DE102015201221B4

DE102015201221B4 - Body structure for a vehicle

Info

Publication number: DE102015201221B4
Application number: DE102015201221.2A
Authority: DE
Inventors: Carsten Brüggemann; Knut Rothe; Sarah Fricke; Friedrich Drenckhahn
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-01-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2035-01-27
Also published as: CN105818864A; DE102015201221A1; CN105818864B

Abstract

Karosseriestruktur für ein Fahrzeug, mit zumindest einem, ein Fahrzeugdach (1) in der Fahrzeugquerrichtung (y) seitlich begrenzenden Dachrahmen-Längsträger (9), der unter Bildung eines Hohlprofils (19) aus schalenförmigen Blech-Seitenteilen (15, 17) aufgebaut ist, deren Randflansche (21, 23) zu zumindest einer Flanschverbindung (25, 27) zusammengefügt sind, wobei die Randflansche (21, 23) der Flanschverbindung (25, 27) mit zumindest einem Schraubloch (35) zur Befestigung einer Dachreling (3) ausgebildet sind, und die Flanschverbindung (25, 27) bei einem Seitencrash (FA) einen Lastpfad (Linnen) in der Fahrzeuglängsrichtung (x) bildet, der mit in der Fahrzeuglängsrichtung (x) ausgerichteten Zugkräften beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduzierung einer im Seitencrash (FA) auftretenden Rissgefahr am Schraubloch (35) eine Materialverdickung an einen Öffnungsrandbereich des Schraublochs (35) bereitgestellt ist.Body structure for a vehicle, with at least one roof frame longitudinal member (9) laterally delimiting a vehicle roof (1) in the vehicle transverse direction (y), which is constructed from shell-shaped sheet metal side parts (15, 17) to form a hollow profile (19), the edge flanges (21, 23) of which are joined together to form at least one flange connection (25, 27), the edge flanges (21, 23) of the flange connection (25, 27) being designed with at least one screw hole (35) for fastening a roof rail (3). , and the flange connection (25, 27) forms a load path (Linnen) in the vehicle longitudinal direction (x) in the event of a side crash (FA), which is subjected to tensile forces aligned in the vehicle longitudinal direction (x), characterized in that in order to reduce a side crash (FA) occurring risk of cracking at the screw hole (35) a material thickening is provided at an opening edge area of the screw hole (35).

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a body structure for a vehicle according to the preamble of patent claim 1.

In einem zweispurigen Kraftfahrzeug weist das Fahrzeugdach einen, das Dach-Außenblech tragenden Dachrahmen auf, der aus front- und heckseitigen Dachrahmen-Querträgern sowie aus seitlichen Dachrahmen-Längsträgern aufgebaut ist. An den seitlichen Dachrahmen-Längsträgern können Befestigungsstellen für eine Dachreling vorgesehen sein, die jeweils seitliche Längsstreben aufweist, die sich über front- und heckseitige Stützfüße am korrespondierenden Dachrahmen-Längsträger abstützen. Beispielhaft ist aus der DE 199 15 546 A1 eine Dachkonstruktion für ein mit einer Dachreling bestücktes Fahrzeugdach bekannt.In a two-track motor vehicle, the vehicle roof has a roof frame that carries the outer roof panel and is made up of front and rear roof frame cross members and lateral roof frame longitudinal members. Fastening points for a roof rail can be provided on the lateral roof frame longitudinal members, each of which has lateral longitudinal struts which are supported on the corresponding roof frame longitudinal member via front and rear support feet. An example is from DE 199 15 546 A1 a roof construction for a vehicle roof equipped with roof rails is known.

In einer gattungsgemäßen Karosseriestruktur für ein solches Fahrzeug ist der Dachrahmen-Längsträger unter Bildung eines Hohlprofils aus - in der Fahrzeugquerrichtung betrachtet - inneren und äußeren schalenförmigen Blech-Seitenteilen aufgebaut. Deren einander zugewandte Randflansche sind zu einer fahrzeuginneren Flanschverbindung und zu einer fahrzeugäußeren Flanschverbindung zusammengefügt.In a generic body structure for such a vehicle, the roof frame side member is constructed from inner and outer shell-shaped sheet metal side parts, as viewed in the transverse direction of the vehicle, forming a hollow profile. Their mutually facing edge flanges are joined together to form a flange connection on the inside of the vehicle and a flange connection on the outside of the vehicle.

Die fahrzeuginnere und -äußere Flanschverbindung des Dachrahmen-Längsträger bilden bei einem Pfahl-Seitencrash in der Fahrzeuglängsrichtung verlaufende, hoch beanspruchte Lastpfade. Dabei ist der fahrzeuginnere Lastpfad mit Zugkräften beaufschlagt und der fahrzeugäußere Lastpfad mit Druckkräften beaufschlagt.In the event of a pole side crash, the vehicle inner and outer flange connection of the roof frame longitudinal member form highly stressed load paths running in the longitudinal direction of the vehicle. In this case, the load path inside the vehicle is subjected to tensile forces and the load path outside the vehicle is subjected to compressive forces.

Im Hinblick auf eine passende Positionierung der Dachreling kann die fahrzeuginnere Flanschverbindung des jeweiligen Dachrahmen-Längsträgers Dachreling-Schraublöcher aufweisen. In diesem Fall bilden die Dachreling-Schraublöcher bei einem Pfahl-Seitencrash eine Störung des Zugkraftflusses im fahrzeuginneren Lastpfad, was zu einem Reißen des Dachrahmen-Längsträgers an der zugkraftbeaufschlagten inneren Flanschverbindung führen kann.With regard to a suitable positioning of the roof rails, the vehicle-internal flange connection of the respective roof frame side member can have roof rail screw holes. In this case, in a pole side crash, the roof rail bolt holes create a disruption to the traction flow in the vehicle's inboard load path, which can result in cracking of the roof rail rail at the inboard flange connection subjected to traction.

Aus der DE 195 33 157 A1 ist eine Fahrzeug-Karosserie mit einem Fahrzeugdach bekannt, das in der Fahrzeugquerrichtung durch Dachrahmen-Längsträger begrenzt ist. Jeder der Dachrahmen-Längsträger ist aus schalenförmigen Blech-Seitenteilen aufgebaut, deren Randflansche zu Randverbindungen zusammengefügt sind. Im Dachblech ist zumindest ein Schraubloch ausgebildet, um eine Dachrehling zu befestigen. Gleiches trifft auch auf die Druckschriften DE 196 40 753 A1 , auf die DE 199 48 646 A1 und auf die JP 2007- 145 102 A zu.From the DE 195 33 157 A1 there is known a vehicle body having a vehicle roof defined in the vehicle lateral direction by roof rails. Each of the roof frame side members is made up of shell-shaped sheet metal side parts whose edge flanges are joined together to form edge connections. At least one screw hole is formed in the roof panel in order to attach a roof rail. The same applies to the publications DE 196 40 753 A1 , on the DE 199 48 646 A1 and on the JP 2007- 145 102 A to.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosseriestruktur für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem mit einfachen Mitteln eine Rissgefahr am Dachrahmen-Längsträger im Seitencrashfall reduziert ist.The object of the invention is to provide a body structure for a vehicle in which the risk of tearing on the roof frame side member in the event of a side crash is reduced using simple means.

Die Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object of the invention is achieved by the features of patent claim 1. Preferred developments of the invention are disclosed in the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass die Dachreling-Schraublöcher speziell an der zugkraftbeaufschlagten inneren Flanschverbindung des Dachrahmen-Längsträgers den tragenden Kraftfluss-Querschnitt reduzieren. Dadurch entstehen im Bereich der Schraublöcher Spannungsspitzen, die im Seitencrashfall zu einem Reißen des Dachrahmen-Längsträgers führen können. Vor diesem Hintergrund ist erfindungsgemäß am Öffnungsrandbereich des jeweiligen Dachreling-Schraubloches eine Materialverdickung bereitgestellt, mittels der der tragende Kraftfluss-Querschnitt im Bereich des Dachreling-Schraubloches erhöht wird, wodurch die oben erwähnte Reduzierung des tragenden Kraftfluss-Querschnittes im Bereich des Dachreling-Schraubloches kompensierbar ist. Auf diese Weise ergibt sich insgesamt eine Homogenisierung der Spannungsverteilung im Dachrahmen-Längsträger über die Fahrzeuglängsrichtung.The invention is based on the fact that the roof railing screw holes reduce the load-bearing cross-section of the flow of forces, especially on the inner flange connection of the roof frame side member that is subjected to tensile force. This creates stress peaks in the area of the screw holes, which can lead to a tearing of the roof frame side member in the event of a side crash. Against this background, according to the invention, a material thickening is provided at the opening edge area of the respective roof railing screw hole, by means of which the load-bearing force flow cross-section in the area of the roof railing screw hole is increased, whereby the above-mentioned reduction in the load-bearing force flow cross-section in the area of the roof railing screw hole can be compensated . This results overall in a homogenization of the stress distribution in the roof frame side member over the longitudinal direction of the vehicle.

Die Erfindung ist insbesondere auf die nachfolgend beschriebene Geometrie eines Dachrahmen-Längsträgers anwendbar: So kann der Dachrahmen-Längsträger aus einem ersten Blech-Seitenteil, das in der Fahrzeugquerrichtung fahrzeuginnen liegt, und einem zweiten Blech-Seitenteil aufgebaut sein, das in der Querrichtung fahrzeugaußen liegt. Das innere Blech-Seitenteil kann im Querschnitt schalenförmig ausgeführt sein, und zwar mit einem in der Fahrzeugquerrichtung äußeren Schalenboden, von dem obere und untere Seitenwände nach fahrzeuginnen hochgezogen sind. Der an der oberen Seitenwand des inneren Blech-Seitenteils ausgebildete Randflansch kann dabei Bestandteil der fahrzeuginneren Flanschverbindung sein. Der an der unteren Seitenwand des inneren Blech-Seitenteils ausgebildete Randflansch ist demgegenüber Bestandteil der fahrzeugäußeren Flanschverbindung des Dachrahmen-Längsträgers. Bevorzugt kann der an der oberen Seitenwand des inneren Blech-Seitenteils gebildete Randflansch mit der Materialverdickung versehen sein, und zwar insbesondere an der dem Schalen-Innenraum zugewandten Randflansch-Seite.The invention can be applied in particular to the geometry of a roof frame longitudinal member described below: The roof frame longitudinal member can be constructed from a first sheet metal side part, which is on the inside of the vehicle in the transverse direction of the vehicle, and a second sheet metal side part, which is on the outside of the vehicle in the transverse direction . The inner sheet metal side part can have a shell-shaped cross-section, specifically with an outer shell base in the vehicle transverse direction, from which upper and lower side walls are pulled up toward the inside of the vehicle. The edge flange formed on the upper side wall of the inner sheet metal side part can be part of the flange connection inside the vehicle. In contrast, the edge flange formed on the lower side wall of the inner sheet metal side part is part of the flange connection of the roof frame side member on the outside of the vehicle. Preferably, the edge flange formed on the upper side wall of the inner sheet metal side part can be provided with the material thickening, in particular on the edge flange side facing the shell interior.

Die Materialverdickung kann bevorzugt durch einen Dreilagenaufbau realisiert sein, bei dem die beiden korrespondierenden Randflansche des inneren und äußeren Blech-Seitenteils sowie ein zusätzliches Blech-Verstärkungsteil unter Bildung der Flanschverbindung zusammengefügt sind. Das Blech-Verstärkungsteil kann dabei in Stoffschlussverbindung mit dem Randflansch des inneren Blech-Seitenteils gebracht sein, und zwar an seiner, dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite.The material thickening can preferably be realized by a three-layer structure, in which the two corresponding edge flanges of the inner and outer sheet metal side part and an additional sheet metal reinforcement part are joined together to form the flange connection. The sheet metal reinforcement part can be brought into a material connection with the edge flange of the inner sheet metal side part, specifically on its side facing the vehicle interior.

Zumindest das innere Blech-Seitenteil kann in einem Warmumformprozess hergestellt werden, bei dem in einem ersten Teilschritt das noch unverformte innere Blech-Seitenteil zunächst erhitzt wird. Anschließend wird in einem zweiten Teilschritt das erhitzte innere Blech-Seitenteil in einer Tiefziehpresse warmumgeformt und gleichzeitig abgeschreckt. In einer ersten Ausführungsvariante kann das, die Materialverdickung bildende Blech-Verstärkungsteil bereits vor der Durchführung des Warmumformprozesses mit dem noch unverformten inneren Blech-Seitenteil verschweißt werden. Alternativ dazu kann das Blech-Verstärkungsteil auch nach dem Warmumformprozess mit dem inneren Blech-Seitenteil verbunden werden, und zwar insbesondere bevorzugt mittels eines Klebers.At least the inner sheet metal side part can be produced in a hot-forming process, in which, in a first partial step, the inner sheet metal side part, which is not yet deformed, is first heated. Then, in a second sub-step, the heated inner sheet metal side part is hot-formed in a deep-drawing press and quenched at the same time. In a first embodiment variant, the sheet metal reinforcement part forming the material thickening can already be welded to the still undeformed inner sheet metal side part before the hot forming process is carried out. As an alternative to this, the sheet metal reinforcement part can also be connected to the inner sheet metal side part after the hot forming process, in particular preferably by means of an adhesive.

Die Dachreling kann in an sich bekannter Weise jeweils seitliche Längsstreben aufweisen, die mit front- und heckseitigen Stützfüßen an Befestigungsstellen des jeweiligen Dachrahmen-Längsträgers verschraubbar sind. Jede der Befestigungsstellen kann durch zwei in der Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandete Schraublöcher ausgeführt sein. Zur Reduzierung einer in einem Pfahl-Seitencrashfall auftretenden Rissgefahr kann jedes der beiden Schraublöcher von einem ringförmigen Verstärkungsabschnitt umzogen sein. Die beiden ringförmigen Verstärkungsabschnitte können jeweils einstückiges Bestandteil eines gemeinsamen Blech-Verstärkungsteils sein.In a manner known per se, the roof rails can each have lateral longitudinal struts which can be screwed to front and rear support feet at fastening points of the respective roof frame longitudinal member. Each of the attachment points can be implemented by two screw holes spaced apart from one another in the vehicle longitudinal direction. In order to reduce the risk of cracks occurring in the event of a pole side crash, each of the two screw holes can be surrounded by an annular reinforcement section. The two annular reinforcement sections can each be an integral part of a common sheet metal reinforcement part.

In einer ersten Ausführungsform können die beiden ringförmigen Verstärkungsabschnitte mittels eines Verbindungsstegs ineinander übergehen. Der Verbindungssteg kann im Vergleich zu den ringförmigen Verstärkungsabschnitten in der Fahrzeugquerrichtung schmal ausgeführt sein, um den Kraftfluss-Querschnitt im Bereich zwischen den beiden Schraublöchern nicht zu stark zu erhöhen.In a first embodiment, the two ring-shaped reinforcement sections can merge into one another by means of a connecting web. The connecting web can be narrow in comparison to the ring-shaped reinforcement sections in the transverse direction of the vehicle, in order not to increase the cross-section of the force flow too much in the area between the two screw holes.

Alternativ dazu kann das Blech-Verstärkungsteil zwischen den beiden ringförmigen Verstärkungsabschnitten eine Material-Ausnehmung aufweisen. Die Material-Ausnehmung kann in der Fahrzeuglängsrichtung betrachtet in Flucht zwischen den beiden Schraublöchern angeordnet sein. Auf diese Weise ist - im Unterschied zum obigen Ausführungsbeispiel - der tragende Kraftfluss-Querschnitt zwischen den beiden Schraublöchern nicht erhöht, wodurch insgesamt eine homogene Steifigkeit des inneren Blech-Seitenteils über die Fahrzeuglängsrichtung erzielt wird.As an alternative to this, the sheet metal reinforcement part can have a material recess between the two annular reinforcement sections. Viewed in the longitudinal direction of the vehicle, the material recess can be arranged in alignment between the two screw holes. In this way, in contrast to the above exemplary embodiment, the load-bearing force flow cross-section between the two screw holes is not increased, as a result of which a homogeneous rigidity of the inner sheet metal side part over the longitudinal direction of the vehicle is achieved overall.

Wie oben erwähnt, kann das innere Blech-Seitenteil des Dachrahmen-Längsträgers ein Tiefziehteil sein. In der Einbaulage kann das innere Blech-Seitenteil einen in der Fahrzeugquerrichtung äußeren Schalenboden aufweisen, von dem in etwa horizontal ausgerichtete obere und untere Seitenwände nach fahrzeuginnen hochgezogen sind. Der an der oberen Seitenwand des inneren Blech-Seitenteils ausgebildete Randflansch ist Bestandteil der fahrzeuginneren Flanschverbindung des Dachrahmen-Längsträgers und mit dem Blech-Verstärkungsteil verstärkt. Zudem kann das Blech-Verstärkungsteil auf der, dem Schalen-Innenraum zugewandten Seite des inneren Blech-Seitenteils positioniert sein. In diesem Fall können sich beim Tiefziehvorgang im Bereich der Randkante des Blech-Verstärkungsteils Hinterschneidungen ergeben. Diese stehen einer definierten Formgebung entgegen. Zudem ist im Bereich solcher Hinterschneidungen ein unmittelbarer wärmeleitender Kontakt mit dem Pressenwerkzeug nicht gegeben, wodurch keine einwandfreie Härtung erfolgen kann.As mentioned above, the inner sheet metal side part of the roof frame side member can be a deep-drawn part. In the installed position, the inner sheet metal side part can have an outer shell base in the vehicle transverse direction, from which approximately horizontally aligned upper and lower side walls are pulled up towards the inside of the vehicle. The edge flange formed on the upper side wall of the inner sheet metal side part is part of the vehicle inner flange connection of the roof frame side member and is reinforced with the sheet metal reinforcement part. In addition, the sheet metal reinforcement part can be positioned on the side of the inner sheet metal side part that faces the interior of the shell. In this case, undercuts can occur during the deep-drawing process in the area of the peripheral edge of the metal reinforcement part. These stand in the way of a defined shape. In addition, there is no direct thermally conductive contact with the press tool in the area of such undercuts, which means that proper hardening cannot take place.

Vor diesem Hintergrund kann in einer weiteren Ausführungsvariante das Blech-Verstärkungsteil einen zusätzlichen Basisabschnitt aufweisen, der bis zum Schalenboden des inneren Blech-Seitenteils verlängert ist. Dadurch ist erreicht, dass die Randkante des Blech-Verstärkungsteils nicht mehr an einer Schalenseitenwand des inneren Blech-Verstärkungsteils positioniert ist, sondern am Schalenboden positioniert ist, wodurch die oben erwähnten Hinterschneidungen vermieden werden können.Against this background, in a further embodiment variant, the sheet metal reinforcement part can have an additional base section which is extended to the shell bottom of the inner sheet metal side part. The result of this is that the edge of the sheet metal reinforcement part is no longer positioned on a shell side wall of the inner sheet metal reinforcement part, but is positioned on the shell bottom, as a result of which the above-mentioned undercuts can be avoided.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The advantageous embodiments and/or developments of the invention explained above and/or reproduced in the subclaims can be used individually or in any combination with one another, except, for example, in cases of clear dependencies or incompatible alternatives.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its advantageous training and developments and their advantages are explained in more detail below with reference to drawings.

Es zeigen:

1 in einer Seitenansicht ein zweispuriges Kraftfahrzeug mit einer Dachreling;
2 eine Seitenschnittdarstellung entlang der Schnittebene A-A aus der 1;
3 in einer perspektivischen Teilansicht ein inneres Blech-Seitenteil eines Dachrahmen-Längsträgers mit einer Befestigungsstelle für die Dachreling;
4 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Herstellung des inneren Blech-Seitenteils;
5 bis 7 ein zweites Ausführungsbeispiel in Ansichten entsprechend der 2 bis 4.

Show it:

1 in a side view, a two-track motor vehicle with a roof rail;
2 a side sectional view along the section plane AA from FIG 1 ;
3 in a perspective partial view of an inner sheet metal side part of a roof frame side member with a fastening point for the roof rails;
4 a view illustrating the manufacture of the inner sheet metal side part;
5 until 7 a second embodiment in views corresponding to FIG 2 until 4 .

In der 1 ist ein zweispuriges Kraftfahrzeug in einer Seitenansicht gezeigt. Am Fahrzeugdach 1 des Kraftfahrzeugs in eine Dachreling 3 montiert. Diese ist in der 1 aus einer in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufenden Längsstrebe 5 gebildet, die front- und heckseitig über Stützfüße 7 am Fahrzeugdach 1 montiert sind. Das Fahrzeugdach 1 weist einen Dachrahmen auf, der aus nicht gezeigten Dachrahmen-Querträgern sowie seitlichen Dachrahmen-Längsträgern 9 ausgebildet ist, deren Querschnitt in der 2 gezeigt ist. Die Längsträger 9 sowie die Querträger des Dachrahmens tragen ein Außenblech 11.In the 1 a two-track motor vehicle is shown in a side view. Mounted in a roof rail 3 on the vehicle roof 1 of the motor vehicle. This is in the 1 formed from a longitudinal strut 5 running in the vehicle longitudinal direction x, which is mounted on the front and rear of the vehicle roof 1 via support feet 7 . The vehicle roof 1 has a roof frame, which is formed from roof frame cross members, not shown, and lateral roof frame longitudinal members 9, the cross section of which is shown in FIG 2 is shown. The side members 9 and the cross members of the roof frame carry an outer panel 11.

Wie aus der 2 weiter hervorgeht, ist der vordere Stützfuß 7 der Dachreling 3 an einer Befestigungsstelle 13 am Dachrahmen-Längsträger 9 verschraubt. Der Dachrahmen ist in der 2 aus einem ersten, in der Fahrzeugquerrichtung y fahrzeuginnen liegenden Blech-Seitenteil 15 und einem zweiten, in der Fahrzeugquerrichtung y fahrzeugaußen liegenden Seitenteil 17 aufgebaut. Die beiden Seitenteile 15, 17 weisen jeweils einen schalenförmigen Querschnitt auf und sind unter Bildung eines Hohlprofils 19 an seitlichen Randflanschen 21, 23 zu einer fahrzeuginneren Flanschverbindung 25 und einer fahrzeugäußeren Flanschverbindung 27 zusammengefügt (d.h. punktverschweißt). Die Randflansche 21, 23 der inneren Flanschverbindung 25 des Dachrahmen-Längsträgers 9 sind dabei in etwa horizontal ausgerichtet und ragen in der Fahrzeugquerrichtung y nach fahrzeuginnen ab. Die Randflansche 21, 23 der äußeren Flanschverbindung 27 sind dagegen in etwa in der Fahrzeughochrichtung z ausgerichtet.How from the 2 further shows that the front support foot 7 of the roof rails 3 is screwed to a fastening point 13 on the roof frame longitudinal member 9 . The roof frame is in the 2 made up of a first sheet metal side part 15, which is on the inside of the vehicle in the vehicle transverse direction y, and a second side part 17, which is on the outside of the vehicle in the vehicle transverse direction y. The two side parts 15, 17 each have a bowl-shaped cross section and are joined together (ie spot-welded) at lateral edge flanges 21, 23 to form a hollow profile 19 to form a flange connection 25 on the inside of the vehicle and a flange connection on the outside of the vehicle. The edge flanges 21, 23 of the inner flange connection 25 of the roof frame side member 9 are aligned approximately horizontally and protrude in the vehicle transverse direction y towards the inside of the vehicle. The edge flanges 21, 23 of the outer flange connection 27, on the other hand, are aligned approximately in the vertical direction z of the vehicle.

Sowohl das äußere Seitenteil 17 als auch das innere Seitenteil 15 des Dachrahmen-Längsträgers 9 sind in einem Tiefziehprozess schalenförmig hergestellt. In der, in der 2 gezeigten Einbaulage weist das innere Seitenteil 15 in der Fahrzeugquerrichtung y einen fahrzeugäußeren Schalenboden 29 auf, von dem obere und untere Seitenwände 31, 33 nach fahrzeuginnen hochgezogen sind. An den oberen/unteren Seitenwänden 31, 33 sind jeweils die Randflansche 21, 23 ausgebildet.Both the outer side part 17 and the inner side part 15 of the roof frame side member 9 are made in a shell-shaped manner in a deep-drawing process. In the, in the 2 In the installed position shown, the inner side part 15 has a shell base 29 on the outside of the vehicle in the vehicle transverse direction y, from which the upper and lower side walls 31, 33 are pulled up towards the inside of the vehicle. Edge flanges 21, 23 are formed on the upper/lower side walls 31, 33, respectively.

Gemäß den 2 und 3 weist die Befestigungsstelle 13 für die Dachreling 3 zwei in der Fahrzeuglängsrichtung x hintereinander angeordnete Schraublöcher 35 auf. Die Schraublöcher 35 sind gemäß der 2 unmittelbar in den Randflanschen 21, 23 der inneren Flanschverbindung 25 ausgebildet. In der Zusammenbaulage ist der frontseitige Stützfuß 7 der Dachreling in einer nur angedeuteten Schraubverbindungen 37 mit den Schraublöchern 35 des Dachrahmen-Längsträgers 9. In der 2 (und auch in der 5) besteht die Schraubverbindung 37 aus einem Schraubbolzen, mittels dem der Stützfuß 7 an einer Haltekonsole 12 verschraubt ist, die wiederum an der inneren Flanschverbindung 25 befestigt ist. In diesem Fall dient das Schraubloch 35 als ein Zugangsloch für einen Werkzeugzugriff zum Schraubbolzen.According to the 2 and 3 the fastening point 13 for the roof rails 3 has two screw holes 35 arranged one behind the other in the longitudinal direction x of the vehicle. The screw holes 35 are according to 2 formed directly in the edge flanges 21, 23 of the inner flange connection 25. In the assembled position, the front support leg 7 is the roof rail in a screw connection 37, which is only indicated, with the screw holes 35 of the roof frame longitudinal member 9. In the 2 (and also in the 5 ) The screw connection 37 consists of a screw bolt, by means of which the support foot 7 is screwed to a holding bracket 12, which in turn is fastened to the inner flange connection 25. In this case, the bolt hole 35 serves as an access hole for tool access to the bolt.

Gemäß den 2 bis 4 ist jedes Schraubloch 35 mit einem ringförmigen Verstärkungsabschnitt 39 eines Blech-Verstärkungsteils 41 umzogen. Die beiden Verstärkungsabschnitte 39 ergeben im Öffnungsrandbereich des jeweiligen Schraubloches 35 eine Materialverdickung, wodurch in einem später beschriebenen Seitencrashfall F_A die Rissgefahr im Bereich der Schraublöcher 35 reduziert ist.According to the 2 until 4 each screw hole 35 is surrounded by an annular reinforcement section 39 of a sheet metal reinforcement part 41 . The two reinforcement sections 39 result in a thickening of the material in the opening edge area of the respective screw hole 35, as a result of which the risk of tearing in the area of the screw holes 35 is reduced in the event of _a side crash FA described later.

In den Figuren ist das Blech-Verstärkungsteil 41 an der, dem Schaleninnenraum zugewandten Seite des inneren Blech-Seitenteils 15 des Dachrahmen-Längsträgers 9 positioniert. Dadurch ergibt sich im Bereich der inneren Flanschverbindung 25 ein Dreilagenaufbau bestehend aus den beiden Randflanschen 21, 23 und dem Blech-Verstärkungsteil 41. Alternativ dazu kann das Blech-Verstärkungsteil 41 jedoch auch an der, dem Schaleninnenraum abgewandten Seite des äußeren Blech-Seitenteils 17 des Dachrahmen-Längsträgers 9 positioniert sein.In the figures, the sheet metal reinforcement part 41 is positioned on the side of the inner sheet metal side part 15 of the roof frame side member 9 that faces the interior of the shell. This results in a three-layer structure in the area of the inner flange connection 25 consisting of the two edge flanges 21, 23 and the sheet metal reinforcement part 41. Alternatively, the sheet metal reinforcement part 41 can also be attached to the side of the outer sheet metal side part 17 of the Roof frame side member 9 be positioned.

Bei einem Pfahl-Seitencrash F_A bilden die inneren und äußeren Flanschverbindungen 25, 27 jeweils in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufende Lastpfade L_innen, L_außen. Der innere Lastpfad L_innen entlang der inneren Flanschverbindung 25 ist dabei mit in der Fahrzeuglängsrichtung x ausgerichteten Zugkräften beaufschlagt, während der äußere Lastpfad L_außen entlang der äußeren Flanschverbindung 27 mit Druckkräften beaufschlagt ist. Die Dachreling-Schraublöcher 35 in der inneren Flanschverbindung 25 führen im Seitencrashfall zu einer Störung des Kraftflusses (aufgrund einer Reduzierung des tragenden Kraftfluss-Querschnitts im Bereich der Schraublöcher) und damit gegebenenfalls zu einem Reißen des Dachrahmen-Längsträgers 9. Mittels des Blech-Verstärkungsteils 41 wird der verfügbare tragende Kraftfluss-Querschnitt im Bereich der Schraublöcher 35 erhöht, wodurch die Spannungsverteilung im Bereich der Schraublöcher 35 vergleichmäßigt wird und die Rissgefahr reduziert wird.In the event of a pole side crash F _A , the inner and outer flange connections 25, 27 each form load paths L _inside , L _outside running in the longitudinal direction x of the vehicle. The inner load path L on the _inside along the inner flange connection 25 is subjected to tensile forces aligned in the vehicle longitudinal direction x, while the outer load path L on the _outside along the outer flange connection 27 is subjected to compressive forces. In the event of a side crash, the roof railing screw holes 35 in the inner flange connection 25 disrupt the flow of forces (due to a reduction in the load-bearing force flow cross-section in the area of the screw holes) and thus possibly cause the roof frame longitudinal member 9 to tear. By means of the sheet metal reinforcement part 41 the available supporting force flow cross-section in the area of the screw holes 35 is increased, whereby the stress distribution in the area of the screw holes 35 is evened out and the risk of cracking is reduced.

In der 3 sind die beiden ringförmigen Verstärkungsabschnitte 39 über einen Verbindungssteg 43 miteinander verbunden. Der Verbindungssteg 43 ist im Vergleich zu den beiden Verstärkungsabschnitten 39 in der Fahrzeugquerrichtung y schmal (d.h. als eine Einschnürung) ausgeführt, um den im Seitencrashfall tragenden Kraftfluss-Querschnitt zwischen den beiden Schraublöchern 35 nicht übermäßig zu erhöhen.In the 3 are the two annular reinforcing portions 39 via a connection web 43 connected to each other. The connecting web 43 is narrow in comparison to the two reinforcement sections 39 in the vehicle transverse direction y (ie as a constriction) in order not to excessively increase the load-bearing cross-section of force flow between the two screw holes 35 in the event of a side crash.

Nachfolgend wird anhand der 4 das Verfahren zur Herstellung des inneren Blech-Seitenteils 15 beschrieben. Demzufolge wird das Blech-Verstärkungsteil 41 zunächst mit dem noch unverformten Blech-Seitenteil 15 zu einem Bauteilverbund 50 verschweißt. Anschließend erfolgt ein Warmumformprozess, bei dem der Bauteilverbund 50 zunächst erhitzt wird und anschließend in einer Tiefziehpresse 45 warmumgeformt und gleichzeitig abgeschreckt wird (Presshärtung).The following is based on the 4 the method for manufacturing the inner sheet metal side part 15 is described. Accordingly, the sheet metal reinforcement part 41 is first welded to the still undeformed sheet metal side part 15 to form a component assembly 50 . A hot-forming process then takes place, in which the composite component 50 is first heated and then hot-formed in a deep-drawing press 45 and quenched at the same time (press hardening).

In der 4 ist ein Zustand nach erfolgtem Warmumformprozess angedeutet, bei dem das innere Blech-Seitenteil 15 bereits pressgehärtet ist und noch in Anlage mit einer ortsfesten Matrize 46 der Tiefziehpresse 45 ist. Der hubverstellbare Stempel 47 der Tiefziehpresse 45 ist dabei in einer Entformungsrichtung E von der Matrize 46 wegbewegt. Wie aus der 4 hervorgeht, ergibt sich an der Blechkante 49 des Blech-Verstärkungsteils 41 ein Hinterschneidungsbereich 51, der keine definierte Formgebung erlaubt und an dem wärmeleitender Kontakt zwischen dem Stempel 47 und dem Bauteilverbund nicht möglich ist, so dass hier keine einwandfreie Härtung erfolgt.In the 4 a state is indicated after the hot forming process has taken place, in which the inner sheet metal side part 15 has already been press-hardened and is still in contact with a stationary die 46 of the deep-drawing press 45 . The stroke-adjustable punch 47 of the deep-drawing press 45 is moved away from the die 46 in a demoulding direction E. How from the 4 As can be seen, there is an undercut area 51 on the sheet metal edge 49 of the sheet metal reinforcement part 41, which does not allow a defined shape and on which thermally conductive contact between the stamp 47 and the composite component is not possible, so that proper hardening does not take place here.

Um diese Problematik zu vermeiden, weist das in den 5 bis 7 gezeigte Blech-Verstärkungsteil 41 zusätzlich einen Basisabschnitt 53 auf. Mit dem Basisabschnitt 53 ist das Blech-Verstärkungsteil 41 von der oberen Seitenwand 31 des inneren Blech-Seitenteils 15 bis zum Schalenboden 29 verlängert. Auf diese Weise ist die Blechkante 49 unmittelbar am Schalenboden 29 positioniert, so dass sich keine Hinterschneidung mehr bildet. Entsprechend ist gemäß der 7 die Negativform der Blechkante 49 in der Formfläche des Stempels 47 nachgebildet, wodurch eine betriebssichere Härtung sowie Formgebung des Bauteilverbunds erfolgen kann.In order to avoid this problem, the 5 until 7 Sheet metal reinforcement part 41 shown additionally has a base section 53 . The sheet metal reinforcement part 41 is extended by the base section 53 from the upper side wall 31 of the inner sheet metal side part 15 to the shell bottom 29 . In this way, the sheet metal edge 49 is positioned directly on the shell bottom 29, so that no undercut is formed. According to the 7 the negative shape of the sheet metal edge 49 is reproduced in the mold surface of the stamp 47, as a result of which reliable hardening and shaping of the composite component can take place.

Zudem weist in den 5 bis 7 das Blech-Verstärkungsteil 41 zwischen den beiden ringförmigen Verstärkungsabschnitten 39 eine Material-Ausnehmung 55 auf. Die Material-Ausnehmung 55 ist in der Fahrzeuglängsrichtung x betrachtet in Flucht zwischen den beiden Schraublöchern 35 angeordnet. Auf diese Weise ist - im Unterschied zu den 2 bis 4 - der tragende Kraftfluss-Querschnitt zwischen den beiden Schraublöchern 35 nicht erhöht, wodurch im Vergleich zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel der für den Lastpfad L_innen verfügbare Kraftfluss-Querschnitt über die Fahrzeuglängsrichtung x weiter vergleichmäßigt wird.In addition, points in the 5 until 7 the sheet metal reinforcement part 41 has a material recess 55 between the two annular reinforcement sections 39 . The material recess 55 is arranged in alignment between the two screw holes 35 when viewed in the vehicle longitudinal direction x. This way is - in contrast to the 2 until 4 - The load-bearing force flow cross-section between the two screw holes 35 is not increased, whereby the force flow cross-section available _inside for the load path L over the vehicle longitudinal direction x is further evened out compared to the previous exemplary embodiment.

Claims

Body structure for a vehicle, with at least one roof frame longitudinal member (9) laterally delimiting a vehicle roof (1) in the vehicle transverse direction (y), which is constructed from shell-shaped sheet metal side parts (15, 17) to form a hollow profile (19), the edge flanges (21, 23) of which are joined together to form at least one flange connection (25, 27), the edge flanges (21, 23) of the flange connection (25, 27) being designed with at least one screw hole (35) for fastening a roof rail (3). , and the flange connection (25, 27) forms a load path (L _inside ) in the vehicle longitudinal direction (x) in the event of a side crash (F _A ), which is subjected to tensile forces aligned in the vehicle longitudinal direction (x), characterized in that in order to reduce a in the side crash (F _A ) occurring risk of cracking at the screw hole (35) a thickened material is provided at an opening edge area of the screw hole (35).

body structure claim 1 , characterized in that the material thickening is realized by a three-layer structure, in which the two edge flanges (21, 23) and a sheet metal reinforcement part (41) are joined together.

body structure claim 2 , characterized in that the sheet metal reinforcement part (41) is in material connection with an edge flange (23) of a sheet metal side part (15, 17), in particular on its side facing away from the other edge flange (21).

body structure claim 3 , characterized in that at least one sheet metal side part (15, 17) can be produced in a hot forming process, in which the still unformed sheet metal side part (15, 17) is first heated and then hot formed in a deep-drawing press and quenched at the same time, and that in particular the sheet metal reinforcement part (41) is connected to the still undeformed first sheet metal side part (15) before the hot forming process is carried out.

body structure claim 3 , characterized in that the sheet metal reinforcement part (41) is connected to the sheet metal side part (15, 17) by means of an adhesive, in particular after the hot forming process.

Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the roof rails (3) have at least one longitudinal strut (5) which is attached to the longitudinal roof frame member (9) with front or rear support feet (7), and that in particular a support foot (7) is attached to two screw holes (35) spaced apart from one another, which lie in the load path (L _inside ), and that each of the two screw holes (35) is surrounded by an annular reinforcement section (39) of a common sheet metal reinforcement part (41).

body structure claim 6 , characterized in that the two ring-shaped reinforcement sections (39) of the sheet metal reinforcement element (41) merge into one another with a connecting web (43) which is particularly narrow in the vehicle transverse direction (y).

body structure claim 5 or 6 , characterized in that the sheet metal reinforcement element (41) has a material recess (55) between the two annular reinforcement sections (39), and that the material recess (55) in the load path (L _inside ) in the vehicle longitudinal direction (x) is arranged in alignment between the two screw holes (35).

Body structure according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second sheet metal side parts (15, 17) of the roof frame longitudinal member (9) are attached to an outer flange connection (27) in the vehicle transverse direction (y) and to an inner flange connection (25 ) are joined together, and that the screw hole (35) for fastening the roof rail (3) in the edge flanges (21, 23) of the vehicle-internal flange connection (25) is formed.