DE19829832A1

DE19829832A1 - Body structure of motor vehicle

Info

Publication number: DE19829832A1
Application number: DE19829832A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Morsch
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2000-01-05
Anticipated expiration: 2018-07-04
Also published as: DE19829832B4

Abstract

The reinforcing element of the body structure consists of an extended hollow component(10) conforming to the shape of the B-column over its cross section. The hollow component is formed by two stiffening shells(6,7) which are interconnected and connected to the B-column. The stiffening shells are manufactured from a light metal and light metal allow in a pressure die-casting process. To form the hollow component the two stiffening shells on their face end edges are fitted together by a tongue and groove method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem aus Hohlprofilen gebildeten Träger, der aus Halbschalen zusammengesetzt und durch mindestens ein im Innern des Hohlprofils vorgesehenes Verstärkungselement versteift ist.The invention relates to a body structure for a motor vehicle, with at least one Hollow profiles formed carrier, which is composed of half-shells and by at least one reinforcing element provided inside the hollow profile is stiffened.

Die Karosseriestruktur von Kraftfahrzeugen besteht im allgemeinen aus Längsträgern, Querträgern und Säulenträgern, die aus zwei miteinander verbundenen, einen geschlossenen Querschnitt bestimmenden Blech-Halbschalen und gegebenenfalls zwischen diesen Blech-Halbschalen angeordneten Verstärkungsmitteln aus Blech oder Blechprofilen gebildet sind. Neben der Erhöhung der Stabilität der Karosseriestruktur dienen derart ausgeführte Träger auch der Verbesserung des seitlichen Aufprallschutzes. Beispielsweise sind gemäß der DE 31 03 580 A1 und der US 44 62 633 zur Verbesserung des Insassenschutzes bei Seitenaufprall-Unfällen quer zu den die Türschweller bildenden Längsträgern ausgerichtete Verstärkungsplatten oder Profilteile vorgesehen, die ihrerseits mit einem dem Türschweller benachbarten Bodenblech verbunden sind. Aus der EP 0 037 587 A1 ist es darüber hinaus bekannt, als Verstärkungsmittel für den Türschweller sogenannte Schottbleche einzusetzen, die jedoch, ähnlich dem in der DE 31 03 580 A1 unterbreiteten Vorschlag, nur eine punktuelle Versteifung bewirken, die höchsten Sicherheitsanforderungen bei einem Seitenaufprall nicht gerecht wird.The body structure of motor vehicles generally consists of side members, Cross beams and column beams, which consist of two interconnected, one closed cross-section defining sheet metal half-shells and, if necessary, between these sheet metal half-shells arranged reinforcing means made of sheet metal or sheet metal profiles are formed. In addition to increasing the stability of the body structure, such serve executed beams also to improve the side impact protection. For example are according to DE 31 03 580 A1 and US 44 62 633 to improve the Occupant protection in the event of side impact accidents transverse to the ones forming the door sills Reinforcement plates or profile parts aligned along side rails are provided, which in turn are connected to a floor panel adjacent to the door sill. From EP 0 037 587 A1 it is also known as a reinforcement for the door sill to use so-called bulkhead plates, which, however, similar to that in DE 31 03 580 A1 submitted proposal, only a selective stiffening effect, the highest Safety requirements in the event of a side impact do not meet.

Schließlich beschreibt die DE 195 28 874 A1 eine Karosseriestruktur für Kraftfahrzeuge mit als zweiteilige Hohlprofilträger ausgebildeten Trägerelementen, bei der im Innern des Hohlprofilträgers eine zur Kraftübertragung von der Außenseite zur Innenseite des Fahrzeugs vorgesehene Profilanordnung mit einem flächig gestalteten Krafteinleitungsblech ausgebildet ist, die an einer von den Trägerelementen entfernten Tragstruktur abstützbar ist. Diese mehrteilige Profilanordnung ist jedoch vergleichweise kompliziert ausgeführt und nur mit erheblichem Fertigungs- und Montageaufwand herstellbar. Finally, DE 195 28 874 A1 also describes a body structure for motor vehicles formed as a two-part hollow profile carrier support elements in the inside of the Hollow profile carrier one for power transmission from the outside to the inside of the Profile arrangement provided for the vehicle with a flat force introduction plate is formed, which can be supported on a support structure removed from the support elements. However, this multi-part profile arrangement is comparatively complicated and only producible with considerable manufacturing and assembly effort.

Beim Schutz der Fahrzeuginsassen gegen Aufprallkräfte von der Seite kommt der mit den Längsträgern im Bodenbereich und im Dachbereich verbundenen B-Säule, die im allgemeinen neben dem Fahrer- und dem Beifahrersitz angeordnet ist und bei einer Verformung infolge eines Seitenaufpralls in erheblichem Maße die Verletzungsgefahr beeinflußt, besondere Bedeutung zu. Bei einer unter diesem Aspekt speziell auf die B-Säule bezogenen Ausbildung der Karosseriestruktur gemäß der DE 195 31 982 A1 ist die B-Säule auch mit einer Versteifung versehen, die jedoch nicht ursächlich zur Vermeidung des Durchbiegens der B-Säule bei einem Seitenaufprall dient. Vielmehr ist die B-Säule in Verbindung mit den an diesen angeschlossenen Längsträgern so ausgeführt, daß sie einen bei Krafteinwirkung nachgebenden Abschnitt aufweist und bei einem Seitenaufprall als Ganzes in den Fahrzeuginnenraum verschoben wird, um ein Durchbiegen in einem mittigen Bereich zu verhindern und dadurch die Gefahr der Verletzung der Fahrzeuginsassen zu mindern. Jedoch ist auch diese Art der Ausbildung der Karosseriestruktur unter dem Aspekt des Seitenaufprallschutzes im Bereich der B-Säule mit einem erheblichen Herstellungsaufwand verbunden.When protecting the vehicle occupants against impact forces from the side, it comes with the Side rails in the floor area and roof area connected B-pillar, which in the is generally arranged next to the driver and front passenger seats and at one Deformation due to a side impact significantly increases the risk of injury influenced, special meaning too. In this regard, specifically on the B-pillar related formation of the body structure according to DE 195 31 982 A1 is the B-pillar also provided with a stiffener, which, however, is not the cause to avoid the Bending the B-pillar in the event of a side impact. Rather, the B pillar is in Connection with the side members connected to this so that they are one in the case of force yielding section and in the event of a side impact as Whole is moved into the vehicle interior in order to deflect in a center Prevent area and thereby the risk of injury to vehicle occupants reduce. However, this type of body structure formation is also considered the side impact protection in the area of the B-pillar with a considerable Manufacturing expenses connected.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Trägerelemente der Karosserie von Kraftfahrzeugen so auszubilden, daß unter dem Blickwinkel des Aufprallschutzes mit geringem Herstellungs- und Montageaufwand eine hohe Biegesteifigkeit erzielt wird und insbesondere im Bereich der B-Säule eine hohe Sicherheit beim Seitenaufprall gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object, carrier elements of the body of Train motor vehicles in such a way that from the point of view of impact protection low manufacturing and assembly costs a high bending stiffness is achieved and Particularly in the area of the B-pillar, a high level of safety is guaranteed in the event of a side impact is.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer mindestens einen Hohlprofilträger mit mindestens einem Verstärkungselement umfassenden Karosseriestruktur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 in der Weise gelöst, daß das Verstärkungselement zumindest abschnittsweise aus einem der Form des Trägers über dessen Querschnitt zumindest im wesentlichen entsprechenden langgestreckten Hohlkörper aus zwei miteinander sowie mit dem betreffenden Träger verbundenen Versteifungsschalen besteht.According to the invention, the task with at least one hollow profile carrier body structure comprising at least one reinforcing element according to the Preamble of claim 1 solved in such a way that the reinforcing element at least in sections from one of the shape of the carrier over its cross section at least essentially corresponding elongated hollow bodies made of two with each other as well as stiffening shells connected to the carrier in question.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt mit anderen Worten darin, daß Hohlprofil-Träger der Karosseriestruktur durch einen Hohlkörper verstärkt sind, der sich einerseits durch eine hohe Biegesteifigkeit und andererseits durch ein geringes Gewicht auszeichnet und der zumindest abschnittsweise über seine Länge an dem jeweiligen Träger gehalten ist. An den Enden ist das versteifende Hohlprofil darüber hinaus bevorzugt an anschließenden Quer-, Längs- oder Säulenträgern und/oder an den darin zur Versteifung befestigten Hohlprofilen abstützbar. Sind beispielsweise die B-Säulen einer Karosseriestruktur in der erfindungsgemäßen Art versteift, werden diese bei einem Seitenaufprall in Abhängigkeit von der Stärke des Aufpralls nicht oder nur in geringem Maße zum Fahrzeuginnenraum hin verbogen, so daß eine hohe Sicherheit im Fahrzeuginnenraum gewährleistet ist. Die so verstärkte Karosseriestruktur bzw. deren Träger sind zudem vergleichweise einfach herstellbar.In other words, the basic idea of the invention is that the hollow profile carrier Body structure are reinforced by a hollow body, which is characterized by a high one hand Flexural rigidity and on the other hand characterized by a low weight and at least is held in sections over its length on the respective carrier. At the ends is the stiffening hollow profile also preferred on subsequent transverse, longitudinal or Column supports and / or can be supported on the hollow profiles fastened therein for stiffening. Are, for example, the B-pillars of a body structure in the manner according to the invention in the event of a side impact, these are stiffened depending on the strength of the impact not or only slightly bent towards the vehicle interior, so that a high Safety in the vehicle interior is guaranteed. The body structure so reinforced or their carriers are also relatively easy to manufacture.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die den Hohlkörper bildenden Versteifungsschalen im Druckgußverfahren aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung, insbesondere aus Aluminium und/oder Magnesium und/oder deren Legierungen, gefertigt. Dadurch ist es möglich, die Versteifungsschalen zumindest abschnittsweise in einer der gegebenenfalls komplizierten Form der Träger folgenden Gestalt auszubilden. Gleichzeitig können zur gegenseitigen Verbindung der beiden Versteifungsschalen an deren aneinanderstoßenden Rändern Verbindungselemente, beispielsweise nach dem Nut-Feder-Prinzip, angeformt sein. Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit auf der Grundlage der Herstellung der Versteifungsschalen nach dem Druckgußverfahren besteht darin, daß an die Innenseiten der Versteifungsschalen verschiedene Funktionselemente, wie beispielsweise Aufnahmen für Scharniere, Türbänder, Türfeststeller, Gurtumlenkungen, Gurtführungen und Retraktoren, angeformt sind.According to a further feature of the invention, those which form the hollow body are Stiffening shells in the die casting process from a light metal or Light metal alloy, in particular made of aluminum and / or magnesium and / or their Alloys. This makes it possible to at least use the stiffening shells in sections in a form following the possibly complicated shape of the carriers to train. At the same time, the mutual connection of the two Stiffening shells at their abutting edges connecting elements, for example, according to the tongue and groove principle. Another Design option based on the manufacture of the stiffening shells the die casting process is that on the inside of the stiffening shells various functional elements, such as receptacles for hinges, door hinges, Door locks, belt deflections, belt guides and retractors are formed.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die Versteifungsschalen durch eine Schraub-, Niet- und/ oder Klebeverbindung im Bereich ihrer ineinandergreifenden oder überlappenden Randbereiche miteinander verbunden. Diese Verbindung kann gleichzeitig dazu genutzt werden, den aus den Versteifungsschalen gebildeten Hohlkörper, beispielsweise über im Innern des Trägers angebrachte Haltewinkel, am Träger zu befestigen.In a further embodiment of the invention, the stiffening shells are provided with a screw, rivet and / or adhesive connection in the area of their interlocking or overlapping Border areas connected together. This connection can be used at the same time are, the hollow body formed from the stiffening shells, for example in the Brackets attached to the inside of the beam to attach to the beam.

In Ausgestaltung der Erfindung können die Versteifungsschalen durch in diese integrierte Verstärkungsmittel aus hochfestem Material, beispielsweise eingegossene U-Profilabschnitte aus Stahl, zusätzlich versteift sein.In an embodiment of the invention, the stiffening shells can be integrated into them Reinforcing means made of high-strength material, for example cast-in U-profile sections made of steel, additionally stiffened.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist es auch denkbar, die Hohlkörper einteilig als an einer Längsseite offene, am Träger abgestützte Versteifungsschale mit oder ohne zusätzliche Verstärkungseinlage auszubilden. In an advantageous development of the invention, it is also conceivable for the hollow body to be in one piece on one long side open, supported on the support stiffening shell with or without train additional reinforcement.

Weitere Merkmale, zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung.Further features, expedient refinements and advantages of the invention result from the claims and the following description of an embodiment of the Invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung, deren einzige Figur in einer Schnittdarstellung schematisch die B-Säule einer Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs wiedergibt, näher erläutert.An embodiment of the invention is based on the drawing, the only figure in a sectional view schematically shows the B-pillar of a body structure Motor vehicle reproduces, explained in more detail.

Gemäß der Zeichnung besteht der eine B-Säule 1 bildende Träger aus zwei an seitlichen Befestigungsflanschen 2a, 3a miteinander verbundenen äußeren Träger-Halbschalen 2, 3 aus Blech. In dem Verbindungsbereich zwischen den beiden Befestigungsflanschen 2a, 3a ist außerdem jeweils ein Haltewinkel 4 bzw. 5 starr befestigt. Innerhalb des durch die beiden Träger-Halbschalen 2 und 3 gebildeten Hohlraums befinden sich zwei Versteifungsschalen 6 und 7, die an ihren offenen Stirnrändern durch eine Nut-Feder-Verbindung zur Bildung eines Hohlkörpers 10 aneinandergesteckt sind und in diesem Berührungsbereich durch Schraubverbindungen 8 einerseits miteinander und zum anderen mit dem jeweils freien Schenkel der Haltewinkel 4 bzw. 5 verbunden sind. Der aus den Versteifungsschalen 6, 7 gebildete Hohlkörper 10 entspricht im Querschnitt und in seiner Längserstreckung im wesentlichen der Form der B-Säule 1. Im Inneren der Versteifungsschalen 6, 7 befinden sich jeweils zur weiteren Erhöhung ihrer Stabilität eingegossene U-Profil-Abschnitte 11 aus hochfestem Stahl.According to the drawing, the support forming a B-pillar 1 consists of two outer support half-shells 2 , 3 connected to one another on lateral fastening flanges 2 a, 3 a made of sheet metal. In the connection area between the two mounting flanges 2 a, 3 a, a bracket 4 or 5 is also rigidly attached. Within the cavity formed by the two carrier half-shells 2 and 3 there are two stiffening shells 6 and 7 , which are plugged together at their open end edges by a tongue and groove connection to form a hollow body 10 and in this contact area by screw connections 8 on the one hand and on the other hand, the brackets 4 and 5 are connected to the respective free leg. The hollow body 10 formed from the stiffening shells 6 , 7 essentially corresponds in cross section and in its longitudinal extent to the shape of the B-pillar 1 . In the interior of the stiffening shells 6 , 7 there are cast-in U-profile sections 11 made of high-strength steel to further increase their stability.

Die Versteifungsschalen 6, 7 bestehen aus Aluminium und werden im Druckgußverfahren hergestellt. An den Innenflächen der Versteifungsschalen können Gurtführungen und Aufnahmen für Scharniere, Türbänder, Türfeststeller und dgl. (in der Zeichnung nicht dargestellt) angegossen sein. Des weiteren können die Flanschverbindungen der äußeren Träger-Halbschalen 2, 3 mit dem zwischen diesen eingeschlossenen Haltewinkel 4, 5 über eine äußere Klammer 9 abgedeckt sein. Die Enden der Hohlkörper 10 können außerdem an den an die B-Säule 1 anschließenden Längsträgern oder Querträgern bzw. den in diesen befestigten versteifenden Hohlkörpern abgestützt sein. The stiffening shells 6 , 7 are made of aluminum and are produced using the die casting process. Belt guides and receptacles for hinges, door hinges, door retainers and the like (not shown in the drawing) can be cast on the inner surfaces of the stiffening shells. Furthermore, the flange connections of the outer carrier half-shells 2 , 3 can be covered with the holding bracket 4 , 5 enclosed between them by an outer bracket 9 . The ends of the hollow bodies 10 can also be supported on the longitudinal members or cross members adjoining the B-pillar 1 or on the stiffening hollow bodies fastened in them.

Reference list

11

Träger, B-Säule
Beam, B-pillar

22nd

a, a,

33rd

a Befestigungsflansche
a mounting flanges

22nd

, ,

33rd

Träger-Halbschalen
Carrier half-shells

44th

, ,

55

Haltewinkel
Bracket

66

, ,

77

Versteifungsschalen
Stiffening shells

88th

Schraubverbindung
Screw connection

99

Klammer
Bracket

1010th

Hohlkörper
Hollow body

1111

Stahl-U-Profilabschnitte
Steel U profile sections

Claims

1. Body structure for a motor vehicle, with at least one carrier formed from hollow profiles, which is composed of half-shells and is reinforced by at least one reinforcing element provided in the interior of the hollow profile, characterized in that the reinforcing element consists of an at least sectionally the shape of the carrier ( 1 ) Over the cross section of which at least substantially corresponding elongated hollow body ( 10 ) consists of stiffening shells ( 6 , 7 ) connected to one another and to the relevant support ( 1 ).

2. Body structure according to claim 1, characterized in that the stiffening shells ( 6 , 7 ) are made in the die-casting process from light metal or a light metal alloy.

3. Body structure according to claim 1 or 2, characterized in that the two stiffening shells ( 6 , 7 ) to form the hollow body ( 10 ) at their end edges according to the tongue and groove principle and / or overlapping and connected to each other in this contact area .

4. Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow body ( 10 ) formed from the stiffening shells ( 6 , 7 ) is connected via brackets ( 4 , 5 ) to the carrier ( 1 ).

5. body structure according to claim 4, characterized in that the bracket ( 4 , 5 ) with one leg between outwardly facing mounting flanges ( 2 a, 3 a) of the carrier half-shells ( 2 , 3 ) is attached, while its second leg with the hollow body ( 10 ) formed from the stiffening shells ( 6 , 7 ) is connected.

6. body structure according to claim 5, characterized in that the fastening flanges ( 2 a, 3 a) are covered by a bracket ( 9 ).

7. Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the ends of the hollow body ( 10 ) to the respective carrier ( 1 ) adjoining carrier or to the stiffening hollow body ( 10 ) attached therein are connected.

8. Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier is a B-pillar ( 1 ), in which preferably on the stiffening shells ( 6 , 7 ) belt guides or receptacles for hinges, door locks and / or door hinges are formed.

9. Body structure according to claim 8, characterized in that in a serving as a B-pillar ( 1 ) carrier the upper and lower ends of the hollow body formed from stiffening shells ( 10 ) with further hollow bodies in the roof and floor area of the motor vehicle to form an annular stiffening are connected.

10. Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that in the stiffening shells ( 6 , 7 ) additional reinforcing elements are made of a high-strength material.

11. Body structure according to claim 10, characterized in that the additional Reinforcing elements are U-profile sections made of steel.