disposed transversely to the longitudinal extension of the body structure, and show the structure of the body structure at different locations. In FIG. 6A, a section in the region of the front end 1 can be seen which extends approximately at the height of the undercarriage 15 of the front axle and the wheels 8 and by the drive assembly 10. One recognizes very clearly the tubular section 9 of the front end 1 with the mounting regions 18 indicated thereon for fastening the chassis 15 and the shock absorber pots 23 and the shock absorbers 24 . Also recognizable is the cavity 19 with the functi on of a side member, which is formed by the mounting areas 18 and the wall 20 of the tubular section 9 . On the upper side of the tubular section 9 , the roof beams 5 can be seen, which are closed on the upper side by means of the roof strut 14 .
In der Fig. 6b ist eine entsprechender Schnitt durch die eiförmig berandete Fahrgastzelle 2 zu erkennen, deren Berandung 13 aus der Dachverstrebung 14, den Dachstützen 5 sowie der Bodenbaugruppe 22 gebildet ist. Im Inneren der Fahrgastzelle 2 sind Sitze 21 für die Fahrgäste zu erkennen. Unterhalb der Sitze 21 ist ein Mitteltunnel 11 angedeutet, der etwa in Verlängerung des rohrförmigen Abschnittes 9 des Vorderwagens 1 heckseitig nach hin­ ten verläuft.In FIG. 6b is a corresponding section can be seen through the ovoid bounded passenger compartment 2, the boundary 13 is formed of the Bar Set 14, the roof supports 5 and the base assembly 22. Inside the passenger compartment 2 , seats 21 can be seen for the passengers. Below the seats 21 , a central tunnel 11 is indicated, which extends approximately in the extension of the tubular section 9 of the front end 1 towards the rear.
Die Fig. 6c zeigt einen Schnitt, der etwa zwischen den Schnitten gemäß den Fig. 6a und 6b angeordnet ist und durch den Vorderwagen 1 zwischen Fahrwerk 15 und Fahrgast­ zelle 2 verläuft. Neben den schon erwähnten Komponenten ist insbesondere zu erkennen, daß sich der rohrförmige Abschnitt 9 derart aufweitet, daß dessen Wandung 20 sich gleichmäßig in die Berandung der Fahrgastzelle 2 erweitert und in diese übergeht. Fig. 6c shows a section which is arranged approximately between the cuts according to FIGS. 6a and 6b and through the front body 1 between the chassis 15 and passenger cell 2 . In addition to the components already mentioned, it can be seen in particular that the tubular section 9 expands in such a way that its wall 20 expands evenly into the boundary of the passenger compartment 2 and merges into it.
Die Fig. 6d zeigt einen weiteren Schnitt, in diesem Fall durch den Hinterwagen 3, der im wesentlichen dem Schnitt der Fig. 6c entspricht und den rohrförmigen Abschnitt 12 des Hinterwagens 3 zeigt. FIG. 6d shows a further section, in this case through the rear carriage 3 , which essentially corresponds to the section of FIG. 6c and shows the tubular section 12 of the rear carriage 3 .
In den Fig. 7a und 7b ist ein Verfahren gezeigt, wie die erfindungsgemäße Karosserie­ struktur aus einem einzigen Integralteil mittels Innenhochdruckumformung herstellbar ist. Hierzu wird das üblicherweise vorgeformte Integralteil, daß in sich geschlossen ist, in einem Werkzeug durch ein Druckmedium an seiner Innenseite beaufschlagt und legt sich dadurch verformend an ein hierzu außenseitig angeordnetes Formwerkzeug an. Hierdurch ergibt sich die grundsätzlich etwa spindelförmige Grundform der Karosseriestruktur mit dem am Vorderwagen 2 angeordneten rohrförmigen Abschnitt 9 sowie dem am Hinterwagen 3 an­ geordneten rohrförmigen Abschnitt 12 und der dazwischen angeordneten Fahrgastzelle 2. Ebenfalls können dabei etwa die als Verrippungen ausgebildeten Knautschzonen 17 an Vorderwagen 1 bzw. Hinterwagen 3 sowie die längs angeordneten Schweller 4 und die Dachholme 4 ausgebildet werden.In FIGS. 7a and 7b is shown a method such as the body according to the invention can be manufactured from a single integral structure part by means of hydroforming. For this purpose, the usually preformed integral part, which is closed in itself, is acted upon in a tool by a pressure medium on its inside and thereby rests against a molding tool arranged on the outside for this purpose. This results in principle approximately spindle-shaped basic shape of the body structure with the front arranged on the carriage 2 tubular portion 9 and the tubular at the rear section 3 to parent section 12 and the passenger compartment disposed therebetween. 2 Likewise, the crumple zones 17 formed as ribs on the front end 1 or rear end 3 as well as the sills 4 arranged lengthwise and the roof spars 4 can also be formed.
Nach dieser Formgebung der Karosseriestruktur aus einem Integralteil können gemäß Fig. 7b die Öffnungen 26 für Fenster und Türen beispielsweise mittels Laserschneiden aus dem verformten Integralteil ausgeschnitten werden, so daß sich die Karosseriestruktur nicht aus zusammengefügten Blechteilen, sondern aus einer geschlossenen Wandung gebildet wird.After this shaping of the body structure from an integral part, the openings 26 for windows and doors can be cut out from the deformed integral part, for example by means of laser cutting, as shown in FIG. 7b, so that the body structure is not formed from joined sheet metal parts but from a closed wall.
Es ist gemäß Fig. 7c und 7d auch denkbar, die Karosseriestruktur aus zwei Halbschalen 28, 28' herzustellen, die entlang einer Teilungsebene 27 in Fahrzeuglängsrichtung etwa symmetrisch aus dem Integralteil nach dessen Formgebung herausgetrennt werden. Diese zwei Halbschalen 28, 28' können nach dem Einbringen der Öffnungen 26 sowie weiteren Herstellungsoperationen wieder zur Karosseriestruktur gefügt werden. It is shown in Fig. 7c and 7d also conceivable to produce the body structure composed of two half-shells 28, 28 'that are separated along a parting plane 27 in the vehicle longitudinal direction approximately symmetrically from the integral part after its molding. These two half-shells 28 , 28 'can be added to the body structure again after the openings 26 have been made and other manufacturing operations have been carried out.
BezugszeichenlisteReference list
11
Vorderwagen
Front end
22nd
Fahrgastzelle
Passenger compartment
33rd
Hinterwagen
Rear car
44th
Dachholme
Roof spars
55
Dachträger
roof rack
66
Schweller
Sill
77
Auswölbungen
Bulges
88th
Räder
bikes
99
rohrförmiger Abschnitt Vorderwagen
tubular section front end
1010th
Antriebsaggregat
Drive unit
1111
Mitteltunnel
Center tunnel
1212th
rohrförmiger Abschnitt Hinterwagen
tubular section rear end
1313
eiförmige Berandung Fahrgastzelle
egg-shaped border of the passenger compartment
1414
Dachverstrebung
Roof bracing
1515
Fahrwerk
landing gear
1616
, ,
1616
' Karosserieverkleidungen
'' Body panels
1717th
Knautschzone
crumple zone
1818th
Montagebereiche
Assembly areas
1919th
Hohlraum
cavity
2020th
Wandung rohrförmiger Abschnitt Vorderwagen
Wall of tubular section of front end
2121
Sitze
Seats
2222
Bodenbaugruppe
Floor assembly
2323
Stoßdämpfertöpfe
Shock absorber pots
2424th
Stoßdämpfer
Shock absorber
2525th
Auswölbung für Antriebsaggregat
Bulge for drive unit
2626
Ausschnitte für Fenster und Türen
Cutouts for windows and doors
2727
Teilungsebene
Division level
2828
, ,
2828
' Halbschalen der Karosseriestruktur
'' Half-shells of the body structure

Claims (28)

1. Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenwagens, be­ stehend aus einem Vorderwagen (1), einem Hinterwagen (3) und einer zwischen Vor­ derwagen (1) und Hinterwagen (3) angeordneten Fahrgastzelle (2), dadurch gekennzeichnet, daß Vorderwagen (1) und Hinterwagen (3) jeweils im wesentlichen rohrförmige Ab­ schnitte (9, 12) aufweisen, die mit ihren Längsachsen in Längsrichtung der Karosse­ riestruktur ausgerichtet sind, und die Fahrgastzelle (2) eine im Mittelbereich im wesent­ lichen eiförmige Grundform aufweist, die mit jeweils an Vorderwagen (1) und Hinterwa­ gen (3) angrenzenden, verjüngten Endbereichen und den rohrförmigen Abschnitten (9, 12) von Vorderwagen (1) und Hinterwagen (3) eine im wesentlichen spindelartige Au­ ßenform der Karosseriestruktur bildet.1. Body structure of a motor vehicle, in particular a passenger car, be standing from a front car ( 1 ), a rear car ( 3 ) and one between front car ( 1 ) and rear car ( 3 ) arranged passenger compartment ( 2 ), characterized in that front car ( 1 ) and rear car ( 3 ) each have substantially tubular sections ( 9 , 12 ), which are aligned with their longitudinal axes in the longitudinal direction of the body, and the passenger compartment ( 2 ) has a central egg-shaped basic shape, each with on front end ( 1 ) and rear end ( 3 ) adjacent, tapered end areas and the tubular sections ( 9 , 12 ) of front end ( 1 ) and rear end ( 3 ) forms a substantially spindle-like outer shape of the body structure.
2. Karosseriestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karosseriestruktur von Vorderwagen (1), Hinterwagen (3) und Fahrgastzelle (2) im wesentlichen einstückig ausgebildet ist.2. Body structure according to claim 1, characterized in that the body structure of the front end ( 1 ), rear end ( 3 ) and passenger compartment ( 2 ) is formed essentially in one piece.
3. Karosseriestruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Karosseriestruktur aus vorzugsweise einem einstückig hergestellten, dünn­ wandigen Formteil besteht.3. body structure according to claim 2, characterized, that the body structure is preferably made of a one-piece, thin walled molding exists.
4. Karosseriestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karosseriestruktur von Vorderwagen (1), Hinterwagen (3) und Fahrgastzelle (2) jeweils aus einzelnen Abschnitten in Form von Modulen ausgebildet ist und diese Mo­ dule an zugeordneten Montagezonen aneinander festgelegt sind. 4. Body structure according to claim 1, characterized in that the body structure of the front end ( 1 ), rear end ( 3 ) and passenger compartment ( 2 ) is formed in each case from individual sections in the form of modules and these modules are fixed to each other at assigned assembly zones.
5. Karosseriestruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil oder die Module aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus Stahl oder Leichtmetallen hergestellt sind.5. body structure according to one of the preceding claims, characterized, that the molded part or the modules of a metallic material, preferably made of Steel or light metals are made.
6. Karosseriestruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verjüngten Endbereiche der eiförmigen Fahrgastzelle (2) angrenzend an die rohrförmigen Abschnitte (9, 12) von Vorderwagen (1) und Hinterwagen (3) kontinuierli­ che Übergänge zwischen in Längsrichtung der Karosseriestruktur benachbarten Quer­ schnitten aufweisen.6. Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the tapered end regions of the egg-shaped passenger compartment ( 2 ) adjacent to the tubular sections ( 9 , 12 ) of the front body ( 1 ) and rear body ( 3 ) continuous transitions between in the longitudinal direction of the body structure have adjacent cross-sections.
7. Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 4 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Karosseriestruktur aus vorzugsweise mittels Gießverfahren hergestellten, Be­ reiche unterschiedlicher Materialdicke aufweisenden Leichtmetall-Gußteilen besteht.7. Body structure according to one of claims 1 or 2 or 4 to 6 characterized, that the body structure, preferably made by casting, Be rich light metal castings having different material thickness.
8. Karosseriestruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Karosseriestruktur mit Außenhautteilen (16, 16'), vorzugsweise aus Kunststof­ fen oder Leichtmetallen, verkleidbar ist.8. Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the body structure with outer skin parts ( 16 , 16 '), preferably made of plastic or light metals, can be clad.
9. Karosseriestruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des rohrförmigen Abschnittes (9) des Vorderwagens (1) den Einbau­ raum für zumindest ein Antriebsaggregat (10) oder dgl. des Kraftfahrzeuges bildet.9. Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the interior of the tubular portion ( 9 ) of the front end ( 1 ) forms the installation space for at least one drive unit ( 10 ) or the like. The motor vehicle.
10. Karosseriestruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat (10) oder dgl. durch eine vorderseitig des rohrförmigen Ab­ schnittes (9) gebildete Öffnung in Fahrzeuglängsrichtung in das Innere des rohrförmi­ gen Abschnittes (9) des Vorderwagens (1) einschiebbar ist.10. Body structure according to claim 9, characterized in that the drive unit ( 10 ) or the like. Through an opening on the front of the tubular section ( 9 ) formed opening in the vehicle longitudinal direction into the interior of the tubular section ( 9 ) of the front end ( 1 ) can be inserted .
11. Karosseriestruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Abschnitt (12) des Hinterwagens (3) z. B. als Kofferraum zur Auf­ nahme von Gepäckstücken vorgesehen ist. 11. Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular section ( 12 ) of the rear carriage ( 3 ) z. B. is provided as a trunk for taking luggage.
12. Karosseriestruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den rohrförmigen Abschnitten (9, 12) von Vorderwagen (1) bzw. Hinterwagen (3) Montagebereiche (18) vorgesehen sind, die von dem rohrförmigem Abschnitt (9, 12) abstehend auskragen.12. Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that on the tubular sections ( 9 , 12 ) of front end ( 1 ) or rear end ( 3 ) mounting areas ( 18 ) are provided, which of the tubular section ( 9 , 12 ) cantilevered.
13. Karosseriestruktur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den Montagebereichen (18) Funktionsbaugruppen des Kraftfahrzeuges, bei­ spielsweise Achsaufhängung (15), Bremsanlage oder dgl. mit der Karosseriestruktur verbindbar sind.13. Body structure according to claim 12, characterized in that on the assembly areas ( 18 ) functional assemblies of the motor vehicle, for example axle suspension ( 15 ), brake system or the like. Can be connected to the body structure.
14. Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Abschnitte (9, 12) und die Montagebereiche (18) im wesentlichen dreiecksförmige, mechanisch steife Knotenbereiche der Karosseriestruktur bilden.14. Body structure according to one of claims 12 or 13, characterized in that the tubular sections ( 9 , 12 ) and the mounting areas ( 18 ) form essentially triangular, mechanically rigid node areas of the body structure.
15. Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die von den rohrförmigen Abschnitten (9, 12) mit den Montagebereichen (18) ge­ bildeten Knotenbereiche in Längsrichtung der Karosseriestruktur sich erstreckende Hohlräume (19) umgrenzen, die die Funktion von Längsträgern der Karosseriestruktur aufweisen.15. Body structure according to one of claims 12 to 14, characterized in that the of the tubular sections ( 9 , 12 ) with the mounting areas ( 18 ) ge node regions in the longitudinal direction of the body structure extending cavities ( 19 ) delimit the function of Have side members of the body structure.
16. Karosseriestruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den rohrförmigem Abschnitten (9, 12) von Vorderwagen (1) und Hinterwagen (3) energieabsorbierende Bereiche (17) die austauschbar sind . . . . . . . ., vorgesehen sind, die bei in Längsrichtung der Karosseriestruktur wirkenden Belastungen z. B. bei einem Unfall oder dgl. durch gewollte Verformungen einen Energieabbau bewirken.16. Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that on the tubular sections ( 9 , 12 ) of front body ( 1 ) and rear body ( 3 ) energy-absorbing areas ( 17 ) which are interchangeable. . . . . . . ., Are provided, the loads acting in the longitudinal direction of the body structure z. B. in an accident or the like. By deliberate deformations cause energy loss.
17. Karosseriestruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der im wesentlichen eiförmigen Fahrgastzelle (2) Versteifungen in Form von Auswölbungen (7) oder dgl. vorgesehen sind. 17. Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that stiffeners in the form of bulges ( 7 ) or the like are provided on the substantially egg-shaped passenger compartment ( 2 ).
18. Karosseriestruktur nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswölbungen (7) sich im wesentlichen in Längsrichtung oder Querrichtung der Fahrgastzelle (2) erstrecken.18. Body structure according to claim 17, characterized in that the bulges ( 7 ) extend substantially in the longitudinal or transverse direction of the passenger compartment ( 2 ).
19. Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswölbungen (7) einen Mitteltunnel (11), einen Schweller (6) oder Verbindun­ gen zwischen den Dachträgern (5) der Karosseriestruktur bilden.19. Body structure according to one of claims 17 or 18, characterized in that the bulges ( 7 ) form a central tunnel ( 11 ), a sill ( 6 ) or connections between the roof racks ( 5 ) of the body structure.
20. Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der eiförmigen Fahrgastzelle (2) angeformter Türschweller (6) im Bereich seiner Anlenkung an die Fahrgastzelle (2) derart zum Inneren der Fahrgastzelle (2) versetzt angeordnet ist, daß der Ein- und Ausstieg in die Fahrgastzelle (2) vereinfacht ist.20. Body structure according to one of claims 17 to 19, characterized in that a door sill ( 6 ) integrally formed on the egg-shaped passenger compartment ( 2 ) is offset in the region of its articulation to the passenger compartment ( 2 ) in such a way as to the interior of the passenger compartment ( 2 ), that the entry and exit in the passenger compartment ( 2 ) is simplified.
21. Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenwagens, be­ stehend aus einem Vorderwagen (1), einem Hinterwagen (3) und einer zwischen Vor­ derwagen (1) und Hinterwagen (3) angeordneten Fahrgastzelle (2), dadurch gekennzeichnet, daß Vorderwagen (1) und Hinterwagen (3) jeweils im wesentlichen rohrförmige Ab­ schnitte (9, 12) aufweisen, die mit ihren Längsachsen in Längsrichtung der Karosse­ riestruktur ausgerichtet sind und jeweils die tragende Karosseriestruktur von Vorderwa­ gen (1) und Hinterwagen (3) bilden.21. Body structure of a motor vehicle, in particular a passenger car, consisting of a front body ( 1 ), a rear body ( 3 ) and a passenger compartment ( 2 ) arranged between front body ( 1 ) and rear body ( 3 ), characterized in that front body ( 1 ) and rear car ( 3 ) each have essentially tubular sections ( 9 , 12 ), which are aligned with their longitudinal axes in the longitudinal direction of the body structure and each form the load-bearing body structure of Vorderwa conditions ( 1 ) and rear car ( 3 ).
22. Verfahren zur Herstellung einer Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges, insbesonde­ re einer Karosseriestruktur nach Anspruch 1 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Karosseriestruktur von Vorderwagen (1), Hinterwagen (3) und Fahrgastzelle (2) einstückig aus einem vorgeformten Integralteil hergestellt wird.22. A method for producing a body structure of a motor vehicle, in particular a body structure according to claim 1 or 21, characterized in that the body structure of the front body ( 1 ), rear body ( 3 ) and passenger compartment ( 2 ) is made in one piece from a preformed integral part.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Karosseriestruktur mittels Innenhochdruckumformung oder Tiefziehen hergestellt sind. 23. The method according to claim 22, characterized, that at least parts of the body structure by means of hydroforming or Thermoforming.  
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Herstellen der Karosseriestruktur die für Fenster, Türen oder sonstige Funktionselemente notwendigen Öffnungen (26) durch thermische Schneidverfahren, vorzugsweise durch Laserschneiden hergestellt werden.24. The method according to any one of claims 22 to 23, characterized in that after the manufacture of the body structure, the openings ( 26 ) necessary for windows, doors or other functional elements are produced by thermal cutting processes, preferably by laser cutting.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Herstellen der Karosseriestruktur zur Gewichtsersparnis benötigte Öff­ nungen durch thermische Schneidverfahren, vorzugsweise Laserschneiden hergestellt werden.25. The method according to any one of claims 22 to 24, characterized, that after manufacturing the body structure to save weight required opening tions produced by thermal cutting processes, preferably laser cutting become.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Karosseriestruktur in Längsrichtung in zumindest zwei Teile (28, 28') geteilt wird.26. The method according to any one of claims 22 to 25, characterized in that the body structure in the longitudinal direction is divided into at least two parts ( 28 , 28 ').
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest zwei Teile (28, 28') der Karosseriestruktur nach dem Herstellen der Öffnungen (26) zusammengefügt werden.27. The method according to claim 26, characterized in that the at least two parts ( 28 , 28 ') of the body structure are assembled after the openings ( 26 ) have been produced.
28. Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenwagens, be­ stehend aus einem Vorderwagen (1), einem Hinterwagen (3) und einer zwischen Vor­ derwagen (1) und Hinterwagen (3) angeordneten Fahrgastzelle (2), insbesondere nach Anspruch 1 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlräume (19) aufweisende Trägerstrukturen durch zusammengesetzte Formteile gebildet sind, die zwischen sich wenigstens einen Rohrträger (19a) zumindest ab­ schnittsweise einschließen.28. Body structure of a motor vehicle, in particular a passenger car, consisting of a front car ( 1 ), a rear car ( 3 ) and a passenger cell ( 2 ) arranged between front car ( 1 ) and rear car ( 3 ), in particular according to claim 1 or 21, characterized in that cavities ( 19 ) having support structures are formed by composite molded parts, which include at least one tubular support ( 19 a) between them at least in sections.
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