DE4340445C2

DE4340445C2 - Support structure for an open passenger car

Info

Publication number: DE4340445C2
Application number: DE19934340445
Authority: DE
Inventors: Arno Dipl Ing Jambor; Gunther Dipl Ing Ellenrieder; Guenther Ast; Waldemar Dipl Ing Rauh
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1993-11-27
Filing date: 1993-11-27
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2013-11-28
Also published as: DE4340445A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur für einen offenen Per sonenkraftwagen mit Vorbau- und Hecklängsträgern, sowie mit im Bereich einer Fahrgastzelle angeordneten seitlichen Längsträ gern, wobei jeder seitliche Längsträger ein zur Fahrzeugmitte hin gezogenes wannenartiges Hohlprofil aufweist, das sich über die Länge der Fahrgastzelle erstreckt und zwischen die zugeord neten Vorbau- und Hecklängsträger eingebunden ist.The invention relates to a support structure for an open per motor vehicles with stem and rear side members, as well as with in Area of a passenger compartment arranged side longitudinal stripes like, with each side member one to the center of the vehicle drawn tub-like hollow profile that over the length of the passenger compartment extends and between the assigned Neten stem and rear side member is integrated.

Aus der DE-PS 8 66 760 ist eine Tragstruktur für einen Personen kraftwagen bekannt, die ein doppelwandiges, wannenförmiges Un tergestell aufweist. Die seitlichen Längsträger auf Höhe der Fahrgastzelle sind als zur Fahrzeugmitte hin gezogene wannen artige Hohlprofile ausgebildet. Diese seitlichen Wannenprofile bilden auch Vorbau- und Hecklängsträger, da das wannenförmige Untergestell sich bis in den Vorbau- und den Heckbereich des Personenkraftwagens erstreckt.From DE-PS 8 66 760 is a support structure for a person motor vehicle known that a double-walled, tub-shaped Un has frame. The side rails at the level of Passenger cell are as tubs drawn towards the center of the vehicle like hollow profiles. These side tub profiles also form stem and rear side members, as the tub-shaped Stand up to the stem and rear area of the Passenger car extends.

Die DE-PS 6 90 822 beschreibt einen Fahrzeugrahmen für ein Kraftfahrzeug, der mit einem als Hohlkörper gestalteten Boden versehen ist. Die Versteifung dieses Hohlbodens wird durch ein geprägte Verbindungstöpfe erzielt, die sich über die gesamte Fläche des Hohlbodens verteilen. Diese Versteifungen dienen vor allem zur Lagerung von Funktionsteilen wie Motor oder Getriebe.DE-PS 6 90 822 describes a vehicle frame for a Motor vehicle with a floor designed as a hollow body is provided. The stiffening of this hollow floor is achieved by a embossed connecting pots, which are spread over the entire Spread the area of the hollow floor. These stiffeners serve before especially for storing functional parts such as engines or gears.

Die DE-PS 5 48 589 offenbart ein Fahrgestell für ein Kraftfahr zeug, das jedoch keine selbsttragende Karosserie und demzufolge auch keine tragende Bodengruppe aufweist. Für die Anbindung ei nes offenen Trägerprofiles an ein geschlossenes Trägerprofil sind in dem geschlossenen Trägerprofil zwei Schlitze vorgese hen, in die zwei parallel zueinander von einer Grundwand abra gende Wandungen des offenen Trägerprofiles eingeschoben werden. Die Grundwand des offenen Trägerprofiles liegt an der Außensei te des geschlossenen Trägerprofiles an.DE-PS 5 48 589 discloses a chassis for a motor vehicle stuff, but not a self-supporting body and therefore also has no load-bearing floor pan. For connecting egg Open support profile to a closed support profile two slots are provided in the closed support profile hen, in which two extend parallel to each other from a base wall walls of the open support profile are inserted. The base wall of the open support profile lies on the outer side te of the closed support profile.

Es ist auch bekannt (DE-AS 12 75 372), bei einem Kraftfahrzeug mit einem aus Kunststoff bestehenden Wagenkasten wannenförmige Formteile vorzusehen, deren Ränder unter Bildung von Hohlträ gern Längsträger eines aus Blechpreßteilen bestehenden Rahmens umschließen. Dabei ist das äußere Formteil durch ein sich längs erstreckendes Blechprofilband versteift und an mehreren zuein ander beabstandeten Stellen mit dem äußeren Formteil verbunden. Die wannenförmige Bodengruppe ist daher um die eigentlichen Rahmenlängsträger der Tragstruktur geschlossen.It is also known (DE-AS 12 75 372) in a motor vehicle with a trough-shaped car body made of plastic Provide molded parts, the edges of which form hollow sections gladly side members of a frame made of pressed metal parts enclose. The outer molded part is longitudinal extending sheet metal strip stiffened and at several to each other connected to the outer molded part at other spaced locations. The trough-shaped floor pan is therefore the actual one Frame side member of the support structure closed.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tragstruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln eine hohe Steifigkeit erzielt wird.The object of the invention is to provide a support structure at the beginning to create the type mentioned, with a simple means high rigidity is achieved.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeder seitliche Längs träger zweischalig aus einer Außenschale und einer Innenschale gebildet ist, die mittels mehrerer, über die Länge der Fahr gastzelle verteilter Verbindungstöpfe gegeneinander fixiert sind, und daß die A-Säule und die B-Säule jeweils dreischalig aufgebaut sind, wobei die jeweils mittlere Schale als Verstär kungselement bis in den Grund jedes zweischaligen seitlichen Längsträgers geführt ist. Die wannenartige Ausbildung der seit lichen Längsträger gestattet eine Reduzierung des Herstellungs aufwandes. Zusätzliche Formteile der Bodengruppe zur Umhüllung der Längsträger können vermieden werden. Die erfindungsgemäße Tragstruktur ist als Blechkonstruktion gestaltet und erreicht bereits durch die Ausgestaltung der seitlichen Längsträger ohne eine zusätzliche Ummantelung mit Formteilen eine hohe Steifig keit. Durch die wannenförmige Ausbildung der seitlichen Längs träger wird der zur Verfügung stehende Fußraum im Personen kraftwagen nicht beeinträchtigt. Die erfindungsgemäß vorgesehe nen Verbindungstöpfe tragen maßgeblich zur Versteifung der seitlichen Längsträger bei. Durch die erfindungsgemäße Einbin dung der A- und B-Säulen in die Bodengruppe ergibt sich für den Personenkraftwagen eine insgesamt steife Tragstruktur.This object is achieved in that each lateral longitudinal girder with two shells consisting of an outer shell and an inner shell is formed by means of several, over the length of the driving guest cell of distributed connection pots fixed against each other and that the A-pillar and the B-pillar each have three shells are constructed, with the middle shell as reinforcement element to the bottom of each double-shell side The longitudinal beam is guided. The tub-like formation of the Liche longitudinal beam allows a reduction in production effort. Additional molded parts of the floor assembly for wrapping the side members can be avoided. The invention Support structure is designed and achieved as a sheet metal structure already through the design of the side members without an additional covering with molded parts has a high rigidity speed. Due to the trough-shaped design of the longitudinal side The foot space available in people becomes sluggish motor vehicles not affected. The provided according to the invention Connection pots play a major role in stiffening the side rails at. By the inclusion of the invention The A and B pillars are added to the floor assembly for the Passenger cars have an overall rigid support structure.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Stirnwand bereich ein Pedalbodenquerträger vorgesehen, in dessen Bereich die innenschale wannenartig nach oben gezogen ist und mit die sem abschließt. Dadurch wird eine ausreichende Versteifung der Fahrgastzelle im Stirnwandbereich erreicht.In a further embodiment of the invention is in an end wall area provided a pedal floor cross member in its area the inner shell is pulled up like a tub and with the concludes. This will ensure adequate stiffening of the Passenger cell reached in the bulkhead area.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der seitliche Längsträger unter Übertragung einer nahezu geradlinigen Kraft flußlinie zwischen den Vorbaulängsträger und den Hecklängsträ ger eingebunden. Eine seitliche Umleitung von Aufprallbelastun gen durch das gesamte Fahrzeug wird dadurch vermieden.In a further embodiment of the invention is the side Longitudinal beams transferring an almost straight line force flow line between the front side member and the rear side member eng involved. A lateral diversion of impact loads conditions through the entire vehicle is avoided.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend sind bevorzugte Ausführungs beispiele der Erfindung beschrieben und anhand der Zeichnungen dargestellt. Further advantages and features of the invention result from the subclaims. The following are preferred embodiments Examples of the invention described and with reference to the drawings shown.

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht die Anord nung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tragstruktur in einem offenen, zweisitzigen Personen kraftwagen, Fig. 1 shows schematically a side view of the voltage Anord an embodiment of a support structure according to the invention in an open, two-seater passenger cars,

Fig. 2 schematisch eine Draufsicht auf die Tragstruktur des offenen Personenkraftwagens nach Fig. 1, Fig. 2 shows schematically a plan view of the support structure of the open passenger car according to FIG. 1,

Fig. 3 als Ausschnitt im Profil einen seitlichen Längsträger der Tragstruktur nach Fig. 1 auf Höhe der Schnitt ebene III-III in Fig. 1, Fig. 3 flat as a cutout in the profile a lateral longitudinal member of the support structure of Fig. 1 at the level of section III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts der Tragstruktur im Bereich eines wannenartigen, seitlichen Längsträgers, wobei der Schnittverlauf der Schnittlinie IV in Fig. 2 entspricht, 4 is a perspective view of a section of the support structure in the region of trough-like. One lateral longitudinal member, the section profile of the section line IV in Fig. 2 corresponds to

Fig. 5 einen Schnitt durch den seitlichen Längsträger nach Fig. 4 in der Schnittebene V, die in Längsrichtung des Personenkraftwagen verläuft, Fig. 5 is a section through the lateral longitudinal carrier of FIG. 4 in the plane of section V which extends in the longitudinal direction of the passenger car,

Fig. 6 einen Schnitt durch das Längsträgerprofil entspre chend der Schnittebene VI in Fig. 4, wobei die Schnittebene durch einen Verbindungstopf zur Verbin dung von Innen- und Außenschale des seitlichen Längs trägers verläuft und Fig. 6 shows a section through the side member profile accordingly the section plane VI in Fig. 4, the section plane through a connecting pot for connec tion of inner and outer shell of the side longitudinal member and

Fig. 7 schematisch eine weitere Ausführungsform eines wannen artigen Längsträgers ähnlich Fig. 4, bei der eine Versteifungsschale der A-Säule in den seitlichen Längsträger hineingeführt und mit einem Versteifungs profil innerhalb des Längsträgers versehen ist. Fig. 7 schematically shows a further embodiment of a trough-like side member similar to Fig. 4, in which a stiffening shell of the A-pillar is inserted into the side longitudinal member and is provided with a stiffening profile within the side member.

Ein offener Personenkraftwagen weist nach Fig. 1 einen Rohbau auf, dem eine steife Tragstruktur zugrunde liegt. Diese Trag struktur ist mit zwei Vorbaulängsträgern (2) versehen, die an ihrem in Fahrtrichtung vorderen Ende durch einen Frontquerträ ger (3) miteinander verbunden sind. In Längsrichtung nach hin ten schließen die Vorbaulängsträger (2) an jeweils einen seit lichen Längsträger (4) an, der sich über die Länge einer Fahr gastzelle (1) des offenen Personenkraftwagens erstreckt. An die seitlichen Längsträger (4) wiederum schließen zwei Hecklängs träger (6) an, die am Fahrzeugheck durch einen Heckträger (7) und auf Höhe der Hinterradachse durch einen Querträger (9) mit einander verbunden sind. Im Bereich einer Front der Fahrgast zelle (1) ist eine A-Säule (10) vorgesehen, die sich in die seitlichen Längsträger (4) hineinerstreckt. Im hinteren Bereich der Fahrgastzelle (1) ist außerdem eine B-Säule in die seitli chen Längsträger (4) eingebunden, die einen im oberen Bereich des Fahrzeugaufbaus verlaufenden Versteifungsquerträger (5) aufweist. Unterhalb des Versteifungsquerträgers (5) ist außer dem ein quer über die Fahrzeugbreite verlaufendes Versteifungs profil (8) vorgesehen, das sich zwischen den Hecklängsträgern (6) erstreckt. Jeder seitliche Längsträger (4) weist ein win kelformiges Hohlprofil auf (Fig. 3), indem der seitliche Längs träger (4) in einem unteren Bereich seitlich zur Fahrzeugmitte hin gezogen ist. Dieser seitlich zur Fahrzeugmitte hin nach innen gezogene Bereich erstreckt sich so weit nach innen, daß er etwa bündig in Längsrichtung mit der Innenkante des jewei ligen Vorbaulängsträgers (2) und des Hecklängsträgers (6) ab schließt. Dadurch ergibt sich zwischen Vorbaulängsträger (2) seitlich am Längsträger (4) und Hecklängsträger (6) eine nahezu geradlinige Kraftflußlinie.According to FIG. 1, an open passenger car has a bodyshell that is based on a rigid support structure. This support structure is provided with two front side members ( 2 ), which are connected at their front end in the direction of travel by a front cross member ( 3 ). In the longitudinal direction towards the front, the side members ( 2 ) each connect to a lateral side member ( 4 ), which extends over the length of a passenger cell ( 1 ) of the open passenger car. At the side longitudinal members ( 4 ) in turn two rear longitudinal members ( 6 ), which are connected to each other at the rear of the vehicle by a rear carrier ( 7 ) and at the level of the rear wheel axle by a cross member ( 9 ). In the area of a front of the passenger cell ( 1 ), an A-pillar ( 10 ) is provided which extends into the side longitudinal members ( 4 ). In the rear area of the passenger compartment ( 1 ), a B-pillar is also integrated into the lateral side members ( 4 ), which has a stiffening cross member ( 5 ) running in the upper area of the vehicle body. Below the stiffening cross member ( 5 ) is also a cross-vehicle width stiffening profile ( 8 ) is provided, which extends between the rear side members ( 6 ). Each side longitudinal member ( 4 ) has a win-shaped hollow profile ( Fig. 3) by the side longitudinal member ( 4 ) is pulled laterally towards the center of the vehicle in a lower region. This laterally drawn towards the center of the vehicle inward area extends so far inward that it closes approximately flush in the longitudinal direction with the inner edge of the respective front side member ( 2 ) and the rear side member ( 6 ). This results in an almost straight line of force flow between the front side member ( 2 ) on the side of the side member ( 4 ) and the rear side member ( 6 ).

Der seitliche Längsträger (4) bildet im seitlichen Bereich der Fahrgastzelle (1) eine Bodenwanne. Der seitliche Längsträger (4) ist zweischalig aufgebaut und weist eine gewölbte Außen schale (11) auf, die im Profil C-förmig seitlich nach außen ge wölbt ist. Das Hohlprofil des bodenwannenartigen seitlichen Längsträgers (4) wird durch eine an die Außenschale (11) an schließende, mit einem Z-förmigen Profil versehene Innenschale (12) gebildet, die im Bereich längs verlaufender Stoßkanten und Falzungen mit der Außenschale (11) verschweißt ist. Sowohl die Innenschale als auch die Außenschale stellen Blechteile dar. Der durch die Innenschale (12) und die Außenschale (11) gebil dete wannenartige, längs erstreckte Hohlkörper weist einen zur Seite hin äußeren Bereich auf, der einen Türschweller bildet. An diesen Bereich schließt sich seitlich nach innen ein flach nach innen gezogener Bereich an, wodurch zur Fahrgastzelle (1) nach oben eine Stufe zwischen dem Türschwellerbereich und dem nach innen gezogenen Bereich entsteht. Zusätzlich sind Innen schale (12) und Außenschale (11) in einem nach innen an den Türschwellerbereich anschließenden Bereich des Hohlprofils durch mehrere über die Länge der Fahrgastzelle (1) verteilte Verbindungstöpfe (15) miteinander verschweißt, die als von einer Ober- und von einer Unterseite her eingeprägte kegel stumpfähnliche Vertiefungen ausgebildet sind. Dadurch erhält das Hohlprofil des wannenartigen seitlichen Längsträger (4) eine erhöhte Steifigkeit.The side member ( 4 ) forms a floor pan in the side area of the passenger compartment ( 1 ). The side longitudinal member ( 4 ) is constructed with two shells and has an arched outer shell ( 11 ), which is curved in a C-shaped profile laterally outwards. The hollow profile of the floor pan-like side longitudinal member ( 4 ) is formed by an inner shell ( 12 ) which closes to the outer shell ( 11 ) and is provided with a Z-shaped profile and which is welded to the outer shell ( 11 ) in the region of longitudinal abutting edges and folds . Both the inner shell and the outer shell are sheet metal parts. The tub-like, longitudinally extending hollow body formed by the inner shell ( 12 ) and the outer shell ( 11 ) has an outer area to the side, which forms a door sill. This area is adjoined laterally inwards by a flat area drawn inwards, which creates a step up to the passenger compartment ( 1 ) between the door sill area and the area drawn inwards. In addition, the inner shell ( 12 ) and outer shell ( 11 ) are welded to one another in an area of the hollow profile that adjoins the door sill area by a plurality of connecting pots ( 15 ) distributed over the length of the passenger compartment ( 1 ) Underside embossed cone-like depressions are formed. This gives the hollow profile of the trough-like side longitudinal member ( 4 ) increased rigidity.

In Längsrichtung nach vorne schließt an die Außenschale (11) des seitlichen Längsträgers (4) ein sich quer nach innen ver streckender Pedalbodenquerträger (19) an, der unterhalb einer Stirnwand (18) im Bereich der Front der Fahrgastzelle (1) ver läuft. Die Innenschale (12) ist im vorderen Abschlußbereich (13) derart nach oben gewölbt, daß sie an die Stirnwand (18) anschließt (Fig. 5).In the longitudinal direction to the front on the outer shell ( 11 ) of the side longitudinal member ( 4 ) a transversely inward ver extending pedal floor cross member ( 19 ), which runs below an end wall ( 18 ) in the area of the front of the passenger compartment ( 1 ). The inner shell ( 12 ) is curved upward in the front end region ( 13 ) in such a way that it adjoins the end wall ( 18 ) ( FIG. 5).

Die A-Säule (10) ist dreischalig aufgebaut und weist eine mitt lere Schale (16) auf, die als Verstärkungselement bis in den Grund des seitlichen Längsträgers (4) gezogen ist und dort mit der Innenseite der Außenschale (11) verschweißt ist. Die mitt lere Schale (16) verläuft im Bereich der Verbindungskante zwi schen Innenschale (12) und Außenschale (11) in das Hohlprofil hinein und ist in diesem Bereich sowohl mit der Innenschale (12) als auch mit der Außenschale (11) verschweißt. An die mittlere Schale (16) ist ein schalenartiges Außenprofil (17) und ein schalenartiges Innenprofil (18) angebunden, die zusam men das Hohlprofil der A-Säule (10) ergeben. Das Außenprofil (17) und das Innenprofil (18) sind außen auf die Außenschale (11) bzw. die Innenschale (12) aufgesetzt und mit diesen ver schweißt.The A-pillar ( 10 ) is constructed with three shells and has a middle shell ( 16 ) which is pulled as a reinforcing element into the bottom of the side member ( 4 ) and is welded to the inside of the outer shell ( 11 ). The mitt sized cup (16) extends in the region of the connecting edge Zvi rule inner shell (12) and outer shell (11) in the hollow profile into and is welded in this area, both with the inner shell (12) and the outer shell (11). To the middle shell ( 16 ) a shell-like outer profile ( 17 ) and a shell-like inner profile ( 18 ) are connected, which together give the hollow profile of the A-pillar ( 10 ). The outer profile ( 17 ) and the inner profile ( 18 ) are placed on the outside of the outer shell ( 11 ) and the inner shell ( 12 ) and welded to them ver.

Die Einbindung der A-Säule bei der Ausführung nach Fig. 7 ent spricht im wesentlichen der nach Fig. 4, dort ist jedoch die mittlere Schale (22) zusätzlich innerhalb des Hohlprofils des seitlichen Längsträgers mit Schottblechen (25) versehen, die mit der Innenseite der Außenschale (20) des seitlichen Längs trägers verbunden sind. Das Außenprofil (23) und das Innenpro fil (24) zur Bildung des Hohlprofils der A-Säule entsprechen im wesentlichen denen nach Fig. 4. Auch die Innenschale (21) des seitlichen Längsträgers und die Außenschale (20) entsprechen denen der Ausführungen nach Fig. 4. Bei der Ausführung nach Fig. 7 schließt an den durch die Außenschale (20) und durch die Innenschale (21) gebildeten seitlichen Längsträger zur Fahr zeugmitte hin nach innen ein Bodenblech (26) an, das im Bereich eines nicht dargestellten Mitteltunnels nach oben gezogen ist. Wie auch bei der Ausführung nach Fig. 4 sind die Innenschale (21) und die Außenschale (20) durch mehrere Verbindungstöpfe (15) miteinander verschweißt.The integration of the A-pillar in the embodiment of Fig. 7 ent corresponds essentially to that of FIG. 4, but there the middle shell (22) is additionally provided inside the hollow profile of the lateral longitudinal member with partition plates (25) connected to the inside the outer shell ( 20 ) of the longitudinal side member are connected. The outer profile ( 23 ) and the inner profile ( 24 ) for forming the hollow profile of the A-pillar essentially correspond to those according to FIG. 4. Also the inner shell ( 21 ) of the side longitudinal member and the outer shell ( 20 ) correspond to those of the embodiments according to FIG . 4. in the embodiment of Fig. 7 connects the space formed by the outer shell (20) and through the inner shell (21), lateral longitudinal members for driving imaging center inwardly toward a bottom plate (26) on which in the area of a center tunnel, not shown, by is pulled up. As in the embodiment according to FIG. 4, the inner shell ( 21 ) and the outer shell ( 20 ) are welded together by a plurality of connecting pots ( 15 ).

Die Einbindung der B-Säule im hinteren Bereich der seitlichen Längsträger (4) entspricht im wesentlichen der der A-Säule, so daß diese nicht weiter beschrieben werden muß.The integration of the B-pillar in the rear area of the side longitudinal members ( 4 ) essentially corresponds to that of the A-pillar, so that it does not have to be described further.

Claims

1. Support structure for an open passenger car with front and rear side members and with side longitudinal members arranged in the area of a passenger cell, each side side member ( 4 ) having a tub-like hollow profile drawn towards the center of the vehicle, which extends over the length of the passenger cell ( 1 ) extends and is integrated between the associated front and rear side members ( 2 , 6 ), characterized in that each side longitudinal member ( 4 ) is formed in two shells from an outer shell ( 11 ) and an inner shell ( 12 ) with means several, distributed over the length of the passenger compartment ( 1 ) connecting pots ( 15 ) are fixed against each other, and that the A-pillar ( 10 ) and the B-pillar are each constructed with three shells, the middle shell ( 16 , 22 ) as reinforcement Kungselement is guided into the bottom of each double-shell side member ( 4 ).

2. Support structure according to claim 1, characterized in that the middle shell ( 22 ) is provided with bulkhead plates ( 25 ) which are connected to the outer shell ( 20 ) of the trough-like side member ( 4 ).

3. Support structure according to one of the preceding claims, characterized in that a pedal floor cross member ( 19 ) is provided in an end wall area, in the area of which the inner shell ( 12 ) is pulled like a tub and closes with this.

4. Support structure according to one of the preceding claims, characterized in that the side longitudinal member ( 4 ) is integrated with the transmission of an almost straight line of force flow between the front longitudinal member ( 2 ) and the rear longitudinal member ( 6 ).