DE4016730A1 - Support pillar for car body frame - incorporates interior reinforcement tube - Google Patents

Support pillar for car body frame - incorporates interior reinforcement tube

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Abstract

The support pillar is formed as a column-like hollow body (1, 2, 12). A tube (4) is fastened inside the body by holders (3), to form a reinforcement for the pillar. The holders may be formed by a carrier, partly enclosing the tube on one side. It is fastened between two profiled sections (1, 2), which form front and rear of the pillar. USE/ADVANTAGE - Support pillar in vehicle gives increased stability against deformation loads.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tragsäule für einen Ka­ rosserierahmen eines Kraftfahrzeugs, die als säulenartiger Hohl­ körper ausgebildet ist.The present invention relates to a support column for a Ka rosserierrahmen a motor vehicle, as a columnar hollow body is formed.

Solche Tragsäulen, beispielsweise Vorderwandsäulen, jedoch auch B- und C-Säulen eines Fahrzeugaufbaus, bestehen in der Regel aus zwei oder mehr Schalenprofilen, die so miteinander verschweißt sind, daß sie einen gemeinsamen säulenartigen Hohlkörper bilden, dessen Hohlprofil durch die Innenseiten der Schalenprofile ge­ bildet wird. Die Stabilität einer solchen Tragsäule kann übli­ cherweise durch eine Vergrößerung der Wandstärke des Hohlkör­ pers oder durch zusätzliche Profilierungen in der Wand des Hohlkörpers erhöht werden.Such support columns, for example front wall columns, however, also B and C pillars of a vehicle body usually consist of two or more shell profiles that are welded together are that they form a common columnar hollow body, whose hollow profile ge through the insides of the shell profiles is forming. The stability of such a support column can be bad by increasing the wall thickness of the hollow body pers or by additional profiles in the wall of the Hollow body can be increased.

Aus der DE-C 30 46 056 sowie aus der DE-A 31 51 861 ist es be­ kannt, Flächenbauteile von Fahrzeugkarosserien, insbesondere Motor- und Kofferraumhauben sowie Türen durch seitlich zugeord­ nete Rohre zu versteifen. Dadurch wird der Deformationsweg die­ ser Bauteile verringert und mithin die Stabilität des Kraft­ fahrzeugs und gegebenenfalls auch die Sicherheit der Insassen erhöht.From DE-C 30 46 056 and from DE-A 31 51 861 it is be knows, surface components of vehicle bodies, in particular Engine and trunk hoods and doors are assigned through the side stiffen pipes. As a result, the deformation path becomes the This reduces components and therefore the stability of the force vehicle and possibly also the safety of the occupants elevated.

Es ist auch bekannt (DE-A 24 36 244), solche Versteifungsrohre für Kraftfahrzeugtüren über zwei Auflager mit der zu verstei­ fenden Wand zu verbinden, wodurch eine seitliche Aufprallener­ gie sowohl über die Verformung des Rohres als auch über die Verformung der Auflager aufgefangen wird.It is also known (DE-A 24 36 244), such stiffening tubes for motor vehicle doors with two supports to be stowed fenden wall to connect, creating a side impact gie both about the deformation of the tube and the Deformation of the supports is absorbed.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, in einfacher Weise bei einer Tragsäule der eingangs genannten Art die Stabilität gegen Deformationsbelastungen weiter zu erhöhen.The invention has set itself the task in a simple manner in the case of a support column of the type mentioned at the outset, the stability to further increase against deformation loads.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Hohlkörper über seine Länge ein eine Verstärkung der Tragsäule bildendes Rohr mit Hilfe von Haltemitteln angeordnet ist. Diese zusätzliche Anord­ nung eines "Hohlkörpers im Hohlkörper" erlaubt eine Versteifung der Tragsäule ohne eine Erhöhung der Wandstärke des Hohlträgers und ohne ein zusätzliches Aufbringen von Profilierungen.This object is achieved in that in the hollow body on his Length of a tube forming a reinforcement of the support column Help is arranged by holding means. This additional arrangement A "hollow body in the hollow body" allows a stiffening the support column without increasing the wall thickness of the hollow beam and without additional profiling.

Durch die Verwendung eines Rohres als Verstärkungselement für den Hohlkörper wird dessen Stabilität gegen Deformationsbela­ stungen unabhängig von ihrer Richtung erhöht. Damit ist eine erhöhte Versteifung der Fahrgastzelle im Innenraum des Fahr­ zeugs möglich, so daß damit auch die Sicherheit für die Insas­ sen erhöht wird. Das Einfügen eines Rohres in einen Hohlträger lag am Anmeldetag nicht nahe.By using a tube as a reinforcing element for the hollow body becomes its stability against deformation bela conditions regardless of their direction. So that's one increased stiffening of the passenger compartment in the interior of the driver stuff possible, so that security for the Insas sen is increased. The insertion of a tube into a hollow beam was not obvious on the filing date.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Halte­ mittel wenigstens ein das Rohr auf einer Seite teilweise um­ schließendes Auflageelement im Hohlkörper vorgesehen ist. Die­ ses Auflageelement nimmt zum Teil die auf das Rohr wirkende Aufprallenergie auf.In an embodiment of the invention it is provided that as a stop medium at least one partially around the tube on one side closing support element is provided in the hollow body. The This support element partially takes the one acting on the tube Impact energy.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die die Vorder­ seite des Hohlkörpers bildende Profilschale Mittel zur Fixie­ rung einer definierten Lage des Rohrs im Hohlkörper bei einer Verformung des Hohlkörpers aufweist. Dadurch wird das Rohr bei­ spielsweise bei einem Frontalaufprall in einer vorgesehenen Lage fixiert und zur Energieaufnahme herangezogen.A development of the invention provides that the front Side of the hollow body forming profile means for fixie tion of a defined position of the tube in the hollow body at a Has deformation of the hollow body. This will make the pipe for example in the event of a frontal impact in a designated Fixed position and used for energy consumption.

Dabei ist als solches Mittel vorteilhaft an der Innenwand der Profilschale wenigstens ein über die Länge des Rohres ausgebil­ detes Fixierprofil befestigt, dessen Querschnitt den Hohlkörper in einem Kreisbogen von wenigstens 90° umgibt. Vorteilhaft ist das Rohr in Abstand zu den Fixierungsmitteln im Hohlkörper an­ geordnet. Bei einer durch einen Frontalaufprall bedingten De­ formation wird somit nach Überwindung eines fertigungsbedingten Mindestabstandes das Rohr durch dieses Fixierprofil fixiert, wodurch eine aufwendige zusätzliche Anbindung des Rohres ent­ fällt.As such means is advantageous on the inner wall of the Profile shell at least one trained over the length of the tube Detes fixation profile attached, the cross section of the hollow body in a circular arc of at least 90 °. It is advantageous the pipe at a distance from the fixation means in the hollow body  orderly. With a De caused by a frontal impact formation is thus overcome after a production-related Minimum distance the pipe is fixed by this fixing profile, thereby ent a complex additional connection of the tube falls.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Innenwand der Profilschale einen an die Außenfläche des Rohres angepaßten, über die Länge des Rohres verlaufenden rinnenarti­ gen Bereich aufweist. Dadurch wird direkt ein Bereich der Pro­ filschale zur Fixierung einer vorgesehenen Lage des Rohres bei einer beginnenden Deformation durch eine Aufprallbelastung her­ angezogen.Another embodiment of the invention provides that the Inner wall of the profile shell one on the outer surface of the tube adapted gutter arti running the length of the pipe area. This will directly become an area of the Pro filschale for fixing an intended position of the tube an onset of deformation due to an impact load dressed.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungs­ beispielen, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.Further advantages and features of the invention result from the subclaims and from the description of execution examples that are shown with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Ausführungs­ form einer erfindungsgemäßen Tragsäulenverstärkung eines Personenkraftwagens und Fig. 1 shows schematically a section through an embodiment form of a support column reinforcement according to the invention of a passenger car and

Fig. 2 einen Teilschnitt ähnlich Fig. 1, bei der ein Bereich einer Profilschale der Vorderwandsäule zur Fixierung einer vorgesehenen Lage des Versteifungsrohres vorge­ sehen ist. Fig. 2 is a partial section similar to FIG. 1, in which an area of a profile shell of the front wall column is provided for fixing an intended position of the stiffening tube.

Fig. 1 zeigt die Anordnung einer Vorderwandsäule als ein tra­ gendes Teil eines Karosserieaufbaus eines Personenkraftwagens. Eine solche Vorderwandsäule befindet sich bei einem Personen­ kraftwagen zu beiden Seiten einer Windschutzscheibe (9) und dient als Träger für die an ihr gelagerten vorderen Seitentüren sowie als tragendes Teil des Innenraumaufbaus. Fig. 1 zeigt le­ diglich die in Fahrtrichtung gesehene rechte Vorderwandsäulen­ anordnung eines Personenkraftwagens, die linke ist jedoch in symmetrischer Form korrespondierend aufgebaut. Die drehgelager­ te Anordnung einer Seitentür mit Hilfe von Scharnieren an der Vorderwandsäule ist lediglich durch die Darstellung einer Sei­ tenscheibe (8) angedeutet. Vor der Seitenscheibe (8) ist schematisch eine Vorderwandsäulenverkleidung (10) dargestellt. Seitlich vor der Vorderwandsäule ist die - nur teilweise darge­ stellte - Windschutzscheibe angeordnet. Fig. 1 shows the arrangement of a front wall pillar as a carrying part of a body structure of a passenger car. Such a front wall pillar is located in a passenger car on both sides of a windshield ( 9 ) and serves as a carrier for the front side doors mounted on it and as a supporting part of the interior structure. Fig. 1 shows le diglich the right front wall pillar arrangement seen in the direction of travel of a passenger car, but the left is constructed correspondingly in a symmetrical form. The rotary bearing arrangement of a side door with the help of hinges on the front wall pillar is only indicated by the representation of a side pane ( 8 ). In front of the side window ( 8 ), a front wall pillar covering ( 10 ) is shown schematically. To the side of the front wall pillar is the windshield, which is only partially shown.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besteht die Vorderwandsäule aus einer - in Fahrtrichtung gesehen - im wesentlichen rückseitig angeordneten Profilschale (1) sowie aus einer ihre Vorderseite bildenden Profilschale (2). Diese Profilschalen (1 und 2) verlaufen im wesentlichen in einer zur Zeichenebene senkrechten Richtung, wobei der Querschnitt der hinteren Pro­ filschale (1) im wesentlichen zick-zack-förmige Profilierungen aufweist und der Querschnitt der vorderen Profilschale (2) rin­ nenförmig gebogen ist. Beide Profilschalen (1 und 2) bestehen vorzugsweise aus Stahlblech. Beide Profilschalen (1 und 2) sind an ihren längsseitigen Verbindungskanten (6 und 7) starr miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt. Die beiden Profilschalen (1 und 2) sind so miteinander verbunden, daß die rinnenförmige Seite der Profilschale (2) nach innen zeigt und mithin ein senkrecht zur Zeichenebene verlaufender Hohlkörper gebildet wird.In the exemplary embodiment in FIG. 1, the front wall column consists of a profile shell ( 1 ) arranged on the rear, as seen in the direction of travel, and a profile shell ( 2 ) forming its front side. These profile shells ( 1 and 2 ) run essentially in a direction perpendicular to the plane of the drawing, the cross section of the rear profile shells ( 1 ) having essentially zigzag-shaped profiles and the cross section of the front profile shell ( 2 ) being bent in the shape of a groove. Both profile shells ( 1 and 2 ) are preferably made of sheet steel. Both profile shells ( 1 and 2 ) are rigidly connected to one another at their longitudinal connecting edges ( 6 and 7 ), for example welded. The two profile shells ( 1 and 2 ) are connected to one another in such a way that the channel-shaped side of the profile shell ( 2 ) points inwards and a hollow body extending perpendicular to the plane of the drawing is thus formed.

Zwischen den beiden Verbindungskanten (6 und 7) der Profilscha­ len (1 und 2) ist in ihrer Längsrichtung ein Auflageprofil (3) befestigt, das beispielsweise beim Verbinden der beiden Profil­ schalen zwischen diese durch Verschweißen eingebettet wurde. Zweckmäßig wird z. B. dieses Auflageprofil (3) vorab mit einer der Profilschalen (1 oder 2) verschweißt. Dieses Auflageprofil (3) weist eine in seiner Längsrichtung verlaufende rinnenartige Einbuchtung (16) in seinem mittleren Bereich auf, in die ein ebenfalls in Längsrichtung des Hohlkörpers verlaufendes Ver­ steifungsrohr (4) eingebettet ist. Sowohl das Auflageprofil (3) als auch das Rohr (4) sind vorzugsweise aus Stahl hergestellt und starr miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt. Between the two connecting edges ( 6 and 7 ) of the Profilscha len ( 1 and 2 ) a support profile ( 3 ) is attached in its longitudinal direction, which was embedded between them by welding, for example when connecting the two profile shells. Appropriately z. B. this supporting profile (3) previously welded to one of the profile shells (1 or 2). This support profile ( 3 ) has a groove-like indentation ( 16 ) running in its longitudinal direction in its central region, into which a stiffening tube ( 4 ), also running in the longitudinal direction of the hollow body, is embedded. Both the support profile ( 3 ) and the tube ( 4 ) are preferably made of steel and rigidly connected to one another, for example welded.

Bei der Herstellung der Tragsäule wird das Rohr (4) mit dem Auflageprofil (3) verbunden, nachdem dieses mit einer Profil­ schale (1 oder 2) verschweißt wurde. Anschließend wird die zweite Profilschale aufgesetzt. Dadurch ist das Rohr (4) starr in dem aus den Profilschalen (1 und 2) gebildeten Hohlkörper befestigt. Eine andere Ausführungsform sieht mehrere, in Ab­ stand über die Länge des Rohres verteilte Auflageelemente vor, die in ähnlicher Weise zwischen den beiden Profilschalen (1 und 2) befestigt sind.In the manufacture of the support column, the tube ( 4 ) is connected to the support profile ( 3 ) after it has been welded to a profile shell ( 1 or 2 ). Then the second profile shell is put on. As a result, the tube ( 4 ) is rigidly fastened in the hollow body formed from the profile shells ( 1 and 2 ). Another embodiment provides a plurality of support elements distributed over the length of the tube, which are fastened in a similar manner between the two profile shells ( 1 and 2 ).

Zwischen der Innenwand der Profilschale (2) und dem Rohr (4) befindet sich auf der dem Auflageprofil (3) gegenüberliegenden Seite des Rohres (4) ein Zwischenraum, in dem ein als Fixier­ profil ausgebildetes Fixierblech (5) angeordnet ist. Das Fixier­ blech (5) ist im wesentlichen entsprechend der rinnenartigen Kontur der Profilschaleninnenwand geformt und umgibt das Rohr (4) in einem Winkel von etwas mehr als 90°. Das Fixierblech (5) ist fest mit der Innenwand der Profilschale (2) verbunden, bei­ spielsweise verschraubt, verschweißt oder ähnliches. Das Fixier­ blech (5) weist zudem zwei Profilierungen (14 und 15) mit je­ weils kreisbogenartigem Querschnitt auf, die in Längsrichtung des Fixierblechs (5) verlaufen und so zu beiden Seiten des Roh­ res (4) angeordnet sind, daß sie das Rohr (4) zwischen sich einbetten.Between the inner wall of the profile shell ( 2 ) and the tube ( 4 ) there is an intermediate space on the side of the tube ( 4 ) opposite the support profile ( 3 ) in which a fixing plate ( 5 ) designed as a fixing profile is arranged. The fixing plate ( 5 ) is shaped essentially according to the groove-like contour of the inner wall of the profile shell and surrounds the tube ( 4 ) at an angle of slightly more than 90 °. The fixing plate ( 5 ) is firmly connected to the inner wall of the profile shell ( 2 ), for example screwed, welded or the like. The fixing plate ( 5 ) also has two profiles ( 14 and 15 ) each with a circular cross-section, which run in the longitudinal direction of the fixing plate ( 5 ) and are arranged on both sides of the tube res ( 4 ) that they the tube ( 4 ) Embed between them.

Ein solchermaßen im Hohlkörper angeordnetes Rohr (4) bietet eine wirksame Versteifung bei Roll-over-Belastungen um eine Achse (13) gemäß dem Pfeil (12) sowie bei Frontalaufprallbe­ lastungen in Richtung des Pfeils (11). Eine beginnende Deforma­ tion der Profilschale (2) bringt das Fixierblech (5) am Rohr (4) zur Anlage, indem die Längsprofilierungen (14, 15) das Rohr zu beiden Seiten einrahmen, wodurch das Rohr (4) in einer vor­ gesehenen Lage fixiert ist und nun zur Energieaufnahme herange­ zogen wird. Belastungen auf das Rohr (4) werden zudem von dem Auflageprofil (3) abgefangen, so daß die gesamte Deformationsenergie von der Vorderwandsäule aufgefangen wird, ohne diese nennenswert zu verformen.Such a tube ( 4 ) arranged in the hollow body provides effective stiffening in the case of roll-over loads about an axis ( 13 ) according to the arrow ( 12 ) and in the case of frontal impact loads in the direction of the arrow ( 11 ). A beginning deformation of the profile shell ( 2 ) brings the fixing plate ( 5 ) to the tube ( 4 ) to the system by the longitudinal profiles ( 14 , 15 ) frame the tube on both sides, whereby the tube ( 4 ) fixed in a position before seen is and is now used for energy consumption. Loads on the tube ( 4 ) are also intercepted by the support profile ( 3 ), so that the entire deformation energy is absorbed by the front wall pillar without significantly deforming it.

In Fig. 2 ist die Ausrichtung einer Vorderwandsäule zur Fahr­ zeuglängsrichtung mit Hilfe eines Koordinatensystems (X, Y) definiert.In Fig. 2, the orientation of a front wall column to the vehicle longitudinal direction is defined with the aid of a coordinate system (X, Y).

Anstelle eines Fixierblechs gemäß Fig. 1 ist bei dieser Ausführungsform in der vorderen Profilschale (12) eine zusätzliche, in Längsrichtung verlaufende rinnenarti­ ge Ausbuchtung (13) vorgesehen, die im wesentlichen im Bereich des Rohres (4) in der Profilschale (12) geformt ist und die Funktion des Fixierblechs (5) der Fig. 1 übernimmt. Auch hier kommt bei einer geringen Deformation der vorderen Profilschale (12) der Vorderwandsäule durch einen Frontalaufprall der Be­ reich (13) mit dem Rohr (4) zur Anlage, wodurch ebenfalls eine definierte Position des Rohrs (4) fixiert wird.Instead of a fixing plate according to FIG. 1, in this embodiment in the front profile shell ( 12 ) an additional, longitudinally extending rinnenarti ge bulge ( 13 ) is provided, which is essentially formed in the region of the tube ( 4 ) in the profile shell ( 12 ) and takes over the function of the fixing plate ( 5 ) of FIG. 1. Again, with a slight deformation of the front profile shell ( 12 ) of the front wall column by a frontal impact the loading area ( 13 ) with the pipe ( 4 ) comes into contact, which also fixes a defined position of the pipe ( 4 ).

Bei einer weiteren Ausführungsform wird auf die Anordnung eines Auflageprofils (3) zwischen den Profilschalen (1 und 2) ver­ zichtet, wodurch das Rohr (4) direkt mit der hinteren Profil­ schale (1), beispielsweise in einer entsprechenden Einbettung, verbunden wird.In a further embodiment, the arrangement of a support profile ( 3 ) between the profile shells ( 1 and 2 ) is dispensed with, whereby the tube ( 4 ) is connected directly to the rear profile shell ( 1 ), for example in a corresponding embedding.

Claims (9)

1. Tragsäule für einen Karosserierahmen eines Kraftfahrzeuges, die als säulenartiger Hohlkörper ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlkörper (1, 2, 12) in seiner Längsrichtung ein eine Verstärkung der Tragsäule bildendes Rohr (4) mit Hilfe von Haltemitteln (3) angeordnet ist.1. support column for a body frame of a motor vehicle, which is designed as a column-like hollow body, characterized in that in the hollow body ( 1 , 2 , 12 ) arranged in its longitudinal direction a reinforcement of the support column tube ( 4 ) with the aid of holding means ( 3 ) is. 2. Tragsäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist.2. Support column according to claim 1, characterized in that the tube ( 4 ) has an annular cross section. 3. Tragsäule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Haltemittel wenigstens ein das Rohr (4) auf einer Seite teilweise umschließendes Auflageelement (3) im Hohlkörper (1, 2) vorgesehen ist.3. Support column according to claim 1 or 2, characterized in that at least one support element ( 3 ) partially surrounding the tube ( 4 ) on one side is provided in the hollow body ( 1 , 2 ) as the holding means. 4. Tragsäule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflageelement (3) zwischen zwei Profilschalen (1, 2) befestigt ist, die jeweils die - in Fahrtrichtung gesehen - Vorderseite und die Rückseite des Hohlkörpers bilden.4. Support column according to claim 3, characterized in that the support element ( 3 ) between two profile shells ( 1 , 2 ) is attached, each of which - seen in the direction of travel - form the front and the back of the hollow body. 5. Tragsäule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Vorderseite des Hohlkörpers bildende Profilschale (2, 12) Mittel (5, 13) zur Fixierung einer definierten Lage des Rohrs (4) im Hohlkörper bei einer Verformung des Hohlkörpers aufweist. 5. Support column according to claim 4, characterized in that the profile shell forming the front of the hollow body ( 2 , 12 ) has means ( 5 , 13 ) for fixing a defined position of the tube ( 4 ) in the hollow body when the hollow body is deformed. 6. Tragsäule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Fixierungsmittel an der Innenwand der Profilschale (2) wenigstens ein über die Länge des Rohres (4) ausgebildetes Fixierprofil (5, 14, 15) befestigt ist, dessen Querschnitt den Hohlkörper in einem Kreisbogen von wenigstens 90° umgibt.6. Support column according to claim 5, characterized in that as a fixing means on the inner wall of the profile shell ( 2 ) at least one over the length of the tube ( 4 ) formed fixing profile ( 5 , 14 , 15 ) is fixed, the cross section of the hollow body in a circular arc of at least 90 °. 7. Tragsäule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Profilschale (12) einen an die Außenflä­ che des Rohres (4) angepaßten, über die Länge des Rohres (4) verlaufenden rinnenartigen Bereich (13) aufweist.7. Support column according to claim 5, characterized in that the inner wall of the profile shell ( 12 ) has a to the Außenflä surface of the tube ( 4 ) adapted over the length of the tube ( 4 ) extending channel-like region ( 13 ). 8. Tragsäule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) in Abstand zu den Fixierungsmitteln (5, 13) im Hohlkörper angeordnet ist.8. Support column according to claim 5, characterized in that the tube ( 4 ) is arranged at a distance from the fixing means ( 5 , 13 ) in the hollow body. 9. Tragsäule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierprofil (5) als mit zwei Längsprofilierungen (14, 15) versehenes, rinnenartiges Fixierblech ausgebildet ist, zwischen denen das Rohr (4) teilweise eingebettet ist.9. Support column according to claim 6, characterized in that the fixing profile ( 5 ) is designed as a channel-like fixing plate provided with two longitudinal profiles ( 14 , 15 ), between which the tube ( 4 ) is partially embedded.
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