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Die
Erfindung betrifft ein Schwellersystem an Kraftfahrzeugen mit den
Merkmalen des Anspruchs 1.
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Es
ist bekannt, Karosseriestrukturen an Kraftfahrzeugen in profilorientierter
Schalenbauweise auszubilden, wobei vorgefertigte Hohlprofile entsprechend
dem Lastpfad in eine Blech-Schalenbauweise
konventioneller Art eingebunden werden. Daraus ergeben sich insbesondere
Kosten- und Gewichtseinsparungen bei gleichzeitiger Verbesserung der
Karosserieperformance. Derartige Hohlprofile, seien es offene oder
geschlossene Hohlprofile, können
einfach und kostengünstig
vermittels an sich bekannter Umformverfahren, beispielsweise durch Roll-Umformung,
und nachfolgendes Fügen,
beispielsweise Schweißen,
hergestellt werden. So wird mit der
DE 195 40 787 A1 vorgeschlagen, ein Profilteil,
wie einen Längsträger, Aufpralldämpfer o.
dgl., durch Roll-Umformen eines Bleches zu einem einteiligen Hohlprofil,
das nur eine in Längsrichtung
des Profilteiles sich erstreckende Hohlkammer enthält, so umzuformen,
dass die beiden seitlichen Enden des Bleches von dem Profilkörper nach
außen
abstehen und miteinander verbindbar sind.
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Vor
diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, ein Schwellersystem
an Kraftfahrzeugen zu schaffen, welches der besagten profilorientierten Schalenbauweise
gerecht wird und eine weitere Reduzierung der Bauteileanzahl sowie
eine maßgebliche
Verbesserung der statischen und dynamischen Performance der Kraftfahrzeugkarosserie
gestattet.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch ein Schwellersystem an Kraftfahrzeugen gelöst, welches
wenigstens ein zumindest partiell umgeformtes, profilorientiertes
Blechteil umfasst, dessen Profilquerschnitt auf die Grundgeometrie
der Ziffer sechs" oder "neun" mit einem geschlossenen
Hohlprofil und einem an besagtem Hohlprofil sich anschließenden, weitestgehend
in Fahrzeughochrichtung ausgerichteten Flansch zurückgeführt ist.
In Rahmen umfangreicher Versuche wurde nämlich gefunden, dass mit einer
solchen Gestaltung des besagten Blechteils sich besonders vorteilhaft
die statische und dynamische Performance der Kraftfahrzeugkarosserie
verbessern lässt,
ferner Einsparpotentiale im Hinblick auf Kosten und Gewicht sowie
eine erhebliche Verringerung der Bauteileanzahl im Vergleich mit
herkömmlichen
Schwellersystemen zu verzeichnen sind. Der Profilquerschnitt des
Blechteils kann dabei in Abhängigkeit
vom jeweiligen Fahrzeugmodell bzw. in Anpassung an die aktuellen
Gegebenheiten sowohl zur Fahrzeugmitte als auch nach außen gerichtet
sein. Wie die Erfindung weiter vorsieht ist das umgeformte, profilorientierte
Blechteil nach einem oder mehreren an sich bekannten Blechumformverfahren, wie
Walzprofilieren, Gesenkbiegen, Abkanten und/oder anderen herstellbar.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der sich an das Hohlprofil anschließende Flansch
weitestgehend vertikal ausgerichtet ist. Das freie Ende desselben
kann eine oder mehrere Abwinkelungen aufweisen, wodurch zum einen eine
weitere Erhöhung
der Steifigkeit des Schwellers gestattet und zum anderen die Voraussetzungen
für unterschiedlichste
Ausgestaltungen des Schwellersystems im Hinblick auf diverse Anbauteile
geschaffen sind. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der geschlossene
Querschnitt des Hohlprofils vorzugsweise durch Schweißung bewerkstelligt
ist. Als besonders vorteilhaft hat sich ein geschlossener Querschnitt
des Hohlprofils in Form eines Polygons bewährt, wobei dasselbe einen oder
mehrere Absätze aufweisen
kann. Die besagten Absätze
können
kontinuierlich ansteigend oder abfallend oder auch stufenförmig ausgebildet
sein. Ferner kann es auch angezeigt sein, das im Querschnitt polygonal
ausgebildete Hohlprofil wenigstens abschnittsweise gerundet auszubilden.
Insofern ist vorgesehen, eine oder mehrere Ecken mit einem Radius
zu versehen und/oder eine oder mehrere Seiten des im Querschnitt
polygonal ausgebildeten Hohlprofils gerundet auszubilden: Wie die
Erfindung noch vorsieht, können
an das wenigstens eine zumindest partiell umgeformte, profilorientierte
Blechteil ein oder mehrere Peripherieteile, wie Schließteil-Schweller,
Sitzaufnahme, Bodenblech, Verstärkungsteile,
Seitenwandstrukturen u. dgl. mehr angeschlossen sein. Als besonders
vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn ein oder mehrere Peripherieteile
derart mit dem profilorientierten Blechteil verbunden sind, dass
ein Mehr-Kammer-Hohlprofil gebildet ist, wodurch die Steifigkeit des
Schwellers noch weiter erhöht
ist. Als zweckmäßig hat
es sich ferner erwiesen, die Peripherieteile mit dem wenigstens
einen zumindest partiell umgeformten, profilorientierten Blechteil
durch Schweißung
zu verbinden, wobei zur Bewerkstelligung der Schweißverbindung/en
kraftflussoptimierte Stoßarten,
wie T-Stoß, Überlappstoß, Stumpfstoß, I-Stoß u. a.
zu favorisieren sind.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 den
Querschnitt einer ersten vorteilhaften Ausführungsform des Schwellersystems,
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2 das
Schwellersystem nach 1 in einer abgewandelten Ausgestaltung,
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3 den
Querschnitt einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform des Schwellersystems,
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4 das
Schwellersystem nach 2 in einer abgewandelten Ausgestaltung,
und
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5 das
Schwellersystem nach 1 in einer weiteren möglichen
Ausgestaltung.
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1 zeigt äußerst schematisch
den Querschnitt eines Schwellersystems mit einem zumindest partiell
umgeformten, profilorientierten Blechteil 1. Besagtes Blechteil 1 weist
einen Profilquerschnitt auf, der seinerseits auf die Grundgeometrie
der Ziffer „sechs" zurückgeführt ist.
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Das
Blechteil 1 ist vorzugsweise nach einem oder mehreren an
sich bekannten Blechumformverfahren, wie Walzprofilieren, Gesenkbiegen,
Abkanten und/oder anderen aus einer Blechplatine hergestellt und
weist ein geschlossenes Hohlprofil 2 mit einem sich anschließenden Flansch 3 auf.
Der Flansch 3 ist in Fahrzeughochrichtung, vorliegend exakt
vertikal ausgerichtet, wobei jedoch Abweichungen von der Vertikalen
zum Fahrzeuginneren hin (gem. der 1 nach links)
oder nach außen
(nach rechts) durch die Erfindung mit erfasst sind.
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Das
Schließen
des Hohlprofils 2 wird vorzugsweise stoffschlüssig durch
Schweißung
bewerkstelligt. Vorliegend ist der einen Rechteckquerschnitt des
Hohlprofils 2 ausbildende umlaufende Blechabschnitt des
Blechteils 1 mit einem abgestellten Endflansch 4 versehen,
der seinerseits, einen Überlappstoß realisierend,
mit dem Flansch 3 beispielsweise durch Punktschweißung fest
verbindbar ist.
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Die
Erfindung ist jedoch nicht auf den dargestellten Rechteckquerschnitt
des gebildeten Hohlprofils 2 beschränkt, sondern umfasst jedweden
vorstellbaren polygonalen Querschnitt. Demgemäß beispielsweise auch einen
quadratischen Querschnitt.
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Denkbar
ist es auch und somit durch die Erfindung mit erfasst, den Querschnitt
des Hohlprofils 2 wenigstens abschnittsweise gerundet,
bis hin zu einem kreisrunden Querschnitt, auszubilden. Realisierbar
ist eine solche Ausführungsform,
indem beispielsweise für
eine oder mehrere Ecken des Polygons ein Radius vorgesehen und/oder
ein oder mehrere Seitenwände
gerundet ausgebildet werden (nicht näher dargestellt). Durch diese
Maßnahmen
ist das profilorientierte Blechteil 1 an unterschiedlichste Design-
und/oder Montagekonzepte anpassbar.
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Wie
der 1 weiter zu entnehmen ist, ist der Profilquerschnitt
des Blechteils 1 nach Art der Ziffer „sechs" vom Fahrzeug weg nach außen gerichtet. Peripherieteile
in Form von zwei Bodenblechen 5 sowie einer Sitzaufnahme 6 sind
fahrzeuginnenseitig am Blechteil 1, vorliegend überwiegend
am Flansch 3 und vorzugsweise ebenfalls stoffschlüssig vermittels
abgestellter Endflansche bzw. Überlappstoß durch
Schweißung
festlegbar, wobei sich hier gegebenenfalls auch andere Fügeverfahren,
beispielsweise Kleben, oder auch an sich bekannte mechanische Befestigungsmittel
anbieten.
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Ferner
sind beispielgebend ein Verstärkungsteil 7 und
ein dasselbe überdeckendes Schließteil-Schweller 8 gezeigt.
Beide z. B. als abgekantete Blechteile ausgebildeten Anbauteile
sind von oben gegen das Blechteil 1 ansetzbar und mit demselben
fest verbindbar. Auch hier werden an sich bekannte Schweißverfahren
favorisiert, wobei kraftflussoptimierte Stoßarten, wie insbesondere T-Stoß, Überlappstoß, Stumpfstoß und I-Stoß zur Anwendung
kommen.
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Vorliegend
weist das Verstärkungsteil 7 beiderends
abgestellte Schweißflansche
auf, wobei der eine Schweißflansch
mit dem Flansch 3 und der andere Schweißflansch mit einem horizontalen
Abschnitt des Hohlprofils 2 verbindbar ist. Das Schweller-Schließteil 8 ist
dagegen einerends über
einen abgestellten Schweißflansch
mit dem Flansch 3 verbindbar, wogegen das andere Ende stumpf
gegen den horizontalen Abschnitt des Hohlprofils 2 ansetzbar
und mit demselben vermittels an sich bekannter Schweißverfahren
verbindbar ist.
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Für den Fachmann
ist sicherlich leicht nachvollziehbar, dass sich gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ein Mehr-Kammer-Hohlprofil, vorliegend ein Drei-Kammer-Hohlprofil,
ausbilden lässt,
welches, wie bereits oben bereits dargetan, sich besonders vorteilhaft
auf die Gesamtsteifigkeit des Schwellersystems und demgemäß auch der
Kraftfahrzeugkarosserie auswirkt.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach 2 unterscheidet sich zum vorbeschriebenen im Wesentlichen
dadurch, dass der weitestgehend entsprechend der Ziffer „sechs" ausgebildete Profilquerschnitt
des Blechteils 1 zur Fahrzeugmitte bzw. nach innen gerichtet
ist.
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Ferner
weist das freie Ende des Flansches 3 mehrere Abwinkelungen 9,
vorliegend zwei Abwinkelungen 9 auf, vermittels derer einfach
und kostengünstig
beliebige Design- und Montagekonzepte realisierbar sind. Des Weiteren
ist an die Außenkontur des
Blechteils 1 noch eine Seitenwandstruktur 10 angeschlossen,
wobei auch hier einfache Fügeverfahren,
wie beispielsweise Punktschweißverfahren
zur Anwendung kommen können.
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Die 3 und 4 zeigen
demgegenüber Schwellersysteme
mit einem zumindest partiell umgeformten, profilorientierten Blechteil 1,
welches einen Profilquerschnitt aufweist, der seinerseits auf die Grundgeometrie
der Ziffer „neun" mit einem geschlossenen
Hohlprofil 2 und einem sich daran anschließenden Flansch 3 zurückgeführt ist.
Auch dieses Blechteil 1 ist vorzugsweise nach einem oder mehreren
an sich bekannten Blechumformverfahren aus einer Blechplatine hergestellt.
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Was
die Anbindung von diversen Peripherieteilen anbelangt, unterscheidet
sich diese Ausführungsform
nicht oder nur unwesentlich von den vorbeschriebenen Ausführungsformen.
Vermittels eines Schließteils-Schweller 8 ist
vorliegend ein Zwei-Kammer-Hohlprofil ausbildbar.
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Der
Fachmann wird sicherlich leicht erkennen, dass die Gestaltungsmöglichkeiten
des Profilquerschnitts des Blechteils 1 nahezu unbegrenzt sind,
so dass sich die Erfindung nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern jegliche Gestaltung mit umfasst, die auf die Grundgeometrie
der Ziffer „sechs" oder „neun" zurückgeführt sind.
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So
zeigt 5 beispielsweise einen polygonalen Profilquerschnitt
mit sieben Ecken, der seinerseits in Anpassung an bestimmte Gestaltungswünsche Absätze 11 aufweist,
die kontinuierlich ansteigend bzw. abfallend ausgebildet sind. Denkbar
sind jedoch auch hier nicht näher
gezeigte stufenförmige Absätze 11 oder
auch eine Kombination aus beiden.
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- 1
- Blechteil
- 2
- Hohlprofil
- 3
- Flansch
- 4
- Endflansch
- 5
- Bodenblech
- 6
- Sitzaufnahme
- 7
- Verstärkungsteil
- 8
- Schließteil-Schweller
- 9
- Abwinkelungen
- 10
- Seitenwandstruktur
- 11
- Absätze