DE10240474A1

DE10240474A1 - Construction structure for motor vehicles, especially cars, comprises a front end wall transverse beam having on both sides of a linear central region two symmetrically arranged arms angled against the direction of forward travel

Info

Publication number: DE10240474A1
Application number: DE2002140474
Authority: DE
Inventors: Josip Dipl.-Ing. Vlahovic
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-03-11

Abstract

Construction structure for motor vehicles, especially cars, comprises doorsills (7, 8), front longitudinal beams (2, 3), hinge pillars (5, 6), and a front end wall transverse beam (4). The front end wall transverse beam has on both sides of a linear central region (12) two symmetrically arranged arms (13) angled against the direction of forward travel and is connected by this and the hinge pillars to the doorsills. Preferred Features: The front longitudinal beams in the region of their connection to the front end wall transverse beam are angled toward the longitudinal center of the structure and are connected to the linear region of the end wall transverse beam.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufbaustruktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 für Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen.The invention relates to a Structure according to the generic term of claim 1 for Motor vehicles, in particular passenger cars.

Eine Aufbaustruktur der eingangs beschriebenen Gattung ist aus der DE-OS 198 60 030 bekannt. Diese Aufbaustruktur zeichnet sich dadurch aus, dass bei einer aus Schwellern, vorderen Längsträgern und einem Stirnwandquerträger bestehenden Aufbaustruktur für einen Kraftwagen jeweils im Bereich der A-Säule ein etwa parallel zur Fahrzeuglängsmittelebene ausgerichteter, dreieckförmiger Säulenknoten mit zwei divergierenden, vom Schweller ausgehenden Säulen vorgesehen ist, bei dem die oberen Enden der beiden Säulen über einen im wesentlichen horizontal verlaufenden Ast verbunden sind. Die aus dieser Druckschrift bekannte Anordnung eines Säulenknotens anstelle einer gewöhnlichen A-Säule ermöglicht zwar eventuell die angestrebte Verringerung der Herstellungskosten für die Aufbaustruktur. Einen Beitrag zu einer Verbesserung der Einleitung von aus einem möglichen Frontalaufprall resultierenden Kräften in die Aufbaustruktur dürfte jedoch mit dieser Ausführung schwerlich erreichbar sein.A structure of the type described above is from the DE-OS 198 60 030 known. This structure is characterized by the fact that in the case of a structure consisting of sills, front side members and a front wall cross member for a motor vehicle, in the area of the A pillar there is a triangular pillar node aligned approximately parallel to the longitudinal center plane of the vehicle with two diverging pillars extending from the sill, in which the upper ends of the two columns are connected by a substantially horizontally extending branch. The arrangement of a column node instead of an ordinary A-pillar known from this publication may make it possible to reduce the manufacturing costs for the structure. A contribution to an improvement in the introduction of forces resulting from a possible frontal impact into the body structure is, however, difficult to achieve with this embodiment.

Aus der DE-PS 43 42 759 ist weiterhin eine aus einer Fahrgastzelle und einer Vorbaustruktur bestehende Aufbaustruktur bekannt, an welcher Fahrgastzelle eine vordere Längsträger und diese untereinander verbindende Vorbauquerträger umfassende Vorbaustruktur vorgesehen ist, die auf Grund ihrer konstruktiven Ausgestaltung eine Anbindung der Vorbaustruktur an die Aufbaustruktur ermöglicht.From the DE-PS 43 42 759 a body structure consisting of a passenger compartment and a stem structure is also known, on which the passenger compartment is provided with a front longitudinal member and a stem structure comprising these interconnecting stem cross members, which, due to its constructive design, enables the stem structure to be connected to the body structure.

Schließlich ist aus der DE-OS 197 52 073 eine Aufbaustruktur für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, bekannt, bei der ein eine Armaturentafel bzw. eine Lenksäule oder dergl. tragender Strukturquerträger mit den beiden Scharniersäulen verbunden ist, wobei im Bereich der beiden Enden des Strukturquerträgers jeweils eine Halterung vorgesehen ist, welche sowohl zum Verbinden des Strukturquerträgers mit einer zugeordneten Karosserieseitenwand bzw. einer zugeordneten Wandung einer A- Säule als auch zum Verbinden des Strukturquerträgers mit einer sonstigen Aufbauquerwandung ausgebildet ist.After all, is out of DE-OS 197 52 073 a structure for a motor vehicle, in particular a passenger car, is known, in which a dashboard or a steering column or the like Connecting the structural cross member with an associated body side wall or an associated wall of an A-pillar and also for connecting the structural cross member with another body transverse wall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufbaustruktur der eingangs bezeichneten Bauart für Kraftwagen derart zu gestalten, dass bei einem vertretbaren technischen und wirtschaftlichen Aufwand eine optimierte Einleitung von aus einem möglichen Frontalaufprall resultierenden Kräften in die Struktur der Fahrgastzelle erreicht wird.The invention has for its object a Structure of the type described at the beginning for motor vehicles to be designed in such a way that at a reasonable technical and economic effort an optimized initiation from one potential Frontal forces resulting in the structure of the passenger compartment is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the Features specified in claim 1 solved. Preferred further training and practical designs are in the subclaims specified.

Der beiderseits eines geradlinigen Mittelbereiches zwei symmetrisch angeordnete, entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung angewinkelte Schenkel aufweisende und über diese den Scharniersäulen gegenüber vorneliegend an die Schweller angeschlossene Stirnwandquerträger ermöglicht zunächst eine Einleitung zumindest eines gewissen Teiles eines aus einem möglichen Frontalaufprall resultierenden Kraftimpulses in die Schweller der Fahrgastzelle. Ferner bewirkt die Tatsache, dass die vorderen Längsträger im Bereich ihres Anschlusses an den geradlinig und quer zur Aufbaustruktur verlaufenden Bereich des vorderen Stirnwandquerträgers zur Längsmitte der Aufbaustruktur hin abgewinkelt sind eine Einleitung eines weiteren und zumindest nicht unerheblichen Teiles der aus einem möglichen Frontalaufprall resultierenden Kraftimpulse in den Mitteltunnel der Aufbaustruktur, so dass insgesamt eine vorteilhaft längsgerichtete Einleitung von Kräften in die Aufbaustruktur der Fahrgastzelle des Kraftwagens gesichert ist.The one on either side of a straight line Middle area two symmetrically arranged, against the forward direction having angled legs and lying above the hinge pillars end wall cross member connected to the sills initially allows at least an introduction of a certain part resulting from a possible frontal impact Force impulse in the sills of the passenger compartment. Furthermore causes the fact that the front side members are in the area of their connection to the area running straight and across the structure of the front bulkhead cross member for longitudinal center the structure is an introduction to another and at least not insignificant part of a possible frontal impact resulting force impulses in the central tunnel of the superstructure, so that overall an advantageous longitudinal introduction of forces secured in the structure of the passenger compartment of the motor vehicle is.

Von Vorteil ist es auch, dass die vorderen Längsträger jeweils aus einem im Wege des Innenhochdruck-Umformverfahrens in eine vorzugsweise sechseckige Querschnittsform verformten Profilmaterialabschnitt gebildet und vermittels in bevorzugter Weise durch Gussteile gebildeter, knotenartiger Konsolen an den vorderen Stirnwandquerträger angeschlossen sind, wodurch eine zusätzliche Aussteifung der Verbindung der vorderen Längsträger mit dem mittleren Abschnitt des Stirnwandquerträgers resultiert.It is also an advantage that the front side members each from a hydroforming process into a preferably hexagonal one Cross-sectional shape formed and shaped profile material section by means of knots, which are preferably formed by castings Brackets are connected to the front bulkhead cross member, which an additional Bracing the connection of the front side members to the middle section of the bulkhead cross member results.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen beschrieben.The invention is in the following Description based on an embodiment shown in the drawing described in detail.

Es zeigen:Show it:

1 eine Draufsicht auf den vorderen Endbereich einer Aufbaustruktur für einen Personenkraftwagen; 1 a plan view of the front end portion of a body structure for a passenger car;

2 eine ausschnittweise Seitenansicht der Aufbaustruktur gemäß 1; 2 a partial side view of the structure according to 1 ;

3 einen Teilschnitt durch die Aufbaustruktur entlang der Linie III-III in 2; 3 a partial section through the structure along the line III-III in 2 ;

4 einen Schnitt durch einen der vorderen Längsträger der Aufbaustruktur entlang der Linie IV-IV in 1. 4 a section through one of the front side members of the body structure along the line IV-IV in 1 ,

In dem in der 1 dargestellten vorderen Endbereich weist eine Aufbaustruktur 1 zwei vordere Längsträger 2 und 3, einen Stirnwandquerträger 4, aufragende Scharniersäulen 5 und 6 sowie Schweller 7 und 8 auf. Auf die Scharniersäulen 5 und 6 ist ein Windschutzscheibenrahmen 9 aufgesetzt, welcher neben an den Scharniersäulen 5 bzw. 6 anliegenden, den Türausschnitt des Aufbaues definierenden Ausgleichsblechen 10 auch einen Windlauf 11 umfasst. Der Stirnwandträger 4 weist einen quer zur Längsmitte der Aufbaustruktur ausgerichteten mittleren Bereich 12 und beidseitig an diesen anschließend jeweils einen entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung abgewinkelten Schenkel 13 auf. Über seine beiden Schenkel 13 ist der Stirnwandquerträger 4 an die Vorderseiten 14 der Scharniersäulen 5 und 6 angeschlossen. Die vorderen Längsträger 2 und 3 bestehen aus einem im Wege eines Innenhochdruck-Umformverfahrens in eine sechseckige Querschnittsform verbrachten Strangpressprofils 15, welches in der gezeigten Ausführungsform zwei innenliegende Profilquerstege 16 aufweist. Die Längsträger 2 und 3 sind an den geradlinig ausgerichteten mittleren Bereich 12 des Stirnwandquerträgers 4 angeschlossen, wobei sie jeweils in ihrem dem Stirnwandquerträger 4 zugewandten Endbereich 17 derart zur Längsmitte der Aufbaustruktur hin abgewinkelt sind, dass aus einem Frontalaufprall des Fahrzeuges resultierende Längskräfte zu einem erheblichen Teil in einen Mitteltunnel 18 des Aufbaues des Kraftwagens eingeleitet werden, während die restlichen in Längsrichtung des Aufbaues wirkenden Kräfte über die abgewinkelten Schenkel 13 des Stirnwandquerträgers 4 und die Scharniersäulen 5 und 6 der Aufbaustruktur in die Schweller 7 und 8 eingeleitet werden. Die der Abwinkelung der Schenkel 13 des Stirnwandquerträgers 4 benachbarte Anbindung der Längsträger 2 und 3 ist in der in der oberen Hälfte der 1 dargestellten Weise durch auf die abgewinkelten Endbereiche 17 der Längsträger 2 und 3 aufgesetzte knotenartige Konsolen 19 verstärkt, wobei die Konsolen 19 als Gussteile ausgebildet sind und einerseits die Längsträger 2 und 3 jeweils außenseitig übergreifen und andererseits im Bereich der Abwinkelung seiner Schenkel 13 vermittels eines Fußteiles 20 an der vorderen Wandung des Stirnwandquerträgers 4 anliegen. Die Scharniersäulen 5 und 6 bestehen ihrerseits ebenfalls jeweils aus einem Längenabschnitt eines Strangpressprofils, wobei das Strangpressprofil in der gezeigten Ausführungsform jeweils zwei Querstege 21 aufweist. Die die Scharniersäulen 5 und 6 bildenden Strangpressprofilabschnitte sind, wie dies in der 3 gezeigt ist, durch Ausschnitte 22 in den Schwellern 7 und 8 hindurch gesteckt und vermittels Schweißung, insbesondere Raupenschweißung 23 an den Schwellern 7 bzw. 8 befestigt. In deren unterem Bereich sind an den Scharniersäulen 5 und 6 zudem weitere Ausgleichsbleche 24 vorgesehen, welche die Kontur des Türausschnittes des Aufbaues des Kraftwagens begrenzen.In the in the 1 shown front end portion has a structure 1 two front side members 2 and 3 , a bulkhead cross member 4 , towering hinge pillars 5 and 6 as well as sills 7 and 8th on. On the hinge pillars 5 and 6 is a windshield frame 9 put on, which next to the hinge pillars 5 respectively. 6 adjoining compensating plates defining the door cutout of the superstructure 10 also a cowl 11 includes. The front wall girder 4 has a central region oriented transversely to the longitudinal center of the superstructure 12 and on both sides of these then one leg angled against the forward direction of travel 13 on. About his two legs 13 is the bulkhead cross member 4 to the front 14 the hinge pillars 5 and 6 connected. The front side members 2 and 3 consist of an extruded profile brought into a hexagonal cross-sectional shape by means of a hydroforming process 15 which, in the embodiment shown, has two internal profile crosspieces 16 having. The side members 2 and 3 are on the straight-line center area 12 of the bulkhead cross member 4 connected, each in its end wall cross member 4 facing end area 17 are angled towards the longitudinal center of the superstructure in such a way that longitudinal forces resulting from a frontal impact of the vehicle to a large extent into a central tunnel 18 of the body of the motor vehicle are introduced, while the remaining forces acting in the longitudinal direction of the body via the angled legs 13 of the bulkhead cross member 4 and the hinge pillars 5 and 6 the structure in the sills 7 and 8th be initiated. The angle of the legs 13 of the bulkhead cross member 4 adjacent connection of the side members 2 and 3 is in the top half of the 1 shown way through on the angled end portions 17 the side member 2 and 3 attached knot-like consoles 19 reinforced, the consoles 19 are designed as castings and on the one hand the side members 2 and 3 each overlap on the outside and on the other hand in the area of the bending of its legs 13 by means of a foot part 20 on the front wall of the bulkhead cross member 4 issue. The hinge pillars 5 and 6 in turn also consist of a length section of an extruded profile, the extruded profile in the embodiment shown each having two transverse webs 21 having. The hinge pillars 5 and 6 forming extruded profile sections are as shown in the 3 is shown by cutouts 22 in the sills 7 and 8th inserted through and by means of welding, in particular caterpillar welding 23 on the sills 7 respectively. 8th attached. In the lower area are on the hinge pillars 5 and 6 also additional compensating plates 24 provided that limit the contour of the door cutout of the body of the motor vehicle.

Claims

Body structure for motor vehicles, in particular passenger cars, with sills, front side members and hinge pillars and a front end wall cross member, characterized in that the end wall cross member ( 4 ) on both sides of a straight central area ( 12 ) two symmetrically arranged legs that are angled against the forward direction of travel ( 13 ) and over this and the hinge pillars ( 5 and 6 ), the latter towards the sills ( 7 and 8th ) connected.

Body structure according to claim 1, characterized in that the front side members ( 2 and 3 ) in the area of their connection to the front bulkhead cross member ( 4 ) angled towards the longitudinal center of the superstructure and towards the rectilinear area ( 12 ) of the bulkhead cross member ( 4 ) are connected.

Structure according to claims 1 and 2, characterized in that the end regions (angled towards the longitudinal center of the structure) ( 17 ) of the front side members ( 2 and 3 ) on both sides and adjacent to a central tunnel to be provided in the superstructure ( 18 ) on the front bulkhead cross member ( 4 ) are connected.

Body structure according to claims 1 to 3, characterized in that the connection of the front longitudinal beams ( 2 and 3 ) on the front bulkhead cross member ( 4 ) by means of knot-like brackets formed by castings ( 19 ) is stiffened. 5) body structure according to claim 1 to 4, characterized in that the front side members ( 2 and 3 ) from a by means of crossbars ( 16 ) stiffened extruded profile ( 15 ) exist, the crossbars ( 16 ) are arranged in a horizontal orientation.

Structural structure according to claims 1 to 5, characterized in that the transverse webs ( 16 ) equipped extruded profile ( 15 ) existing front side members ( 2 and 3 ) are formed by means of a hydroforming process over their entire length into a symmetrical hexagonal profile cross-sectional shape.

Structure according to claim 1 to 6, characterized in that the hinge pillars ( 5 and 6 ) formed by longitudinal sections of a hollow profile material and at least in the sills ( 7 and 8th ) are integrated into the body structure.

Structure according to claims 1 to 7, characterized in that the hinge pillars ( 5 and 6 ) by length sections of at least one internal cross piece ( 21 ) having extruded profile and a corresponding cutout ( 22 ) in the respective sill ( 7 respectively. 8th ) are closely connected to the body structure.

Structure according to claim 1 to 8, characterized in that the hinge pillars ( 5 and 6 ) forming profile material sections on the sills ( 7 and 8th ) by means of bead welding ( 23 ) are attached.