DE102007032246B4

DE102007032246B4 - Kraftfahrzeugkarosserie mit seitlichen Schwellern

Info

Publication number: DE102007032246B4
Application number: DE102007032246.3A
Authority: DE
Inventors: Roberto Oggiano; Wolfgang Neumann; Siegfried Walter; Mario Schilling
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2027-07-12
Also published as: DE102007032246A1

Abstract

Kraftfahrzeugkarosserie mit einem seitlichen Schweller (1), der ein Blechinnenteil (2) und ein mit diesem verbundenes, nach außen abstehendes Blechaußenteil (4) aufweist, wobei zwischen dem Blechinnenteil (2) und dem Blechaußenteil (4) ein Verstärkungsteil (3) mit einem sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden hutförmigen Profil angeordnet ist, das mit dem Blechinnenteil (2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Stelle in Längsrichtung des Schwellers (1) mindestens ein Prallelement (7) zwischen dem Blechaußenteil (4) und dem Verstärkungsteil (3) angeordnet ist, welches einen U-förmigen Querschnitt aufweist und vertikal ausgerichtet ist, wobei die freien Enden (8) des Prallelements (7) an die Kontur des Blechaußenteils (4) angepasst sind, wobei die gegenüberliegenden Wände des Prallelements (7) jeweils mindestens einen zu der jeweiligen Wand lotrechten Fuß (9) aufweisen, der mit dem Blechaußenteil (4) verbunden ist, und wobei ein die gegenüberliegenden Wände verbindendes Bodenteil (14) des Prallelements (7) an dem Verstärkungsteil (3) anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem seitlichen Schweller, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Schweller eines Kraftfahrzeugs ist ein wesentliches Trag- und Stützelement einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere soll der Schweller eine stabile Barriere bei einem Seitencrash gegen eine Eindrückung der Fahrgastzelle darstellen. Nach dem Stand der Technik wird der Schweller mit Verstärkungselementen versehen, um die Steifigkeit des Schwellers zu erhöhen.
Aus der DE 195 28 874 C2 ist ein Türschweller mit einer Außenschale und einer Innenschale sowie einem Stegblech bekannt. Letzteres unterteilt den nach Art eines Hohlprofilträgers ausgebildeten Türschweller in eine erste Hohlkammer und eine zweite Hohlkammer. Als Verstärkungsmittel zur Übertragung einer Aufprallkraft ist eine Profilanordnung vorgesehen, deren wesentliche Elemente ein sich längs erstreckendes Profilteil und ein Distanzprofilteil sind. Diese bilden mit dem Stegblech zusammen einen Bauteilverbund und können gegebenenfalls mit wenigstens einer der beiden Schalen des Türschwellers verbunden sein. Sowohl das Profilteil als auch das Distanzprofilteil sind hut- oder hornartig ausgebildet und weisen flächig ausgebildete Krafteinleitungsbereiche auf, die entweder mit den umgebenen Blechschalen direkt verbunden sind oder zu diesen nur einen geringfügigen Abstand aufweisen.
Aus der DE 100 32 342 A1 ist ein Schweller bekannt, der im Wesentlichen aus einem Blechinnenteil und einem mit diesem verbundenen, nach außen abstehenden Blechaußenteil besteht, das einen zumindest annähernd lotrecht verlaufenden Wandungsabschnitt aufweist. An dem etwa lotrechten Wandungsabschnitt des Blechaußenteils ist ein sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes Versteifungsteil befestigt.
Aus der DE 100 28 716 B4 ist ein Seitenschweller mit einem geschlossenen Querschnitt bekannt, der durch ein Karosserieseitenteilblech und ein Seitenschwellerblech gebildet ist. Innerhalb des geschlossenen Querschnitts befinden sich eine äußere Seitenschwellerverstärkung und eine innere Seitenschwellerverstärkung. Der obere Flansch und der untere Flansch der inneren Seitenschwellerverstärkung sind durch Punktschweißen mit dem oberen Flansch bzw. dem unteren Flansch des inneren Seitenschwellerblechs verbunden. Der untere Flansch der inneren Seitenschwellerverstärkung ist mit einem unteren Flansch des Seitenschwellerteils des äußeren Karosserieseitenblechs verbunden.
Aus der DE 10 2005 009 162 A1 ist ein Kraftfahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
DE 103 25 928 A1 und WO 01/83206 A1 offenbaren weiteren Stand der Technik.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem seitlichen Schweller bereitzustellen, bei dem ein gewichtsgünstiger Aufbau erreicht ist. Außerdem beschäftigt sich die vorliegende Erfindung mit dem Problem, eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem seitlichen Schweller bereitzustellen, bei dem ein verbesserter Schutz gegenüber Aufprallkräften von der Seite gewährleistet wird.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie erstrecken sich der seitliche Schweller und das Verstärkungsteil von einem Bereich zwischen einer A-Säule und einer B-Säule zu einem Bereich zwischen der B-Säule und einer C-Säule. Hierbei wird das Blechinnenteil über eine bestimmte Länge, die unter hoher Belastung steht, mit nur einem Verstärkungsteil verstärkt.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Figurenliste

1 die Beziehung zwischen dem Blechinnenteil und dem Verstärkungsteil in einer perspektivischen Ansicht nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 die Beziehung zwischen dem Blechinnenteil und anderen Bauteilen in einer perspektivischen Ansicht nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 ein Querschnitt an einer Stelle in Längsrichtung durch einen Schweller nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4 die Beziehung zwischen dem Blechaußenteil und einem Prallelement im Querschnitt nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
5 in einer perspektivischen Ansicht ein Prallelement in einem Schweller nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6 im Querschnitt die Beziehung zwischen einem Vorderprallelement und anderen Elementen im Schweller nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
7 im Querschnitt die Beziehung zwischen einem Abschottelement und anderen Elementen im Schweller nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
8 einen Querschnitt durch den Schweller an einer B-Säule nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In 1 ist ein Seitenschweller, der auf der rechten bzw. der linken Seite einer Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen ist, mit 1 bezeichnet. An der Vorderseite des Seitenschwellers 1 ragt aus diesem eine A-Säule 10 nach oben. Etwa in der Mitte des Seitenschwellers 1 ragt aus diesem eine mittlere B-Säule 11 nach oben und an dem Ende des Seitenschwellers 1 ragt aus diesem eine C-Säule 12 nach oben.
Der Schweller 1 besteht im Wesentlichen aus einem Blechinnenteil 2 und einem mit diesem verbundenen, nach außen abstehenden Blechaußenteil 4 (vgl. z.B. 3), wobei nach außen, von den Fahrzeuginsassen wegweisend, bedeutet. Das Blechaußenteil 4 und andere Bauteile sind in 1 zu Gunsten einer verbesserten Übersichtlichkeit weggelassen.
Das obere und das untere Ende des Blechinnenteils 2 können auf bekannte Weise jeweils mit dem oberen und dem unteren Ende des Blechaußenteils 4 verbunden werden.
Zwischen dem Blechinnenteil 2 und dem Blechaußenteil 4 ist ein Verstärkungsteil 3 angeordnet, das ein sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes im Wesentlichen U-förmiges Profil aufweist, was aus der 3 ersichtlich ist. Die freien Enden des Verstärkungsteils 3 sind mit Füßen 5 versehen, die durch eine bekannte Verbindungstechnik, wie Schweißen, Verkleben oder Nieten, mit dem Blechinnenteil 2 verbunden sind. Vorzugsweise sind die Füßen 5 an dem Blechinnenteil 2 durch Punktschweißen befestigt.
Das Verstärkungsteil 3 erstreckt von einem Bereich zwischen der A-Säule 10 und der B-Säule 11 zu einem Bereich zwischen der B-Säule 11 und der C-Säule 12. Vorzugsweise erstreckt das Verstärkungsteil 3 von der A-Säule 10 bis zu der C-Säule 12.
Das Verstärkungsteil 3 kann aus einem Blechteil gefertigt werden und kann auch in einem kostengünstigen Massenverfahren beispielsweise durch Walzprofilierung oder durch Strangpressprofilierung hergestellt werden. Als Material für das Verstärkungsteil 3 können sowohl Stahlwerkstoffe als auch Leichtmetallwerkstoffe, insbesondere Aluminium verwendet werden.
Das Blechaußenteil 4 ist zwischen einer Kunststoffblende 6 und dem Blechinnenteil 2 angeordnet und die Kunststoffblende 6 erstreckt sich von einem oberen Beriech des Blechaußenteils 4 bis zum untenliegenden Rand des Blechinnenteils 2 und kann mit diesem z.B. durch eine Klemm- oder Schnappwirkung lösbar verbunden sein. Die Kunststoffblende 6 kann am obenliegenden Rand des Blechaußenteils 4 oder des Blechinnenteils 2 mit diesem verclipst sein.
An mindestens einer Stelle in Längsrichtung des Schwellers 1 ist ein Prallelement 7, 15 zwischen dem Blechaußenteil 4 und dem Verstärkungsteil 3 zur Übertragung von seitlichen Aufprallkräften angeordnet. In 2 wird ein mittiges Prallelement 7 zwischen der A-Säule 10 und der B-Säule 11 und ein mittiges Prallelement 7 zwischen der B-Säule 11 und der C-Säule 12 gezeigt. Es kann aber mehr als zwei oder nur ein mittiges Prallelement 7 vorgesehen werden.
Die Prallelemente 7 weisen einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf und sind im Wesentlichen vertikal ausgerichtet d.h. die Längsachse des U-förmigen Profils liegt quer zur Fahrzeuglängsrichtung. Die Außenkontur des Prallelements 7 ist der Kontur des Blechaußenteils 4 angepasst, wie aus der 4 ersichtlich ist. Aus der 5 ist ersichtlich, dass die freien Enden 8 der gegenüberliegenden Wände des U-förmigen Querschnitts des Prallelements 7 eine Kontur aufweisen, die der Kontur des Blechaußenteils 4 angepasst ist. Dabei sind die mittigen Prallelemente so ausgebildet, eine von der Fahrzeugseite her einwirkende Aufprallkraft zu übertragen.
Des Weiteren weisen die gegenüberliegenden Wände des U-förmigen Querschnitts des Prallelements 7 jeweils mindestens einen zu der jeweiligen Wand lotrechten Fuß 9 auf, der durch Schweißen, Verkleben oder Nieten oder ähnlichen, mit dem Blechaußenteil 4 verbunden sein kann. Der Bodenteil 14 des U-förmigen Querschnitts des Prallelements 7 liegt an dem Verstärkungsteil 3 an, wie aus der 5 ersichtlich ist.
In der in 2 gezeigten Fahrzeugkarosserie ist ein mittiges Prallelement 7 in Längsrichtung des Schwellers 1 zwischen einem Vorderprallelement 15 und einem Abschottelement 16 angeordnet. Das Vorderprallelement 15 ist im Bereich der A-Säule 10 und zwischen dem Blechaußenteil 4, oder dem Fuß 18 der A-Säule, und dem Verstärkungsteil 3 angeordnet. In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Vorderprallelement 15 zum Blechaußenteil 4 oder zum Fuß der A-Säule 10 beabstandet angeordnet, wie aus der 6 ersichtlich ist. Des Weiteren erstreckt sich das Vorderprallelement 15 zwischen der A-Säule 10 und dem Verstärkungsteil 3 bis hin zu einer Gehäusewand (nicht gezeigt) eines Radkastens (nicht gezeigt). Das Vorderprallelement 15 ist ausgebildet, eine von einer Fahrzeugvorderseite her einwirkende Aufprallkraft, z.B. von einem Rad, zu übertragen. Das Vorderprallelement 15 kann ebenfalls ein im Wesentlichen U-förmiges Profil aufweisen, dessen gegenüberliegende Wände mit der Innenseite des Blechaußenteils 4 durch eine bekannte Verbindungstechnik, wie Schweißen, Verkleben oder Nieten verbunden sind. Das Vorderprallelement 15 kann aus einem Blechteil gefertigt werden und kann auch in einem kostengünstigen Massenverfahren beispielsweise durch Walzprofilierung oder durch Strangpressprofilierung hergestellt werden. Als Material für Vorderprallelement 15 können sowohl Stahlwerkstoffe als auch Leichtmetallwerkstoffe, insbesondere Aluminium verwendet werden.
In der in 2 gezeigten Fahrzeugkarosserie ist jeweils ein Abschottelement 16 zwischen dem mittigen Prallelement 7 und der B-Säule angeordnet. Die Abschottelemente 16 sind so ausgebildet, dass sie den Durchtritt von Flüssigkeiten und sonstigen Nässeelementen im Bereich zwischen dem Blechaußenteil 4 und dem Verstärkungsteil 3 in Fahrzeuglängsrichtung behindern. Die Abschottelemente 16 sind jeweils von einem Quellschaum 17 umgeben, wie aus der 7 ersichtlich ist. Die Abschottelemente 16 tragen außerdem zur weiteren Aussteifung des gesamten Schwellers bei.
Die B-Säule 11 kann im Fuß ein Verstärkungselement 19 aufweisen, das im Schweller 1 zwischen dem Verstärkungsteil 3 und dem Blechaußenteil 4 angeordnet ist, wie aus den 2 und 8 ersichtlich ist.

Claims

Kraftfahrzeugkarosserie mit einem seitlichen Schweller (1), der ein Blechinnenteil (2) und ein mit diesem verbundenes, nach außen abstehendes Blechaußenteil (4) aufweist, wobei zwischen dem Blechinnenteil (2) und dem Blechaußenteil (4) ein Verstärkungsteil (3) mit einem sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden hutförmigen Profil angeordnet ist, das mit dem Blechinnenteil (2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Stelle in Längsrichtung des Schwellers (1) mindestens ein Prallelement (7) zwischen dem Blechaußenteil (4) und dem Verstärkungsteil (3) angeordnet ist, welches einen U-förmigen Querschnitt aufweist und vertikal ausgerichtet ist, wobei die freien Enden (8) des Prallelements (7) an die Kontur des Blechaußenteils (4) angepasst sind, wobei die gegenüberliegenden Wände des Prallelements (7) jeweils mindestens einen zu der jeweiligen Wand lotrechten Fuß (9) aufweisen, der mit dem Blechaußenteil (4) verbunden ist, und wobei ein die gegenüberliegenden Wände verbindendes Bodenteil (14) des Prallelements (7) an dem Verstärkungsteil (3) anliegt.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sich der seitliche Schweller (1) und das Verstärkungsteil (3) von einem Bereich zwischen einer A-Säule (10) und einer B-Säule (11) zu einem Bereich zwischen der B-Säule (11) und einer C-Säule (12) erstrecken.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (3) mit dem Blechinnenteil (2) durch Schweißen verbunden ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (3) aus Blech gefertigt ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Blechaußenteil (4) eine Kunststoffblende (6) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Stelle in Längsrichtung des Schwellers (1) zwischen dem Blechaußenteil (4) und dem Verstärkungsteil (3) mindestens ein Abschottelement (16) angeordnet ist, das den Durchtritt von Flüssigkeiten und sonstigen Nässeelementen in Fahrzeuglängsrichtung behindert.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschottelement (16) von einem Quellschaum (17) umgeben ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine B-Säule (11) im Fuß ein Verstärkungselement (19) aufweist, das im Schweller (1) zwischen dem Verstärkungsteil (3) und dem Blechaußenteil (4) angeordnet ist.