DE19803385A1

DE19803385A1 - Self-supporting shell structure for road vehicle

Info

Publication number: DE19803385A1
Application number: DE1998103385
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Lange; Thomas Dipl Ing Kretschmer; Torge Dipl Ing Johanns
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 1999-08-12
Anticipated expiration: 2018-01-30
Also published as: DE19803385C2

Abstract

At least one shock absorber support and a radiator bridge are provided. At least two face sections (4,5) of the front structure supports (2,3) in a common horizontal plane are joined to one another by at least one non-bendable cross brace (12g,12h,12j). The at least one cross brace is releasable in its connection to the face sections.

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttragende Rohbaustruktur für ein Kraftfahrzeug mit einem Vorbaubereich, der ein lösbar an Stirnabschnitten von Vorbaulängsträgern angeordnetes Frontend aufweist, das wenigstens einen Stoßfangerquerträger sowie eine Kühlerbrücke aufweist.The invention relates to a self-supporting structural shell for a motor vehicle with a stem area that a detachable to Front sections of front longitudinal members arranged in front end has at least one bumper cross member and one Has radiator bridge.

Eine solche selbsttragende Rohbaustruktur ist für Mercedes Benz- Personenkraftwagen allgemein bekannt. Der Vorbaubereich einer solchen Rohbaustruktur weist ein stabiles und kraftübertragendes Frontend auf, das mit einem Stoßfängerquerträger, einer Kühler brücke sowie Rahmenabschnitten für die Aufnahme von Leuchtein heiten versehen ist. Das Frontend wird mit Hilfe von energieab sorbierenden Deformationselementen an obere und untere Vorbau längsträger des Vorbaubereiches angebunden, wobei eine lösbare Anbindung durch eine Verschraubung erzielt wird. Toleranzabwei chungen konnten bei der Anbindung des Frontends während der Mon tage zu Schwierigkeiten führen. Demzufolge konnten nach erfolg ter Montage Spannungen im Vorbaubereich entstanden sein.Such a self-supporting bodyshell structure is essential for Mercedes Benz Passenger cars generally known. The stem area of a such shell structure has a stable and power-transmitting Frontend on that with a bumper cross member, a radiator bridge and frame sections for the inclusion of light is provided. The frontend is powered by energy sorbing deformation elements on the upper and lower stem connected to the longitudinal members of the stem area, one being detachable Connection is achieved by a screw. Tolerance deviation In connection with the frontend during the Mon days lead to difficulties. As a result, after success tensions have arisen in the stem area.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohbaustruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen weitgehend spannungsfreien Anschluß eines Frontends ermöglicht.The object of the invention is to provide a shell structure of the beginning mentioned type to create a largely tension-free Connection of a front end enabled.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wenigstens zwei in einer gemeinsamen Horizontalebene zueinander beabstandete Stirnab schnitte der Vorbaulängsträger durch wenigstens eine biegesteife Querstrebe miteinander verbunden sind. Diese Querstrebe gewähr leistet eine maßgenaue Zuordnung der Stirnabschnitte der Vorbau längsträger, so daß keine unzulässigen Toleranzabweichungen für die Anbindung des Frontends auftreten. Das Frontend ist somit zumindest weitgehend spannungsfrei an den Stirnabschnitten der Vorbaulängsträger festlegbar. Es ergibt sich zudem eine Erhöhung der Torsionssteifigkeit des gesamten Vorbaubereiches während der Montage und auch der gesamten, fertiggestellten Karosserie, wo durch ein erhöhter Komfort im Fahrbetrieb erzielbar ist. Erfin dungsgemäß kann eine Querstrebe sowohl im Bereich von oberen Vorbaulängsträgern als auch im Bereich von unteren Vorbaulängs trägern vorgesehen sein. Es ist auch möglich, mehrere Querstre ben an den entsprechenden Stirnabschnitten von oberen und unte ren Vorbaulängsträgern vorzusehen. Die Festlegung der Querstrebe muß nicht notwendigerweise direkt an den frontseitigen Stirn enden der Stirnabschnitte der Vorbaulängsträger erfolgen. Eine Festlegung kann auch an in Fahrzeuglängsrichtung weiter hinten liegenden Bereichen der Stirnabschnitte vorgesehen sein. Die we nigstens eine Querstrebe bietet zudem Vorteile, falls an den Vorbaubereich von unten her ein Integralträger zur Halterung we nigstens eines Antriebsaggregates ansetzbar ist. Da ein solcher Integralträger an den unteren Vorbaulängsträgern festgelegt wird, ermöglicht die höhere Maßhaltigkeit des Abstandes zwischen den unteren Vorbaulängsträgern auch eine exakte Montage des In tegralträgers, wodurch auch der Integralträger spannungsfrei montiert werden kann. Die Betriebsfestigkeit der Anbindungspunk te des Integralträgers wird erhöht. Die erfindungsgemäße Lösung ist insbesondere für offene Kraftfahrzeuge wie Cabriolets geeig net.This object is achieved in that at least two in one common horizontal plane spaced forehead cuts the front side member by at least one rigid Cross strut are interconnected. This cross strut provides a precise assignment of the front sections of the stem longitudinal member, so that no impermissible tolerance deviations for the connection of the frontend occurs. The front end is therefore at least largely stress-free on the end sections of the Front side member fixable. There is also an increase the torsional rigidity of the entire stem area during the Assembly and also the entire, finished body, where can be achieved by increased comfort when driving. Erfin According to a cross strut both in the area of upper Stem longitudinal beams as well as in the area of the lower stem length carriers should be provided. It is also possible to have several cross struts ben on the corresponding end sections from the top and bottom Renewable side rails. The definition of the cross strut does not necessarily have to be directly on the front forehead ends of the front sections of the front side members. A Fixing can also be made further back in the vehicle's longitudinal direction lying areas of the end portions may be provided. The we at least a cross strut also offers advantages if the Stem area from below an integral support for holding we at least one drive unit can be used. Because one Integral girders fixed to the lower front longitudinal girders the higher dimensional accuracy of the distance between an exact installation of the In tegral carrier, which also makes the integral carrier free of tension can be assembled. The operational strength of the connection point te of the integral support is increased. The solution according to the invention is particularly suitable for open motor vehicles such as convertibles net.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die wenigstens eine Querstre be lösbar mit den Stirnabschnitten verbunden. Dies ist eine be sonders einfache Variante, bei der die Querstrebe problemlos austauschbar ist.In an embodiment of the invention, the at least one cross strut be releasably connected to the end sections. This is a be particularly simple variant, in which the cross strut is easy is interchangeable.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevor zugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind. Further advantages and features of the invention result from the Claims as well as from the following description of before preferred embodiments of the invention, which is based on the Drawings are shown.

Fig. 1 zeigt einen Vorbaubereich einer Ausführungsform einer er findungsgemäßen Rohbaustruktur in einer perspektivischen Explosionsdarstellung, Fig. 1 shows a front end portion of an embodiment of he inventive body structure in an exploded perspective view,

Fig. 2 einen Schnitt in einer vertikalen Fahrzeuglängsebene durch einen Stirnabschnitt eines Vorbaulängsträgers auf Höhe der Anbindung eines Frontends nach Fig. 1, Fig. 2 shows a section in a vehicle vertical longitudinal plane, by an end portion of a stem longitudinal support at the level of the connection of a front end in FIG. 1

Fig. 3 schematisch eine Draufsicht auf einen Vorbaubereich nach Fig. 1, der mit alternativ vorzusehenden Querstreben ver sehen ist, und Fig. 3 shows schematically a plan view of a stem area of FIG. 1, which is seen with alternative cross braces ver, and

Fig. 4 schematisch eine Frontansicht des mit der wenigstens ei nen Querstrebe versehenen Vorbaubereiches nach Fig. 3 oh ne Darstellung des Frontends. Fig. 4 schematically shows a front view of the stem area provided with the at least egg nen cross strut according to Fig. 3 oh ne representation of the front end.

Eine Rohbaustruktur für einen offenen Personenkraftwagen in Form eines Cabriolets weist gemäß Fig. 1 einen Vorbaubereich 1 auf. Die Rohbaustruktur ist in selbsttragender Bauweise gestaltet. Der Vorbaubereich 1 weist zwei untere Vorbaulängsträger 2 auf, die in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und zueinander parallel beabstandet sind. Außerdem weist der Vorbaubereich 1 zwei obere Vorbaulängsträger 3 auf, die über nicht näher bezeichnete Rad einbauten sowie Dämpferaufnahmen mit den unteren Vorbaulängsträ gern 2 verbunden sind. Sowohl die unteren Vorbaulängsträger 2 als auch die oberen Vorbaulängsträger 3 enden in Abstand hinter der eigentlichen Karosseriefront - in Fahrzeuglängsrichtung ge sehen -, da an vordere Stirnabschnitte 4, 5 der unteren und obe ren Vorbaulängsträger 2, 3 ein als stabiles und selbsttragendes Frontmodul gestaltetes Frontend 6 lösbar angefügt wird. Durch die getrennte Herstellung des Frontends 6 und die während der Montage der Rohbaustruktur erfolgende nachträgliche Festlegung des Frontends 6 ist es möglich, im Vorbaubereich in einfacher Weise Funktionseinheiten wie Antriebsaggregat, Vorderachse, Len kung und andere Einheiten in den offenen Vorbaubereich von vorne her einzusetzen.A bodyshell structure for an open passenger car in the form of a convertible has a stem area 1 according to FIG. 1. The shell structure is designed in a self-supporting construction. The stem area 1 has two lower stem longitudinal beams 2 which extend in the longitudinal direction of the vehicle and are spaced parallel to one another. In addition, the stem area 1 has two upper longitudinal members 3 , which are installed via unspecified wheel and damper receptacles are connected to the lower longitudinal members 2 . Both the lower front side members 2 and the upper front side members 3 end at a distance behind the actual body front - seen in the longitudinal direction of the vehicle - because on front end sections 4 , 5 of the lower and upper front side members 2 , 3 a front end 6 designed as a stable and self-supporting front module is detachably attached. Due to the separate manufacture of the front end 6 and the subsequent determination of the front end 6 during assembly of the bodyshell structure, it is possible to use functional units such as the drive unit, front axle, steering and other units in the open stem area from the front in a simple manner in the stem area.

Das Frontend 6 weist beim dargestellten Ausführungsbeispiel ei nen Stoßfängerquerträger 8, einen einen Teil einer Kühlerbrücke bildenden oberen Querträger 9 sowie obere Anschlußträger 10 zur lösbaren Anbindung an die Stirnabschnitte 5 der oberen Längsträ ger 3 und untere Anschlußteile 11 zur lösbaren Festlegung an den unteren Stirnabschnitten 4 der unteren Vorbaulängsträger 2 auf. Die unteren Anschlußteile 11 des Frontends 6 sind in an sich be kannter Weise mit energieabsorbierenden Deformationsboxen ver sehen. Die lösbare Festlegung des Frontends 6 an den Stirnab schnitten 4 und 5 erfolgt durch Verschraubungen.The front end 6 has in the illustrated embodiment egg nen bumper cross member 8 , a part of a radiator bridge forming upper cross member 9 and upper connection bracket 10 for releasable connection to the end portions 5 of the upper Längsträ ger 3 and lower connecting parts 11 for releasable fixing to the lower end portions 4 of lower front side member 2 . The lower connecting parts 11 of the front end 6 can be seen in a manner known per se with energy-absorbing deformation boxes. The detachable fixing of the front end 6 to the Stirnab sections 4 and 5 is done by screw connections.

Zur Versteifung des Vorbaubereiches 1 ist beim Ausführungsbei spiel nach Fig. 1 eine sich horizontal in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Querstrebe 12 in Form eines biegesteifen Metallroh res, insbesondere eines Stahlrohres, vorgesehen, die im Bereich der Stirnabschnitte 4 der unteren Vorbaulängsträger 2 mit ihren gegenüberliegenden Stirnenden lösbar festgelegt wird. Die lös bare Festlegung erfolgt in vorteilhafter Weise durch eine Ver schraubung. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Querstrebe 12 unlösbar durch Verschweißen mit den Stirnabschnitten 4 der unteren Vorbaulängsträger 2 ver bunden. Es sind auch andere lösbare oder unlösbare Befestigungs möglichkeiten vorgesehen. Die Anbindung der Querstrebe 12 er folgt vor der Montage des Frontends 6, so daß die Querstrebe 12 den noch offenen Vorbaubereich versteift. Durch die Querstrebe 12 wird ein maßhaltiger Abstand zwischen den unteren Vorbau längsträgern 2 erzielt, durch den eine spannungsfreie Anbindung des Frontends 6 wie auch eines Integralträgers 7 ermöglicht wird. Der Integralträger 7 dient zur Aufnahme eines Antriebsag gregates sowie zur Aufnahme der Vorderachse und wird von unten her über mehrere Befestigungspunkte an jeweils einer Trägerkon sole 13 der beiden unteren Vorbaulängsträger 2 angeschraubt. To stiffen the stem area 1 is in the game Ausführungsbei of Fig. 1, a horizontally extending in the transverse direction of the cross member 12 in the form of a rigid metal tube res, in particular a steel tube, provided that releasably fixed in the region of the end portions 4 of the lower front end member 2 with their opposite ends becomes. The releasable determination is advantageously carried out by a screw connection. In an embodiment of the invention, not shown, the cross strut 12 is inseparable ver by welding to the end portions 4 of the lower longitudinal member 2 connected. There are also other removable or non-removable mounting options. The connection of the cross bar 12, he follows the assembly of the front end 6, so that the transverse strut 12 stiffens the outstanding stem area. By means of the cross strut 12 , a dimensionally correct distance between the lower stem longitudinal beams 2 is achieved, by means of which a tension-free connection of the front end 6 and also of an integral beam 7 is made possible. The integral support 7 is used to hold a drive unit and to accommodate the front axle and is screwed from below via several attachment points to each support bracket 13 of the two lower longitudinal members 2 .

Wie anhand der Fig. 2 gut erkennbar ist, ist es möglich, die Querstrebe 12 in unterschiedlichen Positionen 12a bis 12f im Be reich der Stirnabschnitte 4 der unteren Vorbaulängsträger 2 festzulegen. Die jeweilige Position 12a bis 12f der Querstrebe 12 ergibt sich durch die jeweils gewünschten Festigkeitsanforde rungen im Bereich des Integralträgers oder im Bereich der Front endanbindung. Wie anhand der Fig. 2 weiter erkennbar ist, sind die Positionen 12a bis 12f so gewählt, daß eine schematisiert dargestellte Riemenscheibe 14 des im fertig montierten Zustand eingebauten Antriebsaggregates durch die Querstrebe 12 nicht be hindert wird.As can be clearly seen from FIG. 2, it is possible to fix the cross strut 12 in different positions 12 a to 12 f in the area of the end portions 4 of the lower front side member 2 . The respective position 12 a to 12 f of the cross strut 12 results from the required strength requirements in the area of the integral support or in the area of the front end connection. As can be seen further from FIG. 2, the positions 12 a to 12 f are selected so that a schematically illustrated pulley 14 of the drive unit installed in the fully assembled state is not prevented by the cross strut 12 .

Anstelle von lediglich einer einzelnen Querstrebe 12 ist es auch möglich, mehrere Querstreben an geeigneten Positionen zwischen den Stirnabschnitten 5 oder 4 der oberen oder unteren Vorbau längsträger 3, 2 vorzusehen. Auch bei der Darstellung nach Fig. 2 kann die jeweilige Position 12a bis 12f nicht nur durch je weils eine einzelne Querstrebe, sondern auch durch mehrere Quer streben eingenommen werden.Instead of just a single cross strut 12 , it is also possible to provide a plurality of cross struts at suitable positions between the end sections 5 or 4 of the upper or lower stem longitudinal members 3 , 2 . Be taken each position 12 a f can not only by each weils a single cross-member also in the illustration of FIG. 2 to 12, but also by a plurality of transverse struts.

In den Fig. 3 und 4 weist der Vorbaubereich 1 nach Fig. 1 insge samt drei Querstreben 12g, 12h, 12j auf, die jedoch auch einzeln eingesetzt werden können. Eine untere Querstrebe 12g ist analog der Querstrebe 12, 12b nach den Fig. 1 und 2 an den Stirnab schnitten 4 der unteren Vorbaulängsträger 2 etwa auf halber Höhe der unteren Vorbaulängsträger 2 festgelegt. Die Querstrebe 12g ist rohrförmig gestaltet und weist flache Endflansche auf, die in einfacher Weise mit den vorderen Stirnenden der Stirnab schnitte 4 gegebenenfalls gemeinsam mit der Anschraubung des Frontends 6 verbunden werden können. Zwischen den Stirnabschnit ten 5 der oberen Vorbaulängsträger 3 erstrecken sich zwei in Ab stand hintereinander angeordnete Querstreben 12h, 12j, die je weils rohrförmig gestaltet sind und geringfügig unterschiedliche Längen aufweisen. Die Querstrebe 12h ist in einem vorderen End bereich der Stirnabschnitte 5 der oberen Vorbaulängsträger 3 an geordnet. Die Querstrebe 12j hingegen ist in einem hinteren End bereich der Stirnabschnitte 5 der Vorbaulängsträger 3 angeord net. Bei beiden Querstreben 12h und 12j erfolgt eine kraftüber tragende Anbindung an die Vorbaulängsträger 3 durch entsprechen de Verschraubungen.In FIGS. 3 and 4 12, the stem region 1 of FIG. 1 along with IMP EXP three transverse struts 12 g, h, j 12, which can be, however, also used individually. A lower cross strut 12 g is analogous to the cross strut 12 , 12 b according to FIGS . 1 and 2 at the Stirnab cut 4 of the lower front side member 2 about halfway down the lower front side member 2 . The cross strut 12 g is tubular and has flat end flanges which can be connected in a simple manner with the front ends of the Stirnab sections 4, optionally together with the screwing of the front end 6 . Between the Stirnabschnit th 5 of the upper longitudinal member 3 extend two in a row from one another arranged cross struts 12 h, 12 j, each because they are tubular and have slightly different lengths. The cross strut 12 h is arranged in a front end area of the end portions 5 of the upper front side member 3 . The cross strut 12 j, however, is in a rear end area of the end portions 5 of the front side member 3 angeord net. In both cross struts 12 h and 12 j there is a force-transmitting connection to the front side members 3 by corresponding screw connections.

Neben den bereits beschriebenen Vorteilen wird durch die in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 4 dargestellten Querstre ben 12 bis 12j bei einem seitlich versetzten, frontalen Fahr zeugaufprall, der als Offset-Crash bezeichnet wird, auch die stoßabgewandte Seite aktiviert.In addition to the advantages already described, the side facing away from the impact is activated by the transverse struts ben 12 to 12 j shown in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4 in the case of a laterally offset, frontal driving crash, which is referred to as an offset crash.

Claims

1. Self-supporting bodyshell structure for a motor vehicle with a stem area, which has a detachably arranged on end sections of front longitudinal members, which has at least one bumper cross member and a radiator bridge, characterized in that at least two mutually spaced end sections ( 4 , 5 ) the front longitudinal members ( 2 , 3 ) are connected to one another by at least one rigid cross strut ( 12 , 12 a to 12 j).

2. Shell structure according to claim 1, characterized in that the at least one cross strut ( 12 , 12 a to 12 j) is detachably connected to the end portions ( 4 , 5 ).

3. A method for producing a self-supporting shell structure according to claim 1, wherein a with at least one bumper cross member ( 8 ) and a radiator bridge ( 9 ) provided front end ( 6 ) on end portions ( 4 , 5 ) of front side members ( 2 , 3 ) is fixed , characterized in that the horizontally opposite end portions ( 4 , 5 ) before fixing the front end ( 6 ) by at least one rigid cross strut ( 12 , 12 a to 12 j) connected to each other who.