DE102009031538A1 - Connecting node for use in vehicle body between elongated structural elements, comprises two hollow profiles, and reinforcement arrangement, which is placed in hollow cross section of hollow profile supported over its periphery surface - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Verbindungsknoten zwischen länglichen Strukturelementen einer Fahrzeugkarosserie der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegebenen Art.The The invention relates to a connection node between elongated Structural elements of a vehicle body in the preamble of Claim 1 specified type.
Ein
derartiger Verbindungsknoten zwischen Karosseriesäule und
damit verschweißtem Längsträger als längliche
Strukturelemente ist in der
Demgegenüber sind bei Serienkraftwagen mit einem Rohbau in Blechschalenbauweise seitliche Verbindungsknoten zwischen den B-Säulen und dem zugeordnetem Längsträger verbreitet, bei denen ein unterer Endbereich der B-Säule in einen freigeschnittenen Längsträger eingesteckt und mit oberer und unterer Blechwand des Längsträgers verschweißt ist. Die seitlichen Aufprallkräfte beim Crash können hierbei deutlich besser in die Unterbaustruktur des Rohbaus übertragen werden, wie sich z. B. durch entsprechende Lastfallsimulationen nachweisen lässt. Jedoch ist die Fertigung des Verbindungsknotens bei dieser Bauweise deutlich aufwändiger als bei einem Verbindungsknoten mit aufgesetzter Karosseriesäule. Zudem ist der Verbindungsknoten mit aufgesetzter Karosseriesäule einem Verbindungsknoten mit eingesteckter B-Säule im Hinblick auf Akustikanforderungen, Dichtheitsanforderungen, Verschnittrate und Möglichkeit zur Variantenbildung des Rohbaus deutlich überlegen.In contrast, are in standard cars with a shell in sheet metal shell construction lateral connection nodes between the B-pillars and the associated Side member spread, in which a lower End section of the B-pillar in a cut-free side member inserted and with upper and lower metal wall of the longitudinal member is welded. The lateral impact forces In the crash, this can be significantly better in the substructure structure be transferred to the shell, as z. B. by appropriate Load simulations can be demonstrated. However, the production is the connection node in this construction much more complex as at a connection node with attached body pillar. In addition, the connection node with attached body pillar a connection node with inserted B-pillar in terms on acoustic requirements, tightness requirements, cut rate and Possibility of variant formation of the shell significantly superior.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verbindungsknoten zwischen länglichen Strukturelementen einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 dahingehend zu verbessern, dass die Belastungsfähigkeit des Verbindungsknotens unter Beibehaltung des aufgesetzten Strukturelements deutlich vergrößert sein kann.Of the The invention is therefore based on the object, a connection node between elongated structural elements of a vehicle body according to the Preamble of claim 1 to improve that the load capacity of the connection node while maintaining the attached structural element significantly increased can be.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen von Patentanspruch 1.The Solution to this problem arises from the features of Claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.advantageous Embodiments and developments of the invention are in the dependent Claims specified.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung werden die Vorzüge eines Verbindungsknotens mit aufgesetztem Hohlprofil bei überschaubarem technischem Mehraufwand mit den Vorzügen eines Verbindungsknotens mit eingestecktem Hohlprofil vereint. Dahinter steht die Erkenntnis, dass es zur verbesserten Anbindung des aufgesetzten Hohlprofils nicht zwingend der Durchdringung der stützenden Wand des anderen Hohlprofils bedarf, sondern die Abstützkraft über Biegekräfte auch durch die stützende Wand hindurch auf die Verstärkungsanordnung und von dieser auf die gegenüberliegende Wand des stützenden Hohlprofils übertragen werden kann. Die Verstärkungsanordnung stellt also eine Art wirksame Verlängerung des aufgesetzten Hohlprofils dar, obwohl sie nur mittelbar über die stützende Wand mit ihr verbunden ist.By the design of the invention will be the benefits a connection node with attached hollow profile at manageable additional technical effort with the advantages of a connection node united with inserted hollow profile. Behind this is the realization that it improves the connection of the attached hollow profile not necessarily the penetration of the supporting wall of the requires other hollow sections, but the support force on Bending forces also through the supporting wall on the reinforcement assembly and from this to the opposite Be transferred wall of the supporting hollow profile can. The reinforcement arrangement thus provides a kind of effective extension the attached hollow profile, although they only indirectly over the supporting wall is connected to it.
Je nach den konstruktiven Bedingungen kann die Verstärkungsanordnung von einem einzigen Verstärkungselement gebildet werden, dessen Querschnitt weitgehend an die gestoßene Fügefläche angepasst und auf der Innenseite gegenüberliegend zur gestoßenen Fügefläche an der stützenden Umfangswand befestigt sein kann. Die an der Umfangswand durch das aufgesetzte Hohlprofil wirkenden Kräfte können somit unter Zwischenschaltung der Umfangswand unmittelbar von der Verstärkung mitgetragen werden. Zudem wird ein Abstand zwischen der Krafteinleitungsseite und einem günstigen Anbindungsbereich an der gegenüberliegenden Wandseite des Hohlprofils vom Verstärkungselement zur Abstützung überbrückt. Somit sind Gestaltung und Erstreckung des im Hohlquerschnitt des Hohlprofils befestigten Verstärkungselements am Einleitungskraftfluss des über den Umfang abgestützten Hohlprofils orientiert.ever according to the design conditions, the reinforcing arrangement be formed by a single reinforcing element, its cross section largely to the joint surface joined adjusted and on the inside opposite to the pushed Joining surface on the supporting peripheral wall can be attached. The on the peripheral wall through the patch Hollow profile forces can thus under Interposition of the peripheral wall immediately from the reinforcement be carried along. In addition, a distance between the force introduction side and a convenient connection area on the opposite Wall side of the hollow profile bridged by the reinforcing element for support. Thus, the design and extent of the hollow section of the Hollow profile fastened reinforcing element at the inlet flow of the over oriented to the circumference supported hollow profile.
Bei Fügeverfahren für den Verbindungsknoten, die einer Überlappung von Fügeflanschen bedürfen wie z. B. Punktschweiß- oder Klebeverfahren, kann ein die Einleitungskraft übertragender Verbindungsflansch des gestoßenen Hohlprofils vorzugsweise durch den von ihm überdeckten Wandbereich des Hohlprofils hindurch mit einem unter Überlappung gefügten Befestigungsflansch des zugeordneten Verstärkungselements verbunden sein. Wenn sich der Verbindungsflansch des gestoßenen Hohlprofils dabei im Wesentlichen in Längsrichtung des Hohlprofils erstreckt, müssen die Anbindungskräfte nahezu vollständig über Schubkräfte übertragen werden. Durch eine Vergrößerung der Überlappungslänge von Verbindungsflansch des aufgesetzten Hohlprofils zum Befestigungsflansch des zugehörigen Verstärkungselements und somit auch zum zwischen ihnen liegenden Wandbereich des stützenden Hohlprofils kann eine deutlich vergrößerte Fläche für die Fügung geschaffen werden. Folglich können zur Intensivierung der Befestigung im Abstand voneinander z. B. zwei Punktnahtreihen angebracht werden. Soll sich ein Verbindungsflansch des gestoßenen Hohlprofils demgegenüber quer zu dessen Längsrichtung erstrecken und ist mit einem ebenfalls abgewinkelten Befestigungsflansch des zugehörigen Verstärkungselements gefügt, so kann eine Fügeverbindung mit der üblichen Überlappung von Schweißflanschen wegen der günstigeren Beanspruchung bei geringerem Materialbedarf eine hinreichende Befestigungsintensität sicherstellen.When joining method for the connection node, which require an overlap of joining flanges such. B. Punktschweiß- or gluing method, a Einführungskraft transmitting connecting flange of the collapsed hollow profile may be preferably connected by the covered by him wall portion of the hollow profile with an overlapping attached mounting flange of the associated reinforcing element. When the connecting flange of the pushed hollow profile extends substantially in the longitudinal direction of the hollow profile, the connection forces must be transmitted almost completely via thrust forces. By increasing the overlap length of the connecting flange of the attached hollow profile to the mounting flange of the associated reinforcing element and thus also to the lying between them wall portion of the supporting hollow profile, a significantly enlarged area for the joint can be created. Consequently, to intensify the attachment at a distance from each other z. B. two Punktnahtreihen be attached. If a connecting flange of the abutted hollow profile on the other hand extend transversely to its longitudinal direction and is joined with a likewise angled mounting flange of the associated reinforcing element, a joint connection with the usual overlap of welding flanges can ensure a sufficient fastening intensity because of the more favorable stress with less material requirement.
Bei einem U-förmigen Querschnitt des gestoßenen Hohlprofils, wie er z. B. bei der Außenschale einer B-Säulen vorliegen kann, ist vorzugsweise jeder der drei Profilschenkel mit einem zugeordneten Verbindungsflansch versehen. Bei einem Verbindungsknoten an einer Säulenwurzel kann sich der Verbindungsflansch des Mittelschenkels in konstruktiv günstiger Weise in Längsrichtung des Säulenprofils erstrecken, während die Verbindungsflansche der seitlichen Profilschenkel quer zur Längsrichtung des Säulenprofils abgewinkelt sind. Den drei Verbindungsflanschen wird zweckmäßig jeweils ein Befestigungsflansch des zugehörigen Verstärkungselements unmittelbar gegenüberliegen, wobei die drei Befestigungsflansche von einem gemeinsamen Verstärkungselement abstehen. Zumindest im Anordnungsbereich der Befestigungsflansche kann das Verstärkungselement somit einen im Wesentlichen gleichen Querschnitt aufweisen wie das untere Ende des Säulenprofils selbst, so dass sich in Verbindung mit oberer und unterer Wand des Längsträgers eine sehr druckfester Stützkasten ergibt. Um den Kraftfluss beim Seitenaufprall stärker in Richtung Bodenanlage weiterleiten zu können, kann sich der Stützkasten nach seinem Anbindungsabschnitt schräg nach unten in Richtung des Hauptbodens erstrecken.at a U-shaped cross section of the collapsed hollow profile, as he z. B. in the outer shell of a B-pillars may be present, is preferably each of the three profile legs with provided an associated connection flange. At a connection node at a column root, the connecting flange can the center leg in a structurally favorable manner in the longitudinal direction of the pillar profile, while the connecting flanges the lateral profile leg transversely to the longitudinal direction of the column profile are angled. The three connecting flanges is appropriate in each case a mounting flange of the associated reinforcing element directly opposite, with the three mounting flanges protrude from a common reinforcing element. At least in the arrangement region of the mounting flanges, the reinforcing element thus have a substantially same cross-section as that lower end of the pillar profile itself, so in conjunction with upper and lower wall of the side member a very pressure resistant support box results. To the force flow at Forward side impact more towards the ground system to be able to, the support box after his Connecting portion obliquely downward in the direction of the main floor extend.
Anstelle eines Stützkastens kann die Verstärkungsanordnung auch von zwei einzelnen, jeweils als Stützbock mit U-förmigem Querschnitt ausgebildeten Verstärkungselementen gebildet werden, die in einem seitlichen Abstand voneinander angeordnet sind. Die Stützböcke sind dabei so angeordnet, dass ihr jeweils äußerer Befestigungsflansch im Überdeckungsbereich des Verbindungsflansches des zugeordneten Profilschenkels des Säulenprofils liegt. Die Mittelschenkel der beiden Stützböcke können dabei über den überlappenden Verbindungsflansch des Mittelschenkels des Säulenprofils miteinander verbunden sein.Instead of a support box, the reinforcement assembly also of two individual, each as a support bracket with U-shaped Cross-section formed reinforcing elements formed which are arranged at a lateral distance from each other. The support blocks are arranged so that their respective outer mounting flange in the overlap area the connecting flange of the associated profile leg of the pillar profile is located. The middle thighs of the two trestles can over the overlapping connecting flange the center leg of the column profile connected to each other be.
Wenn die am Verbindungsknoten beteiligten Hohlprofile beide Blechschalen eines Rohbaus in Blechschalenbauweise sind, ist jedes Verstärkungselement der Verstärkungsanordnung vorzugsweise als Blechbiegeteil ausgebildet. Solche Blechbiegeteile lassen sich kostengünstig herstellen und mit üblicher Schweißtechnik problemlos in den Fertigungsprozess von Rohbauten in Blechschalenbauweise einbinden.If the hollow sections involved in the connection node both sheet metal shells of a carcass shell construction, is any reinforcing element the reinforcing arrangement preferably as a sheet metal bent part educated. Such sheet metal bent parts can be inexpensively produce and easily with conventional welding technology incorporate into the manufacturing process of shell-and-shell shell construction.
Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand zeichnerischer Darstellungen näher erläutert. Dabei zeigen:following are two embodiments of the invention by way of drawing Illustrations explained in more detail. Showing:
Ein
im vertikalen Querschnitt gemäß
Der
Längsträger
Um
den möglichen Verformungsweg des Längsträgers
Wie
in Verbindung mit der perspektivischen Darstellung nach
Durch
Einbindung des ggf. mit Sicken oder Rippen versteiften Verstärkungselements
Gleiches
gilt für die in den
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 102004044037 A1 [0002] DE 102004044037 A1 [0002]
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DE200910031538 DE102009031538A1 (en) | 2009-07-02 | 2009-07-02 | Connecting node for use in vehicle body between elongated structural elements, comprises two hollow profiles, and reinforcement arrangement, which is placed in hollow cross section of hollow profile supported over its periphery surface |
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DE102004044037A1 (en) | 2004-09-09 | 2006-03-16 | Daimlerchrysler Ag | Supporting structure, especially for passenger vehicles, has inner, middle and outer longitudinal bearing shells that are attached to each other to form dual chamber profile |
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2009
- 2009-07-02 DE DE200910031538 patent/DE102009031538A1/en not_active Withdrawn
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DE102004044037A1 (en) | 2004-09-09 | 2006-03-16 | Daimlerchrysler Ag | Supporting structure, especially for passenger vehicles, has inner, middle and outer longitudinal bearing shells that are attached to each other to form dual chamber profile |
Cited By (2)
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CN111376984A (en) * | 2018-12-29 | 2020-07-07 | 长城汽车股份有限公司 | Vehicle body of vehicle and vehicle |
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