DE102007032245A1

DE102007032245A1 - Kraftfahrzeugkarosserie mit seitlichen Schwellern

Info

Publication number: DE102007032245A1
Application number: DE200710032245
Authority: DE
Inventors: Roberto Oggianu; Wolfgang Neumann; Mario Schilling; Siegfried Walter
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: 2009-01-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem seitlichen Schweller, im Wesentlichen bestehend aus einem Blechinnenteil und einem mit diesem verbundenen, nach außen abstehenden Blechaußenteil und einem zwischen dem Blechinnenteil und dem Blechaußenteil angeordneten Verstärkungsteil mit einem sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden im Wesentlichen U-förmigen Profil. Der seitliche Schweller und das Verstärkungsteil erstrecken sich von einer A-Säule bis zu einer C-Säule. Zwischen dem Blechaußenteil und dem Verstärkungsteil sind mindestens ein Prallelement zur Übertragung von seitlichen Aufprallkräften und mindestens ein Abschottelement vorgesehen.

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. Zur weiteren Aussteifung der gesamten Profilanordnung sind innerhalb des Profilteils Schottbleche angeordnet.
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, entlang dem Schweller, gewährleistet wird.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem seitlichen Schweller bereitzustellen, wobei zwischen einem Blechinnenteil und einem Blechaußenteil des Schwellers ein Verstärkungsteil mit einem sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden im Wesentlichen U-förmigen Profil angeordnet ist, wobei sich der seitliche Schweller und das Verstärkungsteil von einer A-Säule bis zu einer C-Säule erstrecken, und zwischen dem Blechaußenteil und dem Verstärkungsteil mindestens ein Prallelement zur Übertragung von seitlichen Aufprallkräften und mindestens ein Abschottelement vorgesehen sind.
Durch die Anordnung des Verstärkungsteils, des Prallelements und des Abschottelements wird auf einfache Weise eine Verstärkung des Schwellers über dessen gesamten Länge erzielt. Außerdem ist das U-förmige Profil mit Füßen hinsichtlich der Herstellung günstig.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie ist im Bereich der A-Säule und zwischen dem Blechaußenteil und dem Verstärkungsteil ein Vorderprallelement angeordnet, das beabstandet zum Blechaußenteil angeordnet ist. Das Vorderprallelement kann in vorteilhafter Weise ausgebildet sein, eine von einer Fahrzeugvorderseite her einwirkende Aufprallkraft, z. B. von einem Rad, zu übertragen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie ist ein mittiges Prallelement zwischen der A-Säule und einer B-Säule und ein mittiges Prallelement zwischen einer B-Säule und der C-Säule angeordnet. Das Abschottelement ist vorzugsweise zwischen dem mittigen Prallelement und der B-Säule angeordnet. Hierbei wird bei einem Pfahlaufprall unabhängig vom jeweiligen Aufschlagort stets ein gleichmäßiger Schutz gewährleistet.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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.
Es zeigen, jeweils schematisch,
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.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Insbesondere im Hinblick auf einige bevorzugte Ausführungsbeispiele entnimmt ihr der Fachmann, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen in Gestalt und Einzelheiten gemacht werden können, ohne von dem Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Offenbarung der vorliegenden Erfindung nicht einschränkend sein. Stattdessen soll die Offenbarung der vorliegenden Erfindung den Umfang der Erfindung veranschaulichen, der in den nachfolgenden Ansprüchen dargelegt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19528874 C2 [0003]

Claims

Kraftfahrzeugkarosserie mit einem seitlichen Schweller (1), im Wesentlichen bestehend aus einem Blechinnenteil (2) und einem mit diesem verbundenen, nach außen abstehenden Blechaußenteil (4) und einem zwischen dem Blechinnenteil (2) und dem Blechaußenteil (4) angeordneten Verstärkungsteil (3) mit einem sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden im wesentlichen U-förmigen Profil, wobei sich der seitliche Schweller (1) und das Verstärkungsteil (3) von einer A-Säule (10) bis zu einer C-Säule (12) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Blechaußenteil (4) und dem Verstärkungsteil (3) mindestens ein Prallelement (7) zur Übertragung von seitlichen Aufprallkräften und mindestens ein Abschottelement (16) vorgesehen sind.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der A-Säule (10) und zwischen dem Blechaußenteil (4) und dem Verstärkungsteil (3) ein Vorderprallelement (15) angeordnet ist, das beabstandet zum Blechaußenteil (4) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass und ein mittiges Prallelement zwischen der A-Säule (10) und einer B-Säule (11) und/oder ein mittiges Prallelement (7) zwischen einer B-Säule (11) und der C-Säule (12) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Vorderprallelement (15) zwischen der A-Säule (10) und dem Verstärkungsteil (3) bis hin zu einer Gehäusewand eines Radkastens erstreckt.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine B-Säule (11) im Fuß ein Verstärkungselement aufweist, das im Schweller (1) zwischen dem Verstärkungsteil (3) und dem Blechaußenteil (4) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorderprallelement (15) ausgebildet ist, eine von der Fahrzeugvorderseite her einwirkende Aufprallkraft zu übertragen.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mittige Prallelement (7) so ausgebildet ist, eine von der Fahrzeugseite her einwirkende Aufprallkraft zu übertragen.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mittigen Prallelement und der B-Säule (11) das Abschottelement (16) angeordnet ist, das so ausgebildet ist, dass es den Durchtritt von Flüssigkeiten und sonstigen Nässeelementen im Bereich zwischen dem Blechaußenteil (4) und dem Verstärkungsteil (3) in Fahrzeuglängsrichtung behindert.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Abschottelement (16) von einem Quellschaum (17) umgeben ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (3) und das mindestens eine Prallelement (7) aus Blech gefertigt sind.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (3) ein im Wesentlichen U-förmigen Profil aufweist, dessen freie Enden mit Füßen versehen sind, die mit dem Blechinnenteil (2) verbunden sind.