-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Knotenstruktur für eine Fahrzeugkarosserie,
insbesondere eine Knotenstruktur für den Verbindungsbereich eines
Vertikalpfostens mit einem Dachlängsträger und
einem Dachquerträger
der Fahrzeugkarosserie, die durch ein Einlegeteil verstärkt ist.
-
Aus
der
DE 196 38 156
A1 ist eine Knotenstruktur für eine Fahrzeugkarosserie der
vorgenannten Art bekannt. Das darin beschriebene verstärkende Einlegeteil
weist einen an einem Dachquerträger anliegenden
und an diesem befestigten Abschnitt auf, der an den Querschnitt
des Dachquerträgers
angepasst ist. Vertikalpfostenseitig schließen sich an diesen Abschnitt
drei etwa senkrecht nach unten ragende Lappen an, die mit dem Vertikalpfosten
bzw. seinem oberen Endstück
verschraubt sind. Durch dieses Einlegeteil kann eine Deformation
des Vertikalpfostens im Dachbereich im Falle eines Seitenaufpralls
vermieden werden. Die Verwindungssteifheit der Fahrzeugkarosserie
wird jedoch in diesem Verbindungsbereich nicht wesentlich erhöht Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, eine Knotenstruktur für eine Fahrzeugkarosserie
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, dass diese
eine erhöhte
Verwindungssteifigkeit aufweist.
-
Diese
Aufgabe wird bei einer Knotenstruktur nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind in den Unteransprüchen
aufgeführt.
-
Die
Erfindung besteht darin, dass das Einlegeteil im Bereich des Dachlängsträgers eine
Schottwand aufweist, deren Flächennormale
sich etwa in Längsrichtung
des Dachlängsträgers erstreckt. Durch
die derart ausgerichtete Schottwand wird die Verwindungssteifigkeit
des Verbindungsbereiches von Dachlängsträger und Vertikalpfosten bzw.
von Dachlängsträger, Vertikalpfosten
und Dachquerträger
wesentlich erhöht.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung umfasst das Einlegeteil einen unteren, sich
etwa parallel zu dem Vertikalpfosten erstreckenden Abschnitt, der
einen Schenkel aufweist, der in die Schottwand übergeht, wobei vorzugsweise
der in die Schottwand übergehende Schenkel
des unteren Abschnitts des Einlegeteils an einem ersten Schenkel
des Vertikalpfostens anliegt und an diesem befestigt ist. Der unten
an dem Vertikalpfosten anliegende Schenkel setzt sich als Schottwand
durch den Dachlängsträger hindurch
fort.
-
Vorteilhafterweise
weist der untere Abschnitt des Einlegeteils einen U-förmigen Querschnitt
auf, wobei der in die Schottwand übergehende Schenkel (Wandungsteil)
die Querstrebe des U bildet. Vorzugsweise kann einer der beiden
anderen Schenkel des U an einem zweiten Schenkel des Vertikalpfostens
anliegen und ebenfalls an diesem befestigt sein.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung umfasst das Einlegeteil einen oberen Abschnitt,
der ebenfalls einen Schenkel aufweist, der in die Schottwand übergeht,
wobei dieser Schenkel vorzugsweise an einem ersten Schenkel des
Dachquerträgers
anliegt und an diesem befestigt ist. Hierzu weist der obere Abschnitt
des Einlegeteils vorzugsweise einen im wesentlichen Z-förmigen Querschnitt
auf, wobei der in die Schottwand übergehende Schenkel der mittlere
der drei Schenkel ist. In der Regel ist der Dachquerträger im Verbindungsbereich
mit dem Dachlängsträger mit
einem im wesentlichen nach oben offenen U-förmigen Querschnitt versehen,
wobei obere, sich an die freien Enden der Schenkel des U anschließende, nach
außen abgewinkelte
Auflageflächen
vorgesehen sind. Vorteilhafterweise liegt der in die Schottwand übergehende
Schenkel des oberen Abschnitts des Einlegeteils an einem einen Schenkel
des U bildenden Schenkel des Dachquerträgers an und ist an diesem befestigt.
Die Schottwand geht also im Bereich des Dachquerträgers in
einen vertikal ausgerichteten Schenkel über, der seitlich an einem
U-Schenkel des Dachquerträgers
befestigt ist, wobei die Schottwand nach unten in den sich nach
außen
weg erstreckenden Schenkel des unteren U-förmigen Abschnitts des Einlegeteils übergeht,
der die Querstrebe des U bildet und an einem entsprechend ausgerichteten Schenkel
des Vertikalpfostens befestigt ist. Die sich auf diese Weise in
Richtung des Dachquerträgers und
in Richtung des Vertikalpfostens fortsetzende Schottwand gewährleistet
eine ausgesprochen hohe Verwindungssteifheit der Knotenstruktur
selbst bei geringen Materialstärken
des Einlegeteils.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung weist der Dachlängsträger im Verbindungsbereich zum
Dachquerträger
eine sich etwa in Richtung des Dachquerträgers erstreckende und diesen überlappende
Ausbuchtung auf, deren Querschnitt etwa dem des Dachquerträgers in diesem
Bereich entspricht, wobei das Einlegeteil vorzugsweise im Überlappbereich
der beiden zwischen der Ausbuchtung und dem Dachquerträger angeordnet
ist. Durch diese Ausführung
der Knotenstruktur wird die Stabilität und Verwindungssteifheit
weiter erhöht.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung geht der an der oberen Auflagefläche des
Dachquerträgers
anliegende Schenkel des oberen Abschnitts des Einlegeteils im Bereich
des Dachlängsträgers in
einen Schenkel über,
der sich etwa senkrecht von der Schottwand weg erstreckt und in
den Schenkel des unteren Abschnitts des Einlegeteils übergeht,
der nicht an einem Schenkel des Vertikalpfostens anliegt. Auf diese
Weise ist zusätzlich
zu der sich nach unten und in Richtung des Dachquerträgers fortsetzenden
Schottwand ein weiterer jeweils immer etwa senkrecht zu dieser ausgerichteter
Schenkel gegeben, der sich über
die gesamte Länge
des Einlegeteils erstreckt. Die senkrechte Ausrichtung der beiden
Schenkel zueinander über
die gesamte Länge
des Einlegeteils erhöht
die Stabilität
und Verwindungssteifheit des Verbindungsbereichs zusätzlich.
-
Bei
der Ausführungsform
ohne sich an den Verbindungsbereich anschließenden Dachquerträger setzt
sich vorteilhafterweise ein an einem Schenkel des Vertikalpfostens
anliegender Schenkel des unteren Abschnitts des Einlegeteils in
einen Schenkel fort, der an einem Schenkel des Dachlängsträgers in
dessen Längsrichtung
anliegt. Jeweils senkrecht zu diesen beiden Schenkeln erstreckt
sich die Schottwand sowie der sich nach unten an die Schottwand
anschließende
Schenkel, der an einem zweiten Schenkel des Vertikalpfostens anliegt
und an diesem befestigt ist. Auch hier tragen die beiden sich über die gesamte
Länge des
Einlegeteils etwa senkrecht zueinander erstreckenden Schenkel zur
Stabilität
und Verwindungssteifheit des Verbindungsbereichs zwischen Vertikalpfosten
und Dachlängsträger bei.
-
Das
Einlegeteil kann entweder einstückig aus
Blech gefertigt sein oder aber aus zwei oder mehr Blechteilen gefertigt
sein, die etwa im Bereich der Schottwand aneinander gefügt sind.
-
Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlich
anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
-
1 eine perspektivische Ansicht
vom Kreuzungsbereich des Dachlängsträgers, Dachquerträgers und
Vertikalpfostens einer Fahrzeugkarosserie mit einem erfindungsgemäßen Einlegeteil;
-
2 eine Ansicht gemäß dem Pfeil
II in 1;
-
3 eine perspektivische Ansicht
des erfindungsgemäßen Einlegeteils
gemäß 1;
-
4 eine teilweise geschnittene
Seitenansicht vom Kreuzungsbereich nach 1;
-
5a eine teilweise geschnittene
Draufsicht auf den Kreuzungsbereich gemäß 1;
-
5b eine Schnittansicht gemäß dem Pfeil Vb
in 2;
-
5c eine Schnittansicht gemäß dem Pfeil Vc
in 2;
-
6 eine perspektivische Seitenansicht
auf den Verbindungsbereich von Dachlängsträger und Vertikalpfosten mit
einer alternativen Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Einlegeteils
bei einer Fahrzeugkarosserie ohne Dachquerträger in dem dargestellten Verbindungsbereich;
-
7 eine Schnittansicht gemäß dem Pfeil VII
in 6;
-
8 eine Schnittansicht gemäß dem Pfeil VIII
in 6.
-
Es
wird zunächst
Bezug genommen auf die 1 bis 6, in denen der Verbindungsbereich
eines Dachlängsträgers 2,
eines Dachquerträgers 3 und
eines Vertikalpfostens 1 einer Fahrzeugkarosserie abgebildet
ist. Der Vertikalpfosten 1 kann beispielsweise die B- oder
C-Säule
der Karosserie sein. Im Bereich der Anbindung des Dachquerträgers 3 an den
Dachlängsträger 2 weist
dieser eine etwa U-förmige
Ausbuchtung 5 nach oben und hinten (2) auf. Die U-förmige Ausbuchtung 5 umfasst
eine untere, in 1 quer
verlaufende Fläche 5a,
zwei schräg nach
oben verlaufende, etwa den Schenkeln eines U entsprechende Flächen 5b, 5c sowie
an den Enden der U-Schenkel
angeschlossene, jeweils etwa horizontal nach außen abgewinkelte Auflageflächen 5d, 5e (5b).
-
Auf
der Ausbuchtung 5 liegt ein oberer Abschnitt 6 des
Einlegeteils 4 (3)
etwa Z-förmig auf. Aus 5b ist ersichtlich, dass
dabei ein unterer, etwa waagerecht verlaufender Schenkel 6a des
oberen Abschnitts 6 des Einlegeteils 4 fast auf
der gesamten Breite der unteren Fläche 5a der Ausbuchtung 5 aufliegt.
An diesen Schenkel 6a schließt sich ein um etwa 90° nach oben
abgewinkelter Schenkel 6b an, der an dem Schenkel 5b der
Ausbuchtung 5 anliegt. Der vertikal verlaufende Schenkel 6b ist
an seinem oberen Ende um etwa 90° abgewinkelt
und geht in einen oberen, waagerecht verlaufenden Schenkel 6c über, der
auf der linken Auflagefläche 5d der
Ausbuchtung 5 aufliegt. Insgesamt verleihen somit die drei
Schenkel 6a, 6b, 6c, die in 1 bzw. 5b etwa an der linken Hälfte der
Ausbuchtung 5 anliegen, dem oberen Abschnitt 6 des
Einlegeteils 4 eine Z-förmige
Form.
-
Auf
dem dachseitigen Endbereich der Ausbuchtung 5 und auf dem
oberen Abschnitt 6 des Einlegeteils 4 liegt der
Dachquerträger 3 auf,
der in diesem Bereich einen ähnlichen
Querschnitt aufweist wie die Ausbuchtung 5. Dies ist aus 5c ersichtlich, in der eine
untere Fläche 3a,
zwei sich von dieser Fläche
nach oben erstreckende Schenkel 3b und 3c sowie
zwei sich an deren obere Enden anschließende, sich von diesen etwa
waagerecht nach außen erstreckende
Auflageflächen 3d und 3e des
Dachquerträgers 3 zu
erkennen sind. Der Dachquerträger 3 liegt
im rechten Teil der Ausbuchtung 5 auf dieser auf, wohingegen
er im linken Teil auf dem auf der Ausbuchtung 5 aufliegenden
oberen Abschnitts 6 des Einlegeteils 4 aufliegt.
-
Im
Bereich des Dachlängsträgers 2 schließt sich
an den oberen Abschnitt 6 des Einlegeteils 4 (3) ein Übergangsabschnitt 7 und
an diesen ein unterer, parallel zu dem Vertikalpfosten 1 verlaufender
Abschnitt 8 an. In dem Übergangsabschnitt 7 des Einlegeteils 4 endet
ein Schenkel 7a, der eine Verlängerung des unteren, waagerecht
verlaufenden Schenkels 6a darstellt, an einem Einschnitt 9,
der etwa in dem Übergangsbereich
zwischen Dachlängsträger 2 und
Vertikalpfosten 1 angeordnet ist. Von dem Einschnitt 9 an
ist der sich an die Schenkel 6a, 7a anschließende Teil
des Einlegeteils 4 nach unten und anschließend nach
links in 3 etwa um insgesamt
180° umgebogen,
so dass der etwa parallel zum Vertikalpfosten 1 verlaufende
Abschnitt 8 des Einlegeteils 4 einen im wesentlichen
U-förmigen Querschnitt
aufweist, wie dies aus 5a ersichtlich ist.
Der untere Abschnitt 8 des Einlegeteils 4 umfasst einen
die Querstrebe des U bildenden Wandungsteil 8a sowie zwei
von diesem etwa rechtwinklig abgewinkelte Schenkel 8b, 8c.
-
Der
im oberen Abschnitt 6 des Einlegeteils 4 vertikal
ausgerichtete Schenkel 6b geht in dem Übergangsabschnitt 7 des
Einlegeteils 4 in einen ebenfalls vertikal ausgerichteten
Schenkel über
und bildet im Bereich des Dachlängsträgers 2 eine
Schottwand 7b, die den Dachlängsträger 2 in eine linke
und eine rechte Hälfte
teilt (4). Der die Schottwand 7b bildende
vertikale Schenkel geht in den die Querstrebe des U bildenden Wandungsteil 8a des
unteren Abschnitts 8 des Einlegeteils 4 über (3).
-
Der
obere, waagerecht verlaufende Schenkel 6c des Einlegeteils 4,
der im Bereich der Ausbuchtung 5 auf der Auflagefläche 5d aufliegt,
geht in den Schenkel 7c des Übergangsabschnitts 7,
der im Bereich der Anbindung des Vertikalpfostens 1 an
den Dachlängsträger 2 eine
sich über
den Anbindungsbereich erstreckende Abbiegung von etwa 70° aufweist, und
danach in den Schenkel 8c des Abschnitts 8 über.
-
Wie
aus 5a ersichtlich ist,
weist der Vertikalpfosten 1 einen etwa L-förmigen Querschnitt
mit einem etwa senkrecht zur Fahrzeugkarosserie abstehenden Schenkel 1a und
einem sich fahrzeuginnenseitig an diesen anschließenden und
etwa parallel zum Dachlängsträger 2 verlaufenden
Schenkel 1b auf. Gestrichelt ist ein äußeres Seitenteil 10 eingezeichnet,
das den im wesentlichen L-förmigen
Vertikalpfosten 1 nach außen hin abschließt. Des
Weiteren ist aus 5a ersichtlich,
dass der die Querstrebe des unteren U-förmigen Abschnitts 8 bildende Wandungsteil 8a des
Einlegeteils 4 an dem Schenkel 1a und der Schenkel 8b an
dem zweiten Schenkel 1b des Vertikalpfostens 1 anliegt.
-
Das
Einlegeteil 4 kann vorzugsweise aus einem einzigen Stück Blech
durch Stanzen und Biegen hergestellt werden. Es besteht aber auch
die Möglichkeit,
zwei Blechstücke
zu verwenden, diese durch Stanzen und Biegen in die gewünschte Form
zu bringen und beispielsweise im Bereich des Einschnitts 9 aneinander
zu fügen.
-
Die
Verbindungen zwischen den aneinander anliegenden Schenkeln der unterschiedlichen
Abschnitte des Einlegeteils und der entsprechenden Abschnitte des
Vertikalpfostens 1, des Dachlängsträgers 2 bzw. dessen
Ausbuchtung 5 sowie des Dachquerträgers 3 kann durch
Verschweißen,
durch Vernieten, durch Verkleben, durch Verschrauben und/oder dergleichen
erzielt werden.
-
Die
besondere Verwindungssteifheit dieses Bereichs der Fahrzeugkarosserie
ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Aufbau dadurch, dass das
Einlegeteil 4 eine durchgehende Wand aufweist, die durch
die Schenkel 6b, 7b und 8a gebildet wird.
Insbesondere der eine Schottwand bildende Schenkel 7b,
der einstückig
mit den benachbarten Schenkeln 6b und 8a verbunden
ist, trägt
erheblich zur Verwindungssteifheit des Aufbaus bei.
-
In
dem in den 6 bis 8 abgebildeten Ausführungsbeispiel
ist der Verbindungsbereich eines Vertikalpfostens 11 mit
einem Dachlängsträger 12 bei
einer Fahrzeugkarosserie gezeigt, die in dem dargestellten Verbindungsbereich
keinen Dachquerträger 3 aufweist.
Der Vertikalpfosten 11 ist entsprechend dem Vertikalpfosten 1 im
wesentlichen L-förmig
mit einem parallel zum Dachlängsträger 12 verlaufenden
Schenkel 11b und einem etwa senkrecht zur Fahrzeugkarosserie
abstehenden Schenkel 11a ausgebildet. Das in den 6 bis 8 abgebildete Einlegeteil 13 weist
einen unteren Abschnitt 14 mit ebenfalls zwei L-förmig zueinander
angeordneten Schenkeln 14a und 14b auf, die an
den Schenkeln 11a und 11b des Vertikalpfostens 11 anliegen. 6 zeigt, dass der sich an
den unteren Abschnitt 14 anschließende obere Abschnitt 15 des
Einlegeteils etwa im Verbindungsbereich von Vertikalpfosten 11 und
Dachlängsträger 12 um
90° Grad
nach links abgebogen ist. Gemäß 7 weist der Dachlängsträger 12 eine
im wesentlichen L-förmige
Querschnittsform auf, wobei dessen beide Schenkel 12a, 12b an ihren
freien Enden jeweils um etwa 90° abgewinkelt sind,
so dass dachseitig eine zum Dach hin erstreckte Auflagefläche 12c und
am unteren Ende eine sich nach unten erstreckende Anlagefläche 12d gegeben sind.
Der an die Form des Dachlängsträgers 12 angepasste
obere Abschnitt 15 des Einlegeteils 13 weist ebenfalls
zwei L-förmig
zueinander angeordnete Schenkel 15a und 15b, die
an den mit diesen korrespondierenden Schenkeln 12a und 12b des
Dachlängsträgers 12 anliegen,
sowie einen Auflageschenkel 15c auf, der an den Schenkel 15a angeschlossen ist.
-
Der
vertikal ausgerichtete Schenkel 15a geht in den etwa parallel
zum Dachlängsträger 12 verlaufenden
Schenkel 14b des unteren Abschnitts 14 des Einlegeteils 13 über und
der Auflageschenkel 15c im Übergangsbereich zwischen dessen
oberen und unteren Abschnitt 15, 14 in eine vertikal
ausgerichtete Schottwand 16, die quasi eine Verlängerung
des von der Fahrzeugkarosserie nach außen erstreckten Schenkels 14a des
unteren Abschnitts 14 darstellt.
-
Durch
die Schottwand 16, die wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 5 den Dachlängsträger 12 in zwei Hälften teilt,
wird die Verwindungssteifheit des erfindungsgemäßen Aufbaus wesentlich erhöht. Darüber hinaus
besteht die Möglichkeit,
das Einlegeteil mit einem zweiten oberen Abschnitt zu versehen,
der an dem in 6 nach
rechts erstreckten Abschnitt des Dachlängsträgers 12 befestigt
wird. Dieser zweite obere Abschnitt kann auf seiner in 6 linken Seite ebenfalls
durch eine der Schottwand 16 entsprechende Schottwand abgeschlossen
sein, die mit dieser (16) beispielsweise verschweißt sein
kann. Alternativ zu diesem zweiten Abschnitt kann auch ein zweites
Einlegeteil angeordnet werden. Durch einen zweiten oberen Abschnitt, der
als gesondertes Bauteil hergestellt und im Verbindungsbereich angebracht
werden kann, bzw. ein zweites Einlegeteil kann die Verwindungssteifheit
zusätzlich
vergrößert werden.
-
- 1
- Vertikalpfosten
- 1a
- Schenkel
- 1b
- Schenkel
- 2
- Dachlängsträger
- 3
- Dachquerträger
- 3a
- Fläche
- 3b,
3c
- Schenkel
- 3d,
3e
- Auflagefläche
- 4
- Einlegeteil
- 5
- Ausbuchtung
- 5a
- Fläche
- 5b,
5c
- Schenkel
- 5d,
5e
- Auflagefläche
- 6
- Abschnitt
- 6a
- Schenkel
- 6b
- Schenkel
- 6c
- Schenkel
- 7
- Übergangsabschnitt
- 7a
- Schenkel
- 7b
- Schenkel,
Schottwand
- 7c
- Schenkel
- 8
- Abschnitt
- 8a
- Wandungsteil
- 8b,
8c
- Schenkel
- 9
- Einschnitt
- 10
- Seitenteil
- 11
- Vertikalpfosten
- 11a
- Schenkel
- 11b
- Schenkel
- 12
- Dachlängsträger
- 12a,
12b
- Schenkel
- 12c
- Auflagefläche
- 12d
- Anlagefläche
- 13
- Einlegeteil
- 14
- Abschnitt
- 14a,
14b
- Schenkel
- 15
- Abschnitt
- 15a,
15b
- Schenkel
- 15c
- Auflageschenkel
- 16
- Schottwand