DE10037494A1 - Versteifungskonstruktion einer Fahrzeugkarosserie - Google Patents

Abstract

Eine Türgelenkschale (3) ist an einem A-Säulenabschnitt (2) einer äußeren Karosserieseitenschale (1) angeordnet, die an der Seite der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, und eine äußere Seitenschwellenschale (5) ist an einem Seitenschwellenabschnitt (4) der äußeren Karosserieseitenschale (1) angeordnet. Um die Festigkeit eines unteren Teils des A-Säulenabschnitts (2) und des Seitenschwellenabschnitts (4) zu erhöhen, ist ein im wesentlichen L-förmiges Türgelenkversteifungselement (8) an der Innenseite, an der dem Fahrgastraum zugwandten Seite der Türgelenkschale (3), und ein im Querschnitt U-förmiges Seitenschwellenversteifungselement (9) ist an den Außenseiten der Türgelenkschale (3) und der äußeren Seitenschwellenschale (5) eingebaut.

Description

Die Erfindung betrifft eine Versteifungskonstruktion einer Fahrzeugkarosserie, bei der zwischen Karosserieschalen eines Kraftfahrzeugs zusätzlich ein Versteifungselement vorgesehen ist, um die Festigkeit der Fahrzeugkarosserie gegen eine äußere Kraft zu erhöhen.

Fig. 8 stellt eine äußere Karosserieseitenschale 1 dar, die an der vorderen linken Seite des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Am Vorderteil der äußeren Karosserieseitenschale 1 ist ein A- Säulenabschnitt 2 zum Abstützen eines Daches vorgesehen. An der dem Fahrgastraum zugewandten Seite der äußeren Karosseriesei­ tenschale 1 ist eine Türgelenkschale 3 durch Schweißen befe­ stigt, und an einem Seitenschwellenabschnitt 4 der äußeren Karosserieseitenschale 1 ist eine äußere Seitenschwellenschäle 5 durch Schweißen befestigt. Der Pfeil F in Fig. 8 zeigt die Vorderseite der Fahrzeugkarosserie an, und der Pfeil IN zeigt die dem Fahrgastraum zugewandte Seite der Fahrzeugkarosserie an (dasselbe gilt in den weiteren Figuren).

Fig. 9 ist ein Schnitt längs der Linie W-W in Fig. 8, der die obengenannten Schalen im zusammengebauten Zustand darstellt. Wie in Fig. 9 dargestellt, ist am unteren Teil des A-Säulen­ abschnitts 2 durch die äußere Karosserieseitenschale 1 und eine Spritzseitenschale 6 ein geschlossener Raum ausgebildet, und die Türgelenkschale 3 ist zwischen diesen Schalen entlang der Innenseite der äußeren Karosserieseitenschale 1 angeordnet.

An der Vorderseite des in Fig. 9 dargestellten A-Säulenab­ schnitts 2 ist ein bereiftes Vorderrad angeordnet. Wenn eine äußere Kraft auf den A-Säulenabschnitt 2 von vorne aufgebracht wird, kann der A-Säulenabschnitt 2 zur Rückseite der Fahrzeug­ karosserie hin verformt werden. Um diese Verformung zu verhin­ dern ist beispielsweise zusätzlich ein Versteifungselement vorgesehen, das zwischen den Schalen an Flanschabschnitten 7a und 7b zusätzlich gehalten ist. Wenn jedoch an den Flanschab­ schnitten 7a und 7b ein Versteifungselement hinzugefügt ist, ergeben sich vier durch Punktschweißen miteinander zu verbin­ dende Schalen, so daß Bedenken bestehen, daß das Schweißen nicht mehr durchgeführt werden kann.

Der Seitenschwellenabschnitt 4 kann ferner nach oben, schräg zur Außenseite der Fahrzeugkarosserie verformt werden, wenn eine äußere Kraft von vorne aufgebracht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Probleme zu lösen und insbesondere eine Versteifungskonstrukti­ on für eine Fahrzeugkarosserie zu schaffen, bei der die Anzahl Schalen in einem derartigen Bereich liegt (drei Schalen), daß sie schweißbar sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Versteifungskon­ struktion einer Fahrzeugkarosserie geschaffen, die eine Türge­ lenkschale und eine äußere Seitenschwellenschale aufweist, die zwischen einer äußeren Karosserieseitenschale und einer Fahr­ gastraumseitenschale vorgesehen ist, wobei die Türgelenkschale an einem A-Säulenabschnitt der äußeren Karosserieseitenschale angeordnet ist, der vordere Endabschnitt der äußeren Seiten­ schwellenschale mit dem unteren Teil der Türgelenkschale ver­ bunden ist und die äußere Seitenschwellenschale an einem Seitenschwellenabschnitt der äußeren Karosserieseitenschale angeordnet ist, und ein Verbindungselement der Türgelenkschale und der äußeren Seitenschwellenschale an einem Abschnitt punkt­ geschweißt ist, an dem die äußere Karosserieseitenschale und die Fahrgastraumseitenschale einander überdecken, wobei ein Türgelenkversteifungselement zwischen dem unteren Ende der Türgelenkschale und der Fahrgastraumseitenschale vorgesehen ist, und zwischen der Türgelenkschale und der äußeren Seiten­ schwellenschale und der äußeren Karosserieseitenschale ein Seitenschwellenversteifungselement derart vorgesehen ist, daß es sich über einen Verbindungsabschnitt der Türgelenkschale und der äußeren Seitenschwellenschale erstreckt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine auseinandergezogene, räumliche Ansicht von Schalen einer Versteifungskonstruktion einer Fahrzeugkarosserie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht eines in Fig. 1 dar­ gestellten A-Säulenabschnitts und eines Seitenschwellenab­ schnitts;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie X-X in Fig. 2;

Fig. 4 eine räumliche Ansicht eines in Fig. 1 dargestellten Türgelenkversteifungselements;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie Y-Y in Fig. 2;

Fig. 6 eine vergrößerte, räumliche Ansicht eines in Fig. 1 dargestellten Seitenschwellenversteifungselements;

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie Z-Z in Fig. 2;

Fig. 8 eine auseinandergezogene, räumliche Ansicht von Schalen einer Versteifungskonstruktion einer Fahrzeugkarosserie eines herkömmlichen Beispiels; und

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie W-W in Fig. 8.

Die in Fig. 1 dargestellte Versteifungskonstruktion einer Fahrzeugkarosserie wird verwendet, um die Festigkeit eines unteren Teils eines A-Säulenabschnitts 2 und eines Seiten­ schwellenabschnitts 4 zu erhöhen. Am vorderen Teil einer äuße­ ren Karosserieseitenschale 1, die an der Seite der Fahrzeug­ karosserie angeordnet ist, ist der A-Säulenabschnitt 2 vorgesehen, um ein Dach 1a (nur ein Teil davon ist dargestellt) abzustützen. Am unteren Teil des im wesentlichen zentralen Abschnitts des A-Säulenabschnitts 2 ist eine Türgelenkschale 3 an der dem Fahrgastraum zugewandten Seite der äußeren Karosse­ rieseitenschale 1 vorgesehen. Am Seitenschwellenabschnitt 4 ist an der dem Fahrgastraum zugewandten Seite der äußeren Karosse­ rieseitenschale 1 auch eine äußere Seitenschwellenschale 5 vorgesehen.

Fig. 2 stellt, betrachtet von der Außenseite der Fahrzeugkaros­ serie, einen Verbindungsabschnitt des A-Säulenabschnitts 2 und den in Fig. 1 dargestellten Seitenschwellenabschnitt 4 dar, wobei die äußere Karosserieseitenschale 1 entfernt ist.

Wie in Fig. 3 dargestellt, ist durch die äußere Karosseriesei­ tenschale 1 und eine Spritzseitenschale 6, die eine Fahrgast­ raumseitenschale ist, am unteren Teil des A-Säulenabschnitts 2 ein geschlossener Querschnitt ausgebildet. Die äußere Karosse­ rieseitenschale 1 weist einen hutförmigen Querschnitt auf, und die Türgelenkschale 3 ist entsprechend entlang der Innenseite der äußeren Karosserieseitenschale 1 hutförmig ausgebildet. Beide Endabschnitte dieser Schalen bilden zusammen mit den Endabschnitten der Spritzseitenschale 6 Flanschabschnitte 7a und 7b, und an den Abschnitten, an denen sich die drei Schalen überdecken sind Punktschweißungen a und b ausgebildet. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Endabschnitt der äußeren Seiten­ schwellenschale S mit dem Endabschnitt der Türgelenkschale 3 verbunden.

Bei dieser Ausführungsform sind zusätzlich ein Türgelenkver­ steifungselement 8 und ein Seitenschwellenversteifungselement 9, die in Fig. 1 dargestellt sind, an der oben genannten her­ kömmlichen Konstruktion vorgesehen. Fig. 4 ist eine räumliche Ansicht des Türgelenkversteifungselements 8, das im wesentli­ chen L-förmig und derart angeordnet ist, daß es vom unteren Teil des A-Säulenabschnitts 2 zum Seitenschwellenabschnitt 4 ragt, und auch an der dem Fahrgastraum zugewandten Seite der Türgelenkschale 3 angeordnet ist. Das Türgelenkversteifungsele­ ment 8 ist an beiden Seiten eines Abschnitts, an dem der A- Säulenabschnitt 2 angeordnet ist, mit Flanschen 8a und 8b ausgebildet. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist das Türgelenkver­ steifungselement 8 in dem durch die äußere Karosserieseiten­ schale 1 und die Spritzseitenschale 6 gebildeten, geschlossenen Raum angeordnet. Die Flansche 8a und 8b überdecken die Innen­ seite der Türgelenkschale 3, und Punktschweißungen c und d sind an Abschnitten ausgebildet, an denen sich diese Schalen über­ decken.

Wie in Fig. 5 dargestellt, ist an einem Eckabschnitt, der an einem Zusammentreffabschnitt des A-Säulenabschnitts 2 und des Seitenschwellenabschnitts 4 vorgesehen ist, der obere Endab­ schnitt der Türgelenkschale 3 zwischen der äußeren Karosserie­ seitenschale 1 und der Spritzseitenschale 6 angeordnet, und am Abschnitt, an dem sich diese drei Schalen überdecken, ist eine Punktschweißung e ausgebildet. Am unteren Endabschnitt des Eckabschnitts ist die Türgelenkschale 3 zwischen der äußeren Karosserieseitenschale 1 und einer inneren Seitenschwellenscha­ le 11 angeordnet, und am Abschnitt, an dem sich diese drei Schalen überdecken, ist eine Punktschweißung f ausgebildet.

Am unteren Teil der Türgelenkschale 3 ist ein konvexer Ab­ schnitt 3a ausgebildet, der nach außen in Richtung der Fahr­ zeugbreite vorsteht, und der vordere Endabschnitt des Seitenschwellenversteifungselements 9, der einen in Fig. 6 dargestellten, hutförmigen, vertikalen Querschnitt aufweist, ist an der Außenseite des konvexen Abschnitts 3a angeordnet. Das Türgelenkversteifungselement 8 ist an der dem Fahrgastraum zugewandten Seite der Türgelenkschale 3 angeordnet, und an den Abschnitten, an denen an einem oberen und unteren Teil des Seitenschwellenversteifungselements 9 Flanschabschnitte ausge­ bildet sind und sich die drei Schalen überdecken, sind Punkt­ schweißungen g und h ausgebildet. An dem konvexen Abschnitt 3a der Türgelenkschale 3 ist an dem Abschnitt, an dem sich die Türgelenkschale 3 und das Seitenschwellenversteifungselement 9 einander überdecken, eine Punktschweißung m ausgebildet.

Wie in Fig. 7 dargestellt, ist an dem Seitenschwellenabschnitt 4 die äußere Seitenschwellenschale 5 zwischen der äußeren Karosserieseitenschale 1 und der inneren Seitenschwellenschale 11 angeordnet, die eine Fahrgastraumseitenschale ist, und an den Abschnitten, an denen die drei Schalen die oberen bzw. unteren Endabschnitte der äußeren Seitenschwellenschale 5 überdecken, sind Punktschweißungen i und j ausgebildet. An der Außenseite der äußeren Seitenschwellenschale 5 sind an den Abschnitten, an denen das Seitenschwellenversteifungselement 9 angeordnet ist und die beiden Schalen einander überdecken, Punktschweißungen k und l ausgebildet. Das Bezugszeichen 12 in Fig. 7 bezeichnet eine Bodenschale, die an die innere Seiten­ schwellenschale 11 angeschweißt ist.

Um die oben genannten Schalen zusammenzubauen, wird zuerst das Türgelenkversteifungselement 8 an der Türgelenkschale 3 befe­ stigt und dann die Türgelenkschale 3 an der äußeren Seiten­ schwellenschale 5 und dem Seitenschwellenversteifungselement 9 durch Punktschweißen befestigt. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist das Türgelenkversteifungselement 8 mit einem Positionierloch 8c für eine Punktschweißpistole, einem Einführloch 8d für eine Punktschweißpistolenspitze, und zwei Aufsetzlöchern 8e ausge­ bildet, um die Punktschweißung m an dem konvexen Abschnitt 3a einfach ausbilden zu können. Die Löcher 8c bis 8e haben auch die Funktion, ein Zirkulieren eines galvanischen Fluids zu erleichtern, wenn das Türgelenkversteifungselement 8 in das galvanische Fluid bzw. Bad eingetaucht wird.

Bei dieser Ausführungsform hat das Türgelenkversteifungselement 8 einen U-förmigen, vertikalen Querschnitt und in seinem unte­ ren Teil einen L-förmigen quergerichteten Querschnitt. Daher weisen der A-Säulenabschnitt 2 und der Seitenschwellenabschnitt 4 eine hohe Steifigkeit auf, wenn eine äußere Kraft von vorne aufgebracht wird. Die an den vorderen und hinteren Teilen des Türgelenkversteifungselements 8 ausgebildeten Flansche 8a und 8b sind derart konstruiert, daß die Querschnittsfläche der Türgelenkschale 3 und des Türgelenkversteifungselements 8 vergrößert ist.

Da das Seitenschwellenversteifungselement 9 an dem Seiten­ schwellenabschnitt 4 eingebaut ist, ist der Seitenschwellenab­ schnitt 4 vor einem Verformen nach oben, zur Außenseite der Fahrzeugkarosserie geschützt. Das Seitenschwellenversteifungs­ element 9, das, wie in Fig. 2 dargestellt, achsensymmetrisch ist, kann als Gleichteil links und rechts an der Fahrzeugkaros­ serie verwendet werden.

Wenn das Türgelenkversteifungselement 8 und das Seitenschwel­ lenversteifungselement 9 nicht verwendet werden, sind die Punktschweißstellen der äußeren Karosserieseitenschale 1, der Türgelenkschale 3 und der äußeren Seitenschwellenschale 5 die gleichen wie die der herkömmlichen Konstruktion. Daher kann wahlweise festgelegt werden, ob das Türgelenkversteifungsele­ ment 8 und das Seitenschwellenversteifungselement 9 bei einem Fahrzeug verwendet werden oder nicht.

Wie oben beschrieben, ist das Türgelenkversteifungselement erfindungsgemäß zwischen dem unteren Ende der Türgelenkschale und der Fahrgastraumseitenschale angeordnet, und das Seiten­ schwellenversteifungselement ist zwischen der Türgelenkschale und der äußeren Seitenschwellenschale und der äußeren Karosse­ rieseitenschale derart angeordnet, daß es sich über den Verbin­ dungsabschnitt der Türgelenkschale und der äußeren Seiten­ schwellenschale erstreckt. Daher sind, wenn eine längsgerich­ tete, äußere Kraft oder eine äußere Rotationskraft um den A- Säulenabschnitt auf den A-Säulenabschnitt aufgebracht wird, die Schalen an dem A-Säulenabschnitt vor einem Verformen geschützt.

Da die drei Schalen der Türgelenkschale, des Türgelenkverstei­ fungselements und des Seitenschwellenversteifungselements an anderen Stellen als den oben genannten Überdeckungsabschnitten punktgeschweißt sind, kann das Verwenden der Versteifungsele­ mente an gleichen Karosserien für jeden Fahrzeugtyp wahlweise festgelegt werden.

Da das Seitenschwellenversteifungselement bezogen auf seine längsgerichtete Mittellinie symmetrisch ist, kann es sowohl an der rechten als auch an der linken Seite der Fahrzeugkarosserie verwendet werden. Daher werden die Teilezahl und Herstellungs­ kosten verringert.

Das in dem Türgelenkversteifungselement ausgebildete Einführ­ loch für eine Punktschweißpistolenspitze vereinfacht das Punkt­ schweißen und verbessert das Zirkulieren von Fluid, wenn das Türgelenkversteifungselement in ein galvanisches Bad getaucht wird.

Claims (4)

1. Versteifungskonstruktion einer Fahrzeugkarosserie mit einer Türgelenkschale (3) und einer äußeren Seitenschwellenschale (5), die zwischen einer äußeren Karosserieseitenschale (1) und einer Fahrgastraumseitenschale (6) vorgesehen ist, wobei die Türgelenkschale (3) an einem A-Säulenabschnitt (2) der äußeren Karosserieseitenschale (1) angeordnet ist, ein vorderer Endab­ schnitt der äußeren Seitenschwellenschale (5) mit einem unteren Teil der Türgelenkschale (3) verbunden ist und die äußere Seitenschwellenschale (5) an einem Seitenschwellenabschnitt (4) der äußeren Karosserieseitenschale (1) angeordnet ist, und ein Verbindungselement der Türgelenkschale (3) und der äußeren Seitenschwellenschale (5) an einem Überdeckungsabschnitt punkt­ geschweißt ist, an dem die äußere Karosserieseitenschale (1) und die Fahrgastraumseitenschale (6) einander überdecken, wobei ein Türgelenkversteifungselement (8) zwischen dem unteren Ende der Türgelenkschale (3) und der Fahrgastraumseitenschale (6) vorgesehen ist, und ein Seitenschwellenversteifungselement (9) zwischen dem Verbindungselement der Türgelenkschale (3) und der äußeren Seitenschwellenschale (5) und der äußeren Karosse­ rieseitenschale (1) derart angeordnet ist, daß es sich über einen Verbindungsabschnitt der Türgelenkschale (3) und der äußeren Seitenschwellenschale (5) erstreckt.

2. Versteifungskonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Schalen der Türgelenkscha­ le (3), des Türgelenkversteifungselements (8) und des Seiten­ schwellenversteifungselements (9) an anderen Stellen als den Überdeckungsabschnitten punktgeschweißt sind.

3. Versteifungskonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenschwellenversteifungsele­ ment (9) bezogen auf seine längsgerichtete Mittellinie derart symmetrisch gestaltet ist, daß es sowohl an der rechten als auch linken Seite der Fahrzeugkarosserie verwendet werden kann.

4. Versteifungskonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Türgelenkversteifungselement (8) mit einem Einführloch (8d) für eine Punktschweißpistolen­ spitze ausgebildet ist.